Projeto de um capacitor de filtro de saída para redução do flicker e análise da estimativa de vida útil de E-Caps para Aplicação em drivers para LED
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) |
Texto Completo: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/57071 |
Resumo: | This work aims to analyze and design the output filter capacitor in ca-cc drivers for LEDs, in order to obtain the proportion of the output current ripple and the intrinsic resistance of the LEDs in the design of the output filter capacitor. Thus, it is possible to estimate the useful life of the E-Caps, making it possible to obtain the necessary parameters to allow the useful life of the E-Caps to be increased, enabling its application in systems that require a longer useful life. From all analyzes, a resonant AC-DC converter single-stage based topology of switched capacitors, has been proposed. For a power of approximately 90 W, the converter obtained an output current ripple of 49 mA and a final efficiency of 94.639%. However, due to the MOSFET's intrinsic capacitance interfering with the discharge of the input filter capacitor and resonating with the inductance, the presented circuit has been modified. With the modification of the proposed circuit, it was possible to eliminate the resonance between the input filter and the inductor capacitance. In this way, an output current ripple of 40 mA and a final efficiency of 94.1% were obtained. Prototypes were developed to evaluate and validate the proposals, while the results are properly presented and discussed. |
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Projeto de um capacitor de filtro de saída para redução do flicker e análise da estimativa de vida útil de E-Caps para Aplicação em drivers para LEDDesign of an output filter capacitor to reduce flicker and analysis of the estimated life of E-Caps for application in LED driversCapacitor eletrolíticodriver para LEDsFlickerThis work aims to analyze and design the output filter capacitor in ca-cc drivers for LEDs, in order to obtain the proportion of the output current ripple and the intrinsic resistance of the LEDs in the design of the output filter capacitor. Thus, it is possible to estimate the useful life of the E-Caps, making it possible to obtain the necessary parameters to allow the useful life of the E-Caps to be increased, enabling its application in systems that require a longer useful life. From all analyzes, a resonant AC-DC converter single-stage based topology of switched capacitors, has been proposed. For a power of approximately 90 W, the converter obtained an output current ripple of 49 mA and a final efficiency of 94.639%. However, due to the MOSFET's intrinsic capacitance interfering with the discharge of the input filter capacitor and resonating with the inductance, the presented circuit has been modified. With the modification of the proposed circuit, it was possible to eliminate the resonance between the input filter and the inductor capacitance. In this way, an output current ripple of 40 mA and a final efficiency of 94.1% were obtained. Prototypes were developed to evaluate and validate the proposals, while the results are properly presented and discussed.Este trabalho tem como objetivo específico a análise e projeto do capacitor de filtro de saída em drivers ca-cc para LEDs, com o intuito de obter a relação da ondulação de corrente de saída e da resistência intrínseca dos LEDs no dimensionamento do capacitor de filtro de saída. Assim, é possível realizar uma estimativa de vida útil do E-Caps possibilitando obter os parâmetros necessários para permitir que a vida útil dos E-Caps será aumentada, viabilizando a sua aplicação em sistemas que requerem uma maior vida útil. A partir de todas as análises realizadas, um conversor ca-cc ressonante de estágio único, baseado na topologia de capacitores comutados, foi proposto. Para uma potência de aproximadamente 90 W, o conversor obteve uma ondulação de corrente de saída de 49 mA e um rendimento final de 94,639%. Entretanto, devido a capacitância intrínseco do MOSFET interferir na descarga do capacitor de filtro de entrada e entrar em ressonância com a indutância L1 , o circuito apresentado foi modificado. Com a modificação do circuito proposto, foi possível eliminar a ressonância entre a capacitância de filtro de entrada e do indutor L1 . Deste modo, uma ondulação de corrente de saída de 40 mA e um rendimento final de 94,1% foram obtidos. Protótipos foram desenvolvidos para avaliar e validar as propostas, enquanto os resultados são adequadamente apresentados e discutidos.Sá Júnior, Edilson MineiroFernandes, Andressa da Silva2021-03-10T20:11:47Z2021-03-10T20:11:47Z2020-01-31info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfFERNANDES, A. S. Projeto de um capacitor de filtro de saída para redução do flicker e análise da estimativa de vida útil de E-Caps para Aplicação em drivers para LED. 2020. 161f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Computação) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação, Campus de Sobral, Universidade Federal do Ceará, Sobral, 2020.http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/57071porreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-03-10T20:11:47Zoai:repositorio.ufc.br:riufc/57071Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2024-09-11T19:02:10.573709Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false |
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This work aims to analyze and design the output filter capacitor in ca-cc drivers for LEDs, in order to obtain the proportion of the output current ripple and the intrinsic resistance of the LEDs in the design of the output filter capacitor. Thus, it is possible to estimate the useful life of the E-Caps, making it possible to obtain the necessary parameters to allow the useful life of the E-Caps to be increased, enabling its application in systems that require a longer useful life. From all analyzes, a resonant AC-DC converter single-stage based topology of switched capacitors, has been proposed. For a power of approximately 90 W, the converter obtained an output current ripple of 49 mA and a final efficiency of 94.639%. However, due to the MOSFET's intrinsic capacitance interfering with the discharge of the input filter capacitor and resonating with the inductance, the presented circuit has been modified. With the modification of the proposed circuit, it was possible to eliminate the resonance between the input filter and the inductor capacitance. In this way, an output current ripple of 40 mA and a final efficiency of 94.1% were obtained. Prototypes were developed to evaluate and validate the proposals, while the results are properly presented and discussed. |
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