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Title in Portuguese: Drivers para leds empregando o conceito de charge-pump para redução do flicker
Title: LED drivers employing charge-pump concept for flicker reduction
Author: Santos, Rodrigo Linhares dos
Advisor(s): Sá Júnior, Edilson Mineiro
Keywords: Charge-pump
Driver para led
Baixo flicker percentual
Issue Date: Jul-2018
Citation: Santos, R. L. (2018)
Abstract in Portuguese: Este trabalho tem como objetivo específico estudar, projetar e desenvolver reatores eletrônicos baseados no conceito charge - pump para o acionamento de LEDs de potência. Primeiramente é proposto uma topologia com correção do fator de potência (CFP) inerente. O reator apresentou um fator de potência de 0,996. No entanto, apresentou uma ondulação de corrente em baixa frequência de aproximadamente 59%. A seguir, é investigado a propagação de ondulação de baixa frequência em reatores de LEDs baseado na modulação por amplitude e resposta do circuito tanque. Essa investigação demonstra que a porcentagem de ondulação de corrente de baixa frequência nos LEDs pode ser menor que a porcentagem de ondulação de tensão do barramento, diferente do que foi encontrado na literatura. Além disso, é proposta uma outra topologia de reator eletrônico com CFP inerente, que fornece uma baixa ondulação de corrente, consequentemente um baixo flicker percentual. O segundo reator apresentou um fator de potência de 0,996 e uma ondulação de corrente de 9,5%. Para as topologias propostas, a potência de saída é proporcional a frequência de comutação, o que permite a dimerização dos LEDs. Além de que, a corrente de saída pode ser estabilizada em malha aberta, sem o uso de sensores de corrente. Não utilizam capacitor eletrolítico, o que aumenta a vida útil do driver de LED e os interruptores comutam em tensão nula. Protótipos foram desenvolvidos para avaliar as propostas, enquanto os resultados são adequadamente apresentados e discutidos.
Abstract: This work aims to study topologies of drives for lighting LEDs based on the charge-pump concept. First of all, a topology with inherent Power Factor Correction (PFC) is proposed. The driver presented a power factor of 0.996. However, it presented a low frequency ripple current ripple of about 59%. In the sequence, the low frequency ripple propagation in LEDs drivers based on signal amplitude modulation theory and resonant tank response is investigated. This investigation demonstrates that, the low frequency current ripple percentage can be lower than the bus voltage ripple percentage, unlike has been found in the literature. Besides, another topology of driver with inherent PFC is proposed, which provides a low current ripple, and consequently a low percent flicker. The second driver presented a power factor of 0.996 and a current ripple of 9.5%. The proposed topologies presented the output power proportional to the switching frequency, which allows the LEDs dimming. Furthermore, the output current can be stabilized in open loop control without needing current sensors. This topology does not utilize electrolytic capacitors, which increases the lifetime of the LED driver and Zero Voltage Switching (ZVS). Prototypes were developed to evaluate the proposals, while the results are presented and discussed accordingly.
Description: Santos, R. L. Drivers para leds empregando o conceito charge - pump para redução do flicker. 2018. 172 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e da Computação) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e da Computação, Universidade Federal do Ceará, Sobral, 2018.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/34474
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