Retificador de alto fator de potência e reduzido filtro de modo diferencial para alimentação de leds baseado na topologia SEPIC isolada com magnéticos integrados

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Silva, Josué Lima da
• Orientador(a): Almeida, Pedro Santos
• Banca de defesa: Costa, Marco Antônio Dalla , Braga, Henrique Antônio Carvalho , Soares, Guilherme Márcio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
• Departamento: Faculdade de Engenharia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Sepic Isolado; Indutores Acoplados; Magnéticos integrados; Interferência eletromagnética; Filtro de modo diferencial; Diodos emissores de luz; Correção ativa do fator de potência; Isolated sepic; Coupled inductors; Integrated magnetics; Electromagnetic interference; Differential mode emi filter; Light-emitting diodes; Active power factor correction
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/12089

Este trabalho apresenta uma proposta para alimentação de LEDs empregando um driver off-line, isolado e de estágio único baseado no conversor SEPIC com indutores acoplados operando em modo de condução descontínua (DCM). A topologia escolhida permite a redução do conteúdo harmônico de alta frequência da corrente de entrada mediante ajuste dos parâmetros dos indutores acoplados (uma técnica conhecida como ripple steering), cujo benefício é a redução da indutância e volume do filtro EMI de modo diferencial. Outro benefício da técnica é a possibilidade de integração dos indutores acoplados e do transformador isolador em um único magnético, o que contribui para um conversor com menor número de componentes, tornando-o uma alternativa com número de componentes similar a de um conversor flyback, considerado um padrão de projeto da indústria no que se trata de drivers isolados e de estágio único. Em relação ao flyback, a topologia escolhida permitiu uma redução teórica de 7,61 vezes da indutância do filtro de modo diferencial. Para que a implementação prática do conversor fosse possível, foi desenvolvida uma nova estrutura magnética, especialmente projetada para a aplicação. Além da modelagem analítica do conversor e da estrutura magnética, técnicas de simulação como SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) e FEM (Finite Element Method) também são utilizadas. Por fim, é apresentado um protótipo para acionamento em malha aberta de uma luminária de iluminação pública de 50 W a partir de uma rede de 220 V eficazes. Os resultados experimentais mostram que o protótipo apresenta alto fator de potência (0,978), elevada eficiência (93%), baixa distorção harmônica total (4,7%), atendimento integral aos requisitos mínimos da norma IEC 61000-3-2 classe C e atendimento parcial a norma EN55015.