Modelagem e projeto de um conversor ressonante LLC para o acionamento de LEDs utilizando uma metodologia de elevada acurácia

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Ferraz, Ruan Moreira
• Orientador(a): Soares, Guilherme Marcio
• Banca de defesa: Seidel, Álysson Raniere , Braga, Henrique Antônio Carvalho , Almeida, Pedro Santos
• 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: Conversor LLC ressonante; Modelagem matemática acurada; Diodos emissores de luz (LED); Transmissão da ondulação de baixa frequência; Conversor de dois estágios; Modelagem de pequenos sinais; Sistema em malha fechada; LLC resonant converter; Accurate mathematical modeling; Light emitting diode (LED); Current ripple transmission; Two-stage off-line LED driver; Small-signal modeling; Closed-loop system
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/9313

Este trabalho apresenta uma metodologia de elevada acurácia para projeto de um con-versor ressonante LLC empregado em acionamento de LEDs a partir da rede elétrica. Esta técnica foi aplicada para o conversor CC-CC LLC ressonante utilizado como se-gundo estágio em um driver de LED alimentado a partir da rede elétrica. A modelagem matemática acurada (MMA) foi desenvolvida para ajustar a frequência de comutação do conversor ressonante, a fim de compensar os erros causados pela abordagem de projeto da aproximação por primeira harmônica (FHA). A MMA ébaseada na aná-lise matemática do conversor juntamente com algoritmos numéricos para resolver o conjunto de equações que descrevem o comportamento do circuito. Além disso, uma investigação sobre os principais parâmetros de projeto que influenciam a ondulação de baixa frequência (BF) da corrente no LED foi realizada. Por meio desta análise, uma nova metodologia de projeto que permite a atenuação da ondulação BF da cor-rente nos LEDs foi desenvolvida. O modelo proposto foi empregado para determinar a transmissão de ondula¸c˜ao de baixa frequência no conversor CC-CC LLC ressonante e servir como base para o dimensionamento adequado da capacitância de barramento do driver, que além do conversor ressonante, conta com um primeiro estágio pré-regulador de elevado fator de potência baseado na topologia boost. A fim de realizar o controle do conversor, a modelagem de pequenos sinais da topologia estudada foi desenvolvida. O modelo proposto foi fundamentado em metodologias existentes na literatura com a incorpora¸c˜ao das contribuições da modelagem acurada, buscando uma descrição fide-digna do comportamento dinâmico do conversor. A validação do modelo matemático acurado, da metodologia de projeto proposta e do sistema de controle concebido foi realizada por meio de simulações computacionais e implementações experimentais em um protótipo de 46 W alimentado a partir de uma rede de 127 V.