Sistemas eletrônicos com elevado fator de potência de estágio único e sem capacitores eletrolíticos para acionar LEDs de potência - Fonseca, Zito Palhano da (Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2016)
Este trabalho propõe a utilização de dois conversores de estágio único e elevado fator de potência para acionar LEDs de potência sem a utilização de capacitores eletrolíticos no barramento CC. Ambas as topologias podem operar com entrada universal, dimerização da corrente de saída e comando auto-oscilante. No entanto o número de dispositivos semicondutores é maior em relação aos conversores estáticos de energia convencionais. A correção do fator de potência do primeiro conversor proposto é obtida através de uma conexão direta realizada por um indutor inserido entre o estágio inversor de saída e dois capacitores conectados antes do estágio retificador de entrada criando um caminho alternativo para a corrente fornecida pela fonte de alimentação CA entre estes estágios. O segundo conversor realiza a correção do fator de potência através de dois indutores acoplados magneticamente conectados na entrada da ponte retificadora. Estes indutores também operam em conjunto com os dois capacitores de entrada e, por possuírem acoplamento subtrativo, processam energia de forma complementar propiciando um volume de núcleo reduzido em relação ao indutor da primeira topologia proposta. Em ambas as topologias apresentadas, a corrente da fonte de alimentação CA fornece energia instantânea com o dobro da frequência de comutação aplicada ao estágio inversor, permitindo a redução do filtro LC necessário na entrada do sistema. As correntes contínuas aplicadas aos LEDs das duas topologias são obtidas através de pontes retificadoras com filtros capacitivos conectados entre os estágios inversores e os pontos centrais de dois capacitores dos barramentos CC. Resultados de simulação e experimentais utilizando 12 LEDs conectados em série com potência total de 45 W, alimentados em 127 V e 220 V são apresentados para validarem as metodologias de projetos propostas. === Two single-stages high-power-factors converters without DC bus electrolytic capacitors for power LEDs applications are proposed in this work. The power factor correction of the first proposed topology is obtained through direct link of one boost inductor connected between the output inverter stage and two capacitors placed before of input bridge rectifier. In the second proposed lighting system, the power factor correction is performed by two magnetically coupled inductors placed at input bridge rectifier that also operate with the two input capacitors and the output inverter stage. In this case, the coupled inductors magnetic fluxes are complementary and their core is reduced when compared with the inductor of the first proposal. In both converters the input voltage provides instantaneous ripple current with twice switching frequency of the output inverter and the input filter inductor is reduced. To obtain continuous current on the LEDs, one output rectifier placed between output inverter stage and a neutron point (NP) of the two DC bus capacitors is used. The LEDS current is limited by a serie inductor. Through steady-state operation the main theorical waveforms as well as the converters design methodologies are presented. To verify the theoretical analysis carried out, simulation and experimental results are also presented. To verify the theoretical analysis, also simulation and experimental results using 12 LEDs connected in series with a power of 45 W, suplied at 127 V and 220 V are presented to validate the methodology proposed projects.