BRPI0805183A2 - reator eletrÈnico para lámpadas de vapor metálico utilizando técnicas de integração para correção do fator de potência e eliminação da ressonáncia acústica - Google Patents

Abstract

Descreve conversores eletrónicos operando em alta freqUência, para lâmpadas de alta intensidade de descarga de vapores metálicos ou de haletos metálicos. Utiliza técnicas de integração para a obtenção de elevado fator de potência e de alimentação para redução da oscilação na potência de saida com o objetivo de eliminar o fenómeno da ressonância acústica. Utiliza uma estrutura com dois interruptores controlados que, em operação, integram a função de inversor de tensão em meia ponte para a alimentação da lâmpada e de correçao do fator de potência. A integração de funções é obtida com o auxílio de duas estruturas de filtragem, baseadas em elementos passivos (indutores e capacitores). Os elementos de saída são responsáveis por limitar a corrente de alimentação da lâmpada bem como seu conteúdo espectral. Os elementos de entrada são responsáveis por possibilitar que a corrente da fonte de alimentação tenha um baixo conteúdo espectral (harmónicos) para a carga dos capacitores de barramento. Além disto, se projetados adequadamente, os capacitores utilizados no filtro de entrada, em conjunto com a impedância de linha, operam como um filtro para reduzir ainda mais o conteúdo espectral da corrente de entrada do reator.

Description

REATOR ELETRÔNICO PARA LÂMPADAS DE VAPOR METÁLICOUTILIZANDO TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO PARA CORREÇÃO DÓ FATORDE POTÊNCIA E ELIMINAÇÃO DA RESSONÂNCIA ACÚSTICA

Campo da Invenção

Trata-se de conversores eletrônicos operando em alta freqüência paralâmpadas de alta intensidade de descarga de vapores metálicos ou de haletos metálicos,utilizando técnicas de integração para a obtenção de elevado fator de potência e dealimentação para redução da oscilação na potência de saída com o objetivo de evitar aocorrência do fenômeno da ressonância acústica.

Descrição do Estado da Técnica

Lâmpadas de descarga, como a de vapor metálico, apresentam umcomportaínento instável em operação devido a sua impedância incrementai negativa.

Assim, para seu correto funcionamento tem-se que utilizar elementos que limitam a suacorrente. Estes dispositivos são denominados de "reator" (ou ballast na língua inglesa).

Quando se utiliza diretamente a tensão da fonte de alimentação para a alimentação destaslâmpadas, comumente são empregados dispositivos eletromagnéticos como elementosérie. Esta técnica apresenta vantagens como reduzido custo e elevada robustez. Noentanto, os elevados volume e peso, associados às questões como pulsação luminosa eruído audível, tornam esta abordagem menos atrativa, especialmente quando se ppera comlâmpadas de baixa potência onde se deseja que a estrutura de alimentação da lâmpadaesteja integrada.

O uso de estruturas para a injeção de correntes em alta freqüência implicana melhoria das características indesejadas dos reatores eletromagnéticos, mas nãoproporciona a operação com alto fator de potência. Por esse motivo, há a necessidade dese utilizar alguma técnica para reduzir a distorção da corrente drenada da fonte dealimentação. A alternativa explorada pela estrutura proposta (FIGURA 1) utiliza acomposição de duas abordagens. A primeira, baseada no conversor "boost" operando nomodo de condução descontínuo, e utilizada para a redução da amplitude dos harmônicosda corrente de entrada, no entorno das componentes múltiplas da freqüência da fonte dealimentação. A segunda técnica utiliza a sobreposição das correntes nos elementos defiltragem (ou "ínterleaving" na língua inglesa) para reduzir o conteúdo harmônico dacorrente de entrada, no entorno da freqüência de comutação e seus múltiplos.

Ao se utilizarem estruturas eletrônicas no condicionamento da energiadisponibilizada pela fonte para o controle da corrente de alimentação da lâmpada pode-se,através da elevação da freqüência da corrente, por exemplo, reduzirem-se os elementosdas estruturas de filtragem (FIGURA 2). Isto porque o volume e, logo, o peso doselementos passivos estão associados a esta variável.

O aspecto mais preocupante, quando se utilizam reatores eletrônicos para aalimentação de lâmpadas de vapor metálico, está associado ao conteúdo espectral dapotência aplicada na lâmpada. Isto porque flutuações na temperatura e na pressão nointerior do tubo de descarga da lâmpada são consideradas responsáveis pela produção deondas estacionárias ou de ressonância. Estas ondas estacionárias podem causar desde aflutuação no fluxo luminoso até a extinção do arco, fenômeno conhecido comoressonância acústica. Estudos realizados em lâmpadas de vapor metálico demonstram que,apesar de previsíveis as freqüências onde ocorrem estas oscilações, variam drasticamenteentre os diferentes tipos de lâmpadas, devido às diferenças nas geometrias e composiçõesdos elementos do gás de descarga que podem ser mais acentuadas entre as lâmpadas dediferentes fabricantes. Isto dificulta a utilização de reatores de estágio único baseados, porexemplo, no conceito "charge pump", onde usualmente se utilizam na alimentação delâmpadas de descarga correntes senoidais em alta freqüência.

O conceito "Charge pump" é apresentado nas publicações de Qian, J. e Lee,F. C. em janeiro de 2000, na revista IEEE Transactions on Power Electronics, Volume 15,número 1, pp.121 - 129, com o título: "Charge Pump Power - Factor - CorrectionTechnologies. Part I: Concept and Principie" e Qian, J. e Lee, F. C. em Janeiro de 2000, narevista IEEE Transactions on Power Electronics, Voi.15, no.l, pp.130 - 139, com o título:"Charge Pump Power - Factor - Correction Technologies. Part II: Ballast Applications".

Este conceito é utilizado na área de projetos de reatores eletrônicos para lâmpadasfluorescentes.

O espaihamento nas freqüências onde ocorre a ressonância acústica podeser observado dentro de uma faixa que se estende de alguns kHz a centenas de kHz, comas bandas onde não se observa o fenômeno praticamente inexistentes acima dos 100 kHz.

Apesar disto, encontram-se reatores associados às técnicas de espaihamento espectral, paraa utilização de correntes em alta freqüência e estruturas operando em freqüências acimados 500 kHz, onde não se observa a excitação da ressonância acústica~em lâmpadas devapor metálico. Abordagens como estas enfrentam dificuldades com questões comoelevada complexidade nas estruturas de modulação e controle, além da elevada dissipaçãode potência nos interruptores controlados, conseqüência das altíssimas freqüências decomutação utilizadas.

A estratégia explorada na estrutura proposta baseia-se na redução daspulsações na potência da lâmpada através do uso de correntes quadradas (FIGURA 3-a).Isto porque, de acordo com as pesquisas publicadas por Moskowitz, W. P. e Olsen, J. emjulho de 2004, no IO0 Simpósio Internacional de Ciência e Tecnologia sobre Fontes deLuz. em Toulouse - França, com o título: "Measuring Ripple Generated by an HIDBallast" e Olsen, J. e Moskowitz, W. P. em outubro de 2005, na 40a Reunião Anual doIAS - Industry Applications Conference, Volume 3, pp. 1581 - 1587, com o título:"Detrimental Effect of a Small Amount of Ripple in a Metal Halide System", oscilaçõesna potência ou na corrente da lâmpada são responsáveis não apenas pela excitação dofenômeno da ressonância acústica, mas também pela redução de sua vida útil.

A alimentação das lâmpadas de vapor metálico com potência constante vemse mostrando a alternativa mais promissora, por não necessitar de complexas estratégiasde controle. No entanto, sintetizar estruturas de estágio único com taxas de inversão decorrente elevadas o suficiente para que não causem flutuações na potência dissipada(FIGURA 3-b), constitui um dos desafios na utilização desta técnica.

Outra vantagem da estrutura proposta é que, pela grande simplicidade docircuito, é possível utilizar a mesma estrutura topológica em diversos tipos diferentes delâmpadas de vapor metálico, bastando apenas poucas modificações em alguns elementosde potência, tais como capacitores e indutores, adequando aos diferentes níveis depotência da lâmpada. Simples alterações na configuração dos componentes elétricos daestrutura (Figura 16) permitem que se dêem origem a variações topológicas (daconfiguração apresentada na Figura 1) com características elétricas equivalentes. Ou seja,um reator capaz de solicitar, da fonte de alimentação, corrente com baixo conteúdoharmônico e alimentar a lâmpada com corrente quadrada em baixa freqüência.

A mesma estrutura pode também ser utilizada para alimentar outros tipos delâmpadas de descarga, como, por exemplo, as lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão.Como a corrente de saída do reator é quadrada, também para este tipo de lâmpada o reatorevita a ocorrência da ressonância acústica. Devido a sua simplicidade e baixo custo, estaestrutura passa a ser concorrente com as estruturas que alimentam as lâmpadas com formade onda senoidal e que empregam métodos complexos para evitar a ressonância acústica.

Descrição das Figuras

Para completar a descrição da idéia inventiva e com o objetivo de facilitar acompreensão de suas características é apresentada uma série de figuras com caráterilustrativo e não limitativo:

A Figura 1 apresenta uma das configurações topológicas do inventoproposto. Por questões de simplificação nesta representação, são omitidos elementos ecircuitos adicionais tais como, circuitos específicos de disparo dos interruptores, mediçãode grandezas e estrutura de controle. A representação simbólica dos interruptorescontrolados Si e S2 demonstra apenas que se pode empregar qualquer tecnologia desemicondutores que seja capaz de atender as restrições físicas necessárias para a corretaoperação do conversor.

A Figura 2 ilustra algumas estruturas de filtros de saída comumenteaplicados em reatores eletrônicos de alta freqüência. A utilização de estruturas como estasestá em geral associada à redução dos conteúdos espectrais de tensão e/ou corrente nalâmpada. São também exploradas para a produção de condições adequadas para produçãode tensões elevadas necessárias para a ignição de uma ou mais lâmpadas.

Na Figura 3 têm-se ilustrados os princípios envolvidos na abordagem dealimentação da lâmpada utilizada para a eliminação do fenômeno da ressonância acústica.

A representação da Figura 3(a) demonstra a característica ideal desejada para a aplicaçãodesta técnica, ou seja, a inversão da corrente na lâmpada com derivada infinita para quenão se causem distorções na potência dissipada pelo arco. Na Figura 3(b) apresenta-se oefeito produzido nesta mesma potência na situação "real", ou seja, onde a taxa de inversãoda corrente aplicada na lâmpada é finita, ocasionando uma "ondulação" de potência nalâmpada.

A Figura 4 apresenta uma estrutura referente às origens do trabalhoproposto e citada aqui como Prior Art - Conversor ac/cc. Esta topologia, quandooriginalmente apresentada, não se destinava a aplicação direta no campo da invençãoproposta. Os indutores Lp 1 e Lf2 em conjunto com os capacitores Cpi e Cp2 sãoempregados para aumentar o fator de potência na fonte de alimentação.

A Figura 5 ilustra outro trabalho referente a evolução do invento propostosendo citado como Prior Art - Reator eletrônico para lâmpada fluorescente com filtro doestágio de correção do fator de potência no lado cc. Na análise desenvolvida considera-sepertinente a ilustração de tal conversor por sua configuração estrutural, com o intuito dedemonstrar a viabilidade técnica do invento e prévios estudos efetuados em campos deinvenção afins.

A Figura 6 também é citada neste invento como parte de sua concepção eorigem, e é apresentada como Prior Art - Reator eletrônico para lâmpada fluorescente comfiltro do estágio de correção do fator de potência no lado ac.

A Figura 7 ilustra a estratégia de inversão da corrente do inversor decorrente e intervalo de análise para o conversor (reator) proposto. Com o desacoplamentoelétrico intrínseco entre os diferentes estágios que constituem este invento, evidencia-se asua capacidade de produzir correntes com freqüências distintas ou igual a da fonte dealimentação.

A Figura 8 apresenta a primeira etapa de operação e formas de onda doinvento proposto para intervalos de tempo na ordem do período de comutação, que sãomuito menores do que os tempos representados na Figura 7. Por questões desimplificação, substituem-se os capacitores de saída Cbi e Cb2 por fontes de tensão cc, eutiliza-se a característica de fonte de corrente proporcionada pelo indutor LBai, para sesubstituir a estrutura de saída por uma fonte de corrente ideal. A notação "Gsn(t)" utilizadanesta figura, indica os comandos GSi e Gs2 dos interruptores Si e S2.

A Figura 9 apresenta a configuração topológica do invento propostodurante a segunda etapa de operação bem como as formas de onda idealizadas de algunselementos do circuito.

A Figura 10 ilustra a configuração topológica do invento proposto durante aterceira etapa de operação bem como as formas de onda idealizadas de alguns elementosdo circuito.

A Figura 11 ilustra a configuração topológica do invento proposto durante aquarta etapa de operação bem como as formas de onda idealizadas de alguns elementos docircuito. Considera-se a quarta etapa como a última etapa de operação, ao sedesconsiderarem as etapas de comutação envolvendo os interruptores do circuito.

A Figura 12 apresenta um diagrama de blocos referente a descrição daabordagem de controle utilizada para a análise do reator.

A Figura 13 demonstra o espectro harmônico da corrente de entrada,conforme é estabelecido na norma EEC 61000-3-2 Classe C, obtido para uma condição deprojeto do reator durante a situação hipotética de alimentação de uma lâmpada de 70 W deMulti-vapores Metálicos de Alta Intensidade de Descarga (AID - VM ou HID-MH - HighIntensity Discharge - Metal Halide, na língua inglesa).

A Figura 14 apresenta a corrente drenada da fonte de alimentação durante asituação hipotética de alimentação de uma AID-VM de 70 W. Ilustram-se nesta figuratanto a corrente real quanto seu valor médio instantâneo, para se demonstrar a operação nomodo de condução contínuo da corrente drenada da fonte bem como sua reduzidadistorção.

A Figura 15 demonstra as correntes de entrada e de saída do reator para ailustração do sincronismo utilizado.

A Figura 16 apresenta uma possível variação topológica da estrutura debase, exibida na Figura 1. Com esta simplificação pode-se reduzir ainda mais o número deelementos do reator. No entanto, opera-se com a corrente na fonte de alimentação nomodo descontínuo.

Descrição Detalhada da Invenção

A inovação trata da integração dos conceitos citados (estágio do inversorcom o estágio de correção de fator de potência usando a técnica "charge pump"), ondealguns dos elementos da estrutura possuem outras funções do reator, como os elementosdo filtro LC de saída, que são também empregados como circuito ignitor. Além disto, coma integração dos estágios obteve-se uma estrutura que é topologicamente simples ereduzida.

Utiliza-se uma estrutura com dois interruptores controlados (Si e S2 naFIGURA 1) que, em operação, integram a função de inversor de tensão em meia-ponte,para o fornecimento de corrente na lâmpada e de correção do fator de potência. Aintegração de funções é obtida com o auxílio de duas estruturas de filtragem, baseadas emelementos passivos (indutores e capacitores), junto com o inversor de freqüência, que podeser em meia-ponte ou em ponte completa. Os elementos de saída são responsáveis porlimitar a corrente de alimentação da lâmpada bem como seu conteúdo espectral. Oselementos de entrada são responsáveis por possibilitar que a fonte de alimentação forneçauma corrente com baixo conteúdo espectral (harmônicos) para a carga dos capacitores debarramento. Além disto, se projetados adequadamente, os capacitores utilizados no filtroLLCC de entrada (Lfi, Lf2, Cpi e Cp2 da FIGURA 1), em conjunto com a impedância delinha, operam como um filtro LC para reduzirem ainda mais o conteúdo espectral dacorrente de entrada do reator.

Este tipo de abordagem, que visa à compactação e redução de componentescom o intuito de diminuir custos na alimentação com correntes quadradas, é buscado emdiversas partes do mundo. Exemplos típicos são as publicações como as apresentadas porYang, Y. et al., em 2005, apresentado na 20a conferência anual do DEEE - APEC epresente no anais APEC2005, Volume 2, pp. 1048 - 1052, com o título "A novel single-stage low-frequency square-wave electronic ballast for low-wattage HTD lamps" ou DallaCosta, M. A. et al., em 2007, apresentado na 42a reunião anual do IEEE - IAS e presentenos anais do Industry Applications Conference 2007, pp. 484 - 489, com o título"Generalized Analysis and Comparison of High-Power-Factor Integrated Topologies toSupply Metal Halide Lamps with Low Frequency Square Waveform". Observa-se quepara a obtenção dos resultados apresentados nestas duas publicações, foi necessárioutilizar circuitos auxiliares para a partida da lâmpada, problema este que na topologiaproposta não possui nenhum empecilho. Além disto, nestas publicações, a presença dosinterruptores para a inversão do sentido da corrente na lâmpada pode ser considerado umsegundo estágio.

Na (FIGURA 4) apresenta-se uma topologia de um conversor ac/cc comintegração entre o inversor e o estágio de correção do fator de potência, sendo que a cargaé alimentada em tensão. Uma evolução desta topologia é apresentada na (FIGURA 5) etem sido utilizada para alimentar lâmpadas fluorescentes. Estas estruturas podem serconsideradas como parte da evolução do reator proposto. A estrutura de correção do fatorde potência é baseada em uma das topologias propostas (FIGURA 6) na tese de doutoradode Nascimento, C. B. sob a orientação de Perin, A. J. em 2005, com o título "Estruturas deReatores Eletrônicos com Elevado Fator de Potência", também utilizadas para alimentarlâmpadas fluorescentes com forma de onda senoidal em alta freqüência.

Na topologia deste invento (FIGURA 1), elimina-se o capacitor de bloqueiosérie, Cc (FIGURA 5) ou Cd (FIGURA 6), para que se possa injetar o patamar constante decorrente Il durante o período Tr/2 (FIGURA 7). Devido ao desacoplamentoproporcionado pela característica de fonte de corrente do filtro de saída, comoconseqüência do valor elevado de Lb3I em relação a Lfi e Lf2, as tensões nos capacitoresde barramento Cbi e Cb2 oscilam linearmente, no entorno de Vb/2, sem que esta ondulaçãoseja perceptível na tensão total VB(t). Esta característica dá a estrutura liberdade para seoperar com distintos períodos da tensão da fonte de alimentação (TR), sem que seja afetadaa corrente de entrada.

Devido à técnica de alimentação adotada, esta topologia possui um baixofator de crista da corrente na lâmpada, o que não é comum nas topologias ditas "Charge-pump". Outra característica importante é a simplificação dos elementos dos circuitos demedição e de controle uma vez que podem ser referenciados ao ponto médio formadopelos capacitores Cbi e Cb2 (FIGURA 12). Além disto, com o ajuste adequado doselementos Lf e Cf pode-se operar com comutação sob tensão nula, tanto na entrada emcondução quanto no bloqueio de Si e S2, durante os intervalos onde a corrente do indutorcomplementar é superior à corrente da lâmpada, ou seja, durante os intervalos em queÍL2(t) > ÍLa(t) no semiciclo positivo de iu(t) e, de forma análoga, nos intervalos em queIli (t) > ÍLa(t) durante o semiciclo negativo.

Pode-se notar claramente que esta nova topologia (FIGURA 1) apresentaum número bastante reduzido de componentes, o que proporciona grande possibilidade decompactação, representando baixos investimentos na estrutura mecânica de acoplamentodo reator na luminária. Isto viabiliza a correção do fator de potência em lâmpadas de vapormetálico de baixas potências, onde o baixo custo, peso e volume são extremamenteimportantes.

O princípio de funcionamento do circuito é o mesmo para os semiciclospositivo e negativo da corrente na lâmpada. Para simplificar as etapas de operação faz-se operíodo Tr igual ao da fonte de alimentação. Assim, se obtém a simetria das etapastambém para os semiciclos positivo e negativo da rede. Apresenta-se apenas metade dasetapas de um período de comutação, dentro do semiciclo positivo da rede (FIGURA 7).

Durante a descrição das etapas de funcionamento e do equacionamento,foram consideradas algumas simplificações para a análise do circuito: A ondulação datensão Vb(í) (tensão sobre Cbi e Cb2) será desprezada; A tensão nos terminais da fonte deentrada Vin(t) será considerada constante durante um período de comutação; A corrente deentrada será considerada constante em todo o período de comutação; A corrente no indutorde filtragem LBai é considerada constante durante o período TR; Todos os componentesserão considerados ideais; As etapas de comutação dos interruptores Si e S2 não serãorepresentadas por não afetarem as características estáticas do conversor.

No instante imediatamente anterior ao início da primeira etapa (FIGURA8), compreendida entre os tempos (to e //), os diodos D2 e Db4 estavam conduzindo. Em t0,o interruptor Si é comandado a conduzir e S2 encontra-se bloqueado. Nesse instante Dbientra em condução causando o crescimento de Lp 1 e o decrescimento da corrente de Lf2,provocando a inversão do sentido das correntes dos capacitores Cfi e Cf2- Durante esteintervalo uma parcela da energia armazenada em Le2, durante a etapa anterior, é entregueaos capacitores de barramento Cb 1 e CB2- Como a tensão Vin(t) é constante durante operíodo de comutação, as tensões dos capacitores Cfi e Cf2, logo, a tensão sobre Lfi e Lf2,variam de acordo com a resposta do par LC. A primeira etapa termina exatamente quandoa corrente em Lf2 chega a zero, levando Db4 ao bloqueio naturalmente.

Durante a segunda etapa (FIGURA 9), compreendida entre os tempos ti e /2(FIGURA 9), Si permanece comandado a conduzir. Como as tensões nos capacitores Cfi eCf2 não podem variar instantaneamente têm como restrição que Vjn(t) = Vcfi(t) + VcF2(t),e a tensão em Cf2 permanece crescente. A corrente em Lfi também mantém seu sentido,reduzindo o valor de tensão nos terminais de Cfi- Esta etapa termina quando o interruptorS1 é comandado a bloquear.

Na terceira etapa (FIGURA 10), compreendida entre os tempos Í2 e U,devido ao sentido da corrente na carga, o diodo D2 entra em condução. Nesta etapa, umaparcela da energia armazenada no indutor Lfi é entregue aos capacitores Cbi e Cb2- Comoa soma das tensões em Cfi e Cf2 é igual à Vjn, com a descarga de Cf2, que entrega suaenergia para LF2, a tensão sobre Cfi começa a crescer. Com o aumento da corrente em LF2,pode ocorrer a inversão do sentido da corrente no ramo do interruptor. Caso isto ocorra, acorrente é comutada de D2 para S2 naturalmente, em que se procedam as alteraçõestopológicas. Esta etapa termina quando a corrente em Lpi se anula e Dbi bloqueianaturalmente.

Na quarta etapa de operação (FIGURA 11), compreendida entre os tempost3 e t4, a corrente no indutor Lf2 continua a elevar-se enquanto o capacitor Cf2 descarrega-se. Com a extinção da corrente em Lfi, a corrente no capacitor Cbi também se extingue.Assim, toda a corrente da carga circula por Cb2· Esta etapa encerra-se quando o interruptor52 é comandado a bloquear. Após o intervalo de comutação, Si é comandado a conduzir, oque reinicia o ciclo de operação da estrutura.

A análise matemática é realizada através da observação das etapas deoperação, as quais descrevem de forma idealizada o funcionamento do reator. Atravésdesta análise, é possível definir os parâmetros principais do reator proposto. Pode-seobservar na descrição das etapas de operação, que não há como se prever ocomportamento das tensões e correntes nos elementos de filtragem Lfi , Lf2, Cfi e Cf2- Noentanto, ao se arbitrarem condições específicas de operação como Vp/Ve tendendo aunidade e fs/ff (Tabela 1) muito maior do que um, consegue-se simplificar as equações quedescrevem as evoluções das tensões e das correntes desses elementos (Tabela 1).

Desta maneira é possível chegar a um conjunto de equações simplificadas que permitem aobtenção das equações para o projeto dos elementos indutivos (1) e capacitivos (2) dofiltro de entrada do circuito.

Tabela 1: Conjimto de equações simplificadas.

<table>table see original document page 11</column></row><table><formula>formula see original document page 12</formula>

Foi efetuada a simulação do conversor operando com uma lâmpada devapor metálico com potência Pl3 = 70 W, com o intuito de demonstrar a funcionalidade daestrutura operando com uma estratégia de controle simples. Através das medições detensão e de corrente na lâmpada (FIGURA 12) controla-se a corrente Il3O) e a potênciaPLa(t), e com a medição das tensões Vei(t) e Vb2(X) pode-se tanto estabelecer o instante deinversão de iLa(t), controle por histerese de tensão, quanto se garantir o valor médio nuloem lLa(t).

Utilizando-se os valores dos parâmetros de operação na Tabela 1 para ocálculo dos elementos do circuito obtém-se que Cpi = Cf2 ξ 75 nF e Lfi = Lf2 ξ 483 uH.

Tabela 2: Parâmetros para o cálculo dos componentes do circuito no exemplo de projeto.

<table>table see original document page 12</column></row><table>O espectro harmônico da corrente de entrada, conforme os limitesestabelecidos pela norma IEC 61000-3-2 Classe C, são apresentados na (FIGURA 13).Pode-se notar que o reator atende à norma estabelecida. A corrente de entrada, que tende aser senoidal, é apresentada na (FIGURA 14). Com o acréscimo de um filtro de entrada,projetado para atenuar os harmônicos de alta freqüência no entorno da freqüência decomutação, pode-se chegar a uma forma de onda da corrente de entrada filtrada, tambémapresentada na (FIGURA 14).

As correntes de entrada e de saída são apresentadas na (FIGURA 15), ondese verifica que a estratégia de inversão de lLa(t) com a mesma freqüência da fonte dealimentação garante que não ocorrem perturbações, tanto na potência de entrada quanto nade saída.

Claims (8)

1.) REATOR ELETRÔNICO PARA LÂMPADAS DE VAPOR METÁLICOUTILIZANDO TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO PARA CORREÇÃO DO FATOR DEPOTÊNCIA E ELIMINAÇÃO DA RESSONÂNCIA ACÚSTICA caracterizado por serconstituído por um conversor eletrônico de estágio único, alimentado por fonte de tensãoalternada, integrando o circuito eletrônico do estágio de correção do fator de potência comum inversor de tensão em meia ponte de modo a possibilitar uma forma de onda quadradade corrente na saída, empregando apenas dois interruptores controlados.

2.) REATOR ELETRÔNICO PARA LÂMPADAS DE VAPOR METÁLICOUTILIZANDO TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO PARA CORREÇÃO DO FATOR DEPOTÊNCIA E ELIMINAÇÃO DA RESSONÂNCIA ACÚSTICA constituído por umconversor eletrônico de estágio único, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado porpossibilitar a ignição sem a adição de componentes específicos para tal.

3.) REATOR ELETRÔNICO PARA LÂMPADAS DE VAPOR METÁLICOLrnLIZANDO TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO PARA CORREÇÃO DO FATOR DEPOTÊNCIA E ELIMINAÇÃO DA RESSONÂNCIA ACÚSTICA constituído por umconversor eletrônico de estágio único, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado porpermitir que a forma de onda quadrada da corrente na lâmpada possua a mesma fase efreqüência da tensão de alimentação.

4.) REATOR ELETRÔNICO PARA LÂMPADAS DE VAPOR METÁLICOUTILIZANDO TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO PARA CORREÇÃO DO FATOR DEPOTÊNCIA E ELIMINAÇÃO DA RESSONÂNCIA ACÚSTICA constituído por umconversor eletrônico de estágio único, de acordo com as reivindicações 1 e 3,caracterizado por permitir que a forma de onda quadrada da corrente na lâmpada possua afase e a freqüência distintas da tensão de alimentação.

5.) REATOR ELETRÔNICO PARA LÂMPADAS DE VAPOR METÁLICOUTILIZANDO TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO PARA CORREÇÃO DO FATOR DEPOTÊNCIA E ELIMINAÇÃO DA RESSONÂNCIA ACÚSTICA constituído por umconversor eletrônico de estágio único, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pornão necessitar de capacitor de bloqueio da componente média da tensão de saída doinversor em meia ponte, devido ao circuito de controle permitir o controle do valor médioda corrente de saída.

6.) REATOR ELETRÔNICO PARA LÂMPADAS DE VAPOR METÁLICOUTILIZANDO TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO PARA CORREÇÃO DO FATOR DEPOTÊNCIA E ELIMINAÇÃO DA RESSONÂNCIA ACÚSTICA de acordo com areivindicação 1, caracterizado por possibilitar o uso de circuitos integrados para o controledos interruptores, da potência de saída e proporcionar proteções de sobre-corrente na saídado reator.

7.) REATOR ELETRÔNICO PARA LÂMPADAS DE VAPOR METÁLICOUTILIZANDO TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO PARA CORREÇÃO DO FATOR DEPOTÊNCIA E ELIMINAÇÃO DA RESSONÂNCIA ACÚSTICA de acordo com asreivindicações 1 a 6, caracterizado por possibilitar a utilização de apenas um indutor noestágio de correção do fator de potência, no lugar de LFi e Lf2, conectado entre o pontocomum dos capacitores de filtragem Cfi e Cf2 e o ponto comum dos interruptorescontrolados Si e S2.

8.) REATOR ELETRÔNICO PARA LÂMPADAS DE VAPOR METÁLICOUTILIZANDO TÉCNICAS DE INTEGRAÇÃO PARA CORREÇÃO DO FATOR DEPOTÊNCIA E ELIMINAÇÃO DA RESSONÂNCIA ACÚSTICA de acordo com asreivindicações 1 a 7, caracterizado por possibilitar a alimentação também de outros tiposde lâmpadas como por exemplo as lâmpadas de descarga e as lâmpadas de estado sólido,que atualmente empregam LEDs.