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Previous issue date: 2012-12-17 === No intuito de aportar contribuições ao uso de diodos emissores de luz (ou LEDs, do
inglês Light Emmiting Diodes) em sistemas de iluminação pública, cobrindo lacunas
existentes no cenário nacional, este trabalho traz uma ampla análise sobre este tema. São
apresentados conceitos básicos da fotometria clássica e um estudo sobre adaptações da
fotometria para baixos níveis de luminância, que é a condição observada nas vias públicas
durante o período noturno. Propõe-se a utilização de métricas escotópicas em sistemas de
iluminação pública, uma vez que estas melhor representam a real sensação visual (se
comparadas às métricas clássicas – fotópicas) nas condições de iluminamento típicas
observadas nestes sistemas. Aspectos gerais da iluminação pública e um histórico da evolução
do sistema nacional são brevemente apresentados bem como uma discussão sobre a situação
atual deste sistema e das tecnologias utilizadas. O trabalho traz também um estudo sobre
características ópticas, elétricas e mecânicas dos LEDs e uma análise dos diferentes tipos de
LEDs brancos mais utilizados (HB – High Brightness – e HP – High Power – LEDs).
Algumas normas e recomendações aplicáveis à utilização de LEDs em iluminação pública são
analisadas e discutidas, com o intuito de se investigar lacunas ainda não cobertas pela
normatização existente. Análises de resultados de ensaios de laboratório e de campo, inéditos
no país, realizados com alguns modelos de luminárias LED para iluminação pública
disponíveis no mercado, são também apresentadas. Um estudo sobre acionamento de LEDs é
realizado, abordando técnicas de equalização de corrente entre arranjos série de LEDs
associados em paralelo e diferentes tipos de circuitos de acionamento para LEDs. São
propostas, analisadas e implementadas uma estrutura inédita de baixo custo para a equalização
de corrente e um circuito para o acionamento de LEDs baseado na integração de dois
conversores cc cc não isolados. A topologia de dois estágios proposta é composta por um
conversor boost no primeiro estágio, utilizado para a correção do fator de potência e por um
conversor buck no segundo estágio, utilizado para o controle da corrente nos LEDs. Por fim, o
acompanhamento da implantação e do desempenho, ao longo de dez meses, do projeto piloto
de iluminação pública empregando LEDs instalado no anel viário da Faculdade de Engenharia
da UFJF é apresentado. === In order to present contributions to the use of light emitting diodes (LEDs) in public
lighting systems, covering gaps on the national scenario, this work encompasses abroad
analysis related to this issue. Basic concepts of classical photometry are presented and so a
study of photometry’s adaptations for low luminance levels. It is proposed the use of scotopic
metrics for street lighting systems, since they can better represent the actual visual sensation
(when compared to the classical one – photopic metrics) on its typical nighty conditions.
General aspects of street lighting and the history of the national’s public lighting system are
briefly presented as well as a discussion about the current situation of the Brazilian system
and technologies adopted. The work also brings a study of mechanical, electrical and optical
characteristics of LEDs and an analysis of the two different types of commonly used white
LEDs (HB – High Brightness – and HP – High Power - LEDs). Some standards and
recommendations related to the use of LEDs in street lighting are analyzed and criticized,
with the aim of show some gaps not yet covered by the existent standards. An unprecedented
analysis regarding laboratory and field test benchmarking, taken for some luminaires
available in commerce, is also presented. A study of LED driving is presented, covering
equalization techniques for parallel LEDs strings and different types of LED driving circuits.
It was proposed, analyzed and implemented a novel and low cost structure for current
equalization and an LED driver, based on the integration of two non-isolated dc dc converters.
This proposed two stages topology is composed by a boost converter, on the first stage,
employed to the power factor correction and a buck converter, on the second stage, to control
the LED’s current. Finally, the process of monitoring the installation and the performance,
during ten months, of the LEDs public lighting pilot project, on the roadway belt of
Engineering Faculty of UFJF is presented.
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