Análise e projeto de conversores para acionamento de painéis de LED orgânico de baixa potência alimentados por rede elétrica CA

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Marinho, Felipe Barbosa
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFJF
Texto Completo: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/12090
Resumo: Este trabalho apresenta um estudo topológico, envolvendo conversores estáticos com modulação por largura de pulso (PWM) orientados ao acionamento de painéis baseados em diodos orgânicos emissores de luz (OLEDs) conectados à rede elétrica CA. O objetivo principal do estudo é desenvolver um conversor capaz de fornecer energia à carga OLED, atendendo adequadamente aos requisitos descritos nas normas vigentes. Além disso, é interessante que o conversor seja compacto, leve e que, assim como os painéis,apresente um perfil delgado. Foram utilizadas frequências de comutação elevadas, buscando a redução de volume, principalmente nos componentes magnéticos. Também foram empregadas topologias com alta capacidade abaixadora para reduzir o nível de tensão da rede elétrica de 127 VRMS (180 V de pico a pico) para a tensão nominal do painel (21 V), além do controle da corrente de saída, permitindo a regulação da intensidade luminosa da luminária. Com o apoio de simulações computacionais, foi possível avaliar diferentes conversores, como os de estágios integrados, de dois estágios, com indutor com derivação, além de outras alternativas para correção do fator de potência e regulação de corrente. Um protótipo baseado no conversor duplo buck integrado de 10 W foi desenvolvido para exemplificar a viabilidade da proposta, consistindo num circuito compacto de elevado fator de potência, baixa distorção harmônica e eficiência de até 79 %.
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Também foram empregadas topologias com alta capacidade abaixadora para reduzir o nível de tensão da rede elétrica de 127 VRMS (180 V de pico a pico) para a tensão nominal do painel (21 V), além do controle da corrente de saída, permitindo a regulação da intensidade luminosa da luminária. Com o apoio de simulações computacionais, foi possível avaliar diferentes conversores, como os de estágios integrados, de dois estágios, com indutor com derivação, além de outras alternativas para correção do fator de potência e regulação de corrente. Um protótipo baseado no conversor duplo buck integrado de 10 W foi desenvolvido para exemplificar a viabilidade da proposta, consistindo num circuito compacto de elevado fator de potência, baixa distorção harmônica e eficiência de até 79 %.This work presents some converter topologies aimed to drive an organic light emitting diode (OLED) panel from the AC power grid. The main objective of this work was to develop a converter that can supply power to this kind of load, properly meeting the requirements described in the current standards. Also, the driver should be compact, lightweight and present a slim profile. The system was designed with switching frequencies higher than 100 kHz aiming the size reduction of the magnetic components. Moreover, topologies were analyzed with high step-down characteristic to proper deal with the voltage level of the power grid of 127 VRMS (180 V peak to peak) and the panel rated voltage (21 V), with the capability of current regulation as well, thus allowing for luminosity control. By using a digital simulation, it was possible to evaluate the application of different converters such as the buck-boost/buck two-stage topology, an integrated double buck with tapped inductor and a conventional integrated double buck topology for power factor correction and current regulation. A prototype of na integrated double buck converter designed to supply an output power of 10 W was implemented in the laboratory, whose results are compared to the theoretical data, yielding a driver with high power factor, low harmonic distortion with up to 79 % efficiency.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós-graduação em Engenharia ElétricaUFJFBrasilFaculdade de Engenhariahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICADiodos orgânicos emissores de luzOledsAlta taxa de conversãoIndutores com derivaçãoConversores estáticos integradosConversores de dois estágiosCorreção de fator de potênciaOrganic light emitting diodesOledsHigh conversionTapped-inductorIntegrated convertersTwo-stage convertersQuadratic buckPower factor correctionAnálise e projeto de conversores para acionamento de painéis de LED orgânico de baixa potência alimentados por rede elétrica CAinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFORIGINALfelipebarbosamarinho.pdffelipebarbosamarinho.pdfPDF/Aapplication/pdf12183114https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12090/2/felipebarbosamarinho.pdf96a05b75ac9a8b96d5eef12a859a36a9MD52CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12090/3/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12090/4/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD54TEXTfelipebarbosamarinho.pdf.txtfelipebarbosamarinho.pdf.txtExtracted texttext/plain189238https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12090/5/felipebarbosamarinho.pdf.txt539cc94e74ff72ccee1d99321e5d5546MD55THUMBNAILfelipebarbosamarinho.pdf.jpgfelipebarbosamarinho.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1184https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/12090/6/felipebarbosamarinho.pdf.jpg19d9f806f445f4e25c309b98b6a854edMD56ufjf/120902020-12-22 04:07:24.622oai:hermes.cpd.ufjf.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2020-12-22T06:07:24Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false
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