Diodos emissores de luz integrados de alta corrente (EHC COB LEDs): caracterização e circuitos de acionamento

• Autor(a) principal: Pereira, Dênis de Castro
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFJF
• Texto Completo: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/10251
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA; Circuitos de acionamento de LEDs; Iluminação de exteriores (floodlighting); LEDs chip-on-board (COB) de extra-alta corrente (EHC); Modelagem fotoeletrotérmica aprimorada (IPET); High current LED drivers; Outdoor floodlighting; Extra-high current (EHC) chip-on-board (COB) LEDs; Improved photoelectrothermal (IPET) modeling

O presente trabalho tem como principal objetivo a avaliação teórica e experimental de diodos emissores de luz (LEDs, do inglês Light Emitting Diodes) integrados do tipo COB (do inglês, chip-on-board) de extra-alta corrente (EHC, do inglês extra-high current), da ordem de 12 A, e elevado fluxo luminoso, bem como a concepção de controladores dedicados comutados em alta frequência. Esta tese de doutorado propõe uma abordagem específica aplicada à avaliação de EHC COB LEDs, à concepção de sua modelagem fotoeletrotérmica e ao estudo de circuitos de acionamento dedicados a tais aplicações. O trabalho apresenta, inicialmente, uma introdução geral sobre o cenário atual de LEDs em aplicações que requerem altas potências e, consequentemente, elevados níveis de fluxo luminoso. Assim, uma abrangente revisão bibliográfica sobre os COB LEDs é apresentada e contextualizada. Na sequência, uma caracterização fotoeletrotérmica (ou PET, do inglês photoelectrothermal) aprimorada, específica para EHC COB LEDs, é devidamente avaliada considerando variações nos principais parâmetros térmicos do dispositivo aliadas às suas modelagens estática e dinâmica. Metodologias de projeto são apresentadas e aplicadas a uma luminária de 600 W, sendo este um nível típico da potência empregada em iluminação de ambientes exteriores extensos, tais como estádios, quadras esportivas, faróis marítimos, mineração e aplicações industriais específicas. São apresentados, então, alguns circuitos de acionamento dedicados às aplicações nas quais altas correntes são necessárias. Devido às limitações associadas aos circuitos de acionamento de estágio único, tais como grande processamento de energia e baixa eficiência, conversores de dois estágios são propostos como alternativas dedicadas aos EHC COB LEDs. Topologias para controle de potência baseadas em conexões entrelaçadas são, então, avaliadas visando maior eficiência e controlabilidade. Os resultados obtidos para o circuito de acionamento em malha fechada mostram elevado fator de potência (0,99), reduzida taxa de distorção harmônica da corrente de entrada, rendimento elevado (acima de 90%) para altos níveis de corrente, longa vida útil e controle da corrente de saída com capacidade de controle de intensidade luminosa.