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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um driver de LEDs para iluminação pública com entrada universal de tensão e controle de intensidade luminosa, que utiliza uma conexão de reduzido processamento redundante de energia. É destacada a necessidade de drivers para o acionamento de LEDs e uma revisão dos meios de acionamento é apresentada. É realizada uma revisão da vida útil dos drivers e discutidas alternativas de tornar compatível a vida útil do driver com a do LED. ´E apresentada uma revisão das topologias utilizadas em drivers e definida a utilização da cascata parcial. São definidos os conversores SEPIC no modo de condução descontínua para o estágio de correção de fator de potência e o conversor flyback também no modo de condução descontínua para o estágio de controle de potência. Os conversores são modelados pelo modelo médio do interruptor e controladores do tipo proporcional-integral são especificados para os conversores. Para obtenção dos resultados práticos é desenvolvido em laboratório um protótipo de 100 W. Os resultados experimentais mostram o funcionamento do driver proposto para variação da tensão de entrada e variação de potência de saída. A ondulação da corrente de saída é reduzida com a utilização das malhas de controle e todos os pontos de operação estão de acordo com a recomendação prática IEEE Std. 1789-2015. É obtido rendimento acima de 90% em alguns pontos de operação e na faixa de variação da potência de saída de 30% a 100%, o driver atende aos requisitos da norma IEC 61000-3-2 Classe C para toda a faixa de variação da tensão de entrada. This work presents the development of an LED driver for street lighting with universal input voltage and dimming that makes use of a connection with reduced redundant power processing. The need for drivers for powering LEDs is highlighted, and a review of the driving means is presented. A review of the drivers’ lifespan is carried out, and alternatives to make the driver and the LED compatibles in lifespan are discussed. A review of the topologies used in LED drivers is presented, and the partial cascade connection is selected. The SEPIC converter in discontinuous conduction mode is defined for the power factor correction stage, and the flyback converter also in the discontinuous conduction mode is set for the power control stage. The converters are modeled by the average switch model, and proportional-integral controllers are specified for the converters. To obtain experimental results, a 100 W prototype is built in the laboratory. The experimental results show the operating of the proposed LED driver for variation of the input voltage and variation of output power. The output current ripple is reduced with the control loops, and in all operating points, the flicker complies with the practical recommendation IEEE Std. 1789-2015. Is achieved efficiency above 90% is some operating points, and the 30% to 100% output power range the driver meets the requirements of IEC 61000-3-2 Class C for the entire input voltage range.

O consumo de energia elétrica tem sido um dos parâmetros avaliados na indústria como potencial para a redução de custos. Como contribuição a esta demanda, este trabalho apresenta um método genérico para eficientização de sistemas energéticos e identificação de alterações no padrão de consumo de energia elétrica de sistemas consumidores. A proposta visa a identificar os períodos diários onde há consumos extras de energia elétrica em um sistema de iluminação de uma indústria têxtil sem a justificativa necessária de uso. Como sistema de identificação, foi utilizado o conceito de Inteligência Artificial, por meio do método de Árvore de Decisão. A plataforma selecionada para a implementação desta ferramenta foi o Sipina Research, que permitiu uma análise sobre os dados coletados, indicadora de respostas satisfatórias no sistema desenvolvido. Para validação do método proposto, o mesmo foi aplicado em um sistema de iluminação de uma indústria têxtil, onde utilizou-se um conjunto de dados para treinamento do sistema e outro conjunto de dados de mesma dimensão para validação do aprendizado. Os dados resultantes da validação do método foram analisados por meio do conceito de matriz de confusão. Como resultado deste estudo, obteve-se um método genérico para eficientização de sistemas energéticos e controle do consumo, aliado a uma redução de 32% do consumo de energia elétrica no sistema utilizado para validação da ferramenta desenvolvida, evidenciando a eficácia do método Electricity consumption was one of the reduction parameters in the industry with potential for cost reduction. As a contribution to this demand, this work presents a generic method for the efficiency of energy systems and identification of changes in the pattern of electric energy consumption of electric systems. A visa proposal to identify the daily periods where there is extra consumption of electricity in a textile industry lighting system with no necessary justification of use. As the identification system, the concept of Artificial Intelligence was used through the Decision Tree method. The platform selected for the implementation of this tool was the Sipina Survey, which allowed an analysis of the collected data, indicating satisfactory responses in the developed system. To validate the proposed method, it was applied to a lighting system of a textile industry, where a data set for system training and another data set of the same dimension were used for learning validation. The data selected for validation of the method were analyzed using the concept of confusion matrix. As a result of this study, use a generic method for power system efficiency and consumption control, coupled with a 32% reduction in power consumption in the system used to validate the tool used, showing the effectiveness of the method.

CAPES Esta dissertação apresenta um estudo comparativo entre dois modos de conexão de conversores CC-CC empregados em lâmpadas LED para iluminação pública. Uma das conexões é baseada na técnica conhecida como Reduced Redundant Power Processing e a outra é a conexão série de conversores estáticos. Os conversores SEPIC e buck-boost foram implementados, respectivamente, nos estágios de correção do fator de potência e controle de potˆencia demandada pela carga. Ambos os conversores operam em modo de condução descontínua de corrente. Protótipos de 70 W foram implementados para os dois tipos de conexão. Os resultados experimentais obtidos mostram o desempenho de cada tipo de conexão. Ambas as conexões estão em conformidade à norma IEC 61000-3-2 Classe C e as recomendações práticas IEEE Std 1789-2015. ´E realizada uma discussão sobre as vantagens e desvantagens de cada modo em estudo. This work presents a comparative study between two different connections of DC-DC converters used in LED lamps for street lighting. One of the connections is based on the technique known as Reduced Redundant Power Processing and the other one is the series connection of static converters. The SEPIC and buck-boost converters were implemented, respectively, in the power factor correction and power control demanded by the load stages. Both of the converters operate in the discontinuous conduction mode of current. Prototypes of 70 W were developed for the two connection types. The experimental results obtained shows the performance of each connection type. Both of the connections are in compliance with the IEC 61000-3-2 Class C standard and the practicals recommendations IEEE Std 1789-2015. A discussion is realized about the advantages and disadvantages of each connection type.

A utilização de luminárias baseadas em diodos emissores de luz (LED) é uma tendência para iluminação de interiores e para iluminação pública devido a sua alta durabilidade e eficiência. Apesar destas características desejáveis impulsionarem a utilização de LEDs na iluminação, a vida útil dos drivers utilizados para o acionamento de LEDs de potência, baseados em topologias tradicionais, pode ser inferior a vida útil do próprio LED. Estes drivers são, geralmente, constituídos de topologias que utilizam capacitores eletrolíticos, que tem baixa vida útil, principalmente, em altas temperaturas de operação. Assim, este trabalho propõe uma luminária LED para iluminação pública que seja baseada em drivers modulares. Esta metodologia, visa o aumento da vida útil dos drivers, bem como a manutenção do funcionamento da lâmpada mesmo quando um dos módulos falhar. O projeto dos drivers eletrônicos e a modelagem matemática dos conversores é apresentada. Além disso, são apresentados resultados experimentais obtidos através de um protótipo com 50W (dois módulos com potência média de 25W, cada um). The use of LED based luminaires is a tendency for both indoor and street lighting, due to its high durability and efficiency. Despite these desirable features propel the use of LEDs on lighting systems, the lifespan of its drivers can be lower than the LED itself. Such drivers are usually based on topologies that make use of electrolytic capacitors, which present low durability, mainly in high temperatures. Therefore, this work proposes a LED luminaire for street lighting based on modular drivers. This approach intends to increase the lifetime of the drivers, as well as maintain the luminaire in operation even with one or more modules failure. The design of the electronic drivers and the technique used for the mathematical modeling of the converters are presented. Furthermore, the obtained experimental results from a prototype with rated power of 50W (two modules with rated power of 25W each one) are presented.

A eficiência energética das edificações é um assunto importante a ser discutido diante do cenário energético mundial. No Brasil, a utilização racional da energia está cada vez mais em evidência na construção civil, principalmente em prédios públicos. Há pouco menos de três décadas, o PROCEL – Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica está buscando meios para combater o desperdício de energia, na área de iluminação. As ações são de homologar a eficiência das lâmpadas elétricas e sistemas de iluminação de edificações. Os sistemas de iluminação em edificações além da iluminação artificial, devem possuir características arquitetônicas que permitam utilizar a luz natural em ambientes internos. O estudo foi realizado em quatorze bibliotecas da UTFPR – Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Os ambientes estudados foram as áreas de acervo e de leitura. Nestes ambientes foram realizadas leituras de iluminância proporcionados pela iluminação artificial. Maquetes eletrônicas das edificações foram criadas para simular a entrada da radiação solar no interior das bibliotecas. Os dados da iluminação artificial foram avaliados através do RQT-C – Requisitos Técnicos da Qualidade do Nível de Eficiência Energética para Edifícios Comerciais, de Serviços e Públicos, e também pela norma brasileira de iluminação de interiores NBR ISO/CIE 8995-1. Os dados da radiação solar foram avaliados quanto a desconforto provocado pelo ofuscamento inabilitador a que os usuários estariam expostos. Os resultados obtidos comprovaram que os sistemas de iluminação possuem pequenos desvios a serem corrigidos e soluções de retrofit foram propostas. As análises comprovaram que nos sistemas iluminação das bibliotecas estudadas, a conciliação entre a luminância média mínima, a eficiência energética e o conforto luminoso são critérios relevantes que previsão ser analisados com muita atenção durante o projeto da biblioteca, caso contrário um dos fatores citados não será atendidos. The energy efficiency of buildings is an important issue to be discussed given the world energy scene. In Brazil, the rational use of energy is becoming increasingly evident in construction, especially in public buildings. A little less than three decades, PROCEL - National Program for Energy Conservation is looking for ways to combat the waste of energy in lighting area. The actions are to ratify the efficiency of light bulbs and building lighting systems. Lighting systems in buildings besides the artificial lighting, must have architectural features that allow use of natural light indoors. The study was conducted in fourteen libraries from UTFPR - Federal Technological University of Paraná. The environments studied were the collection and reading areas. In these environments, illuminance readings were held, provided by artificial lighting. Electronic models of buildings were created to simulate the entry of solar radiation inside the libraries. Data from the artificial lighting were evaluated by rqt-C - Technical Requirements for Energy Efficiency Level Quality for Commercial Buildings, and Public Services, and also by the Brazilian standard of interior lighting ISO / CIE 8995-1. The data of solar radiation were evaluated for the discomfort caused by glare inabilitator that users would be exposed. The results showed that the lighting systems have small deviations to be corrected and retrofit solutions have been proposed. The analyzes showed that the lighting systems of the studied libraries, the reconciliation between the average minimum luminance, energy efficiency and lighting comfort are relevant criteria forecast to be analyzed carefully during the library project, otherwise one of the factors mentioned will not be met.