ANÁLISE E PROJETO DE UM CONVERSOR PARA A APLICAÇÃO EM ILUMINAÇÃO A LASER

Resumo

240Introdução: Muito se comenta e discute a despeito da importância do desenvolvimento de tecnologias inovadoras. Esta dissertação, por exemplo, apresenta uma característica peculiar, a utilização de um diodo laser para fins de iluminação artificial. Ou seja, a substituição de fontes luminosas clássicas como lâmpadas incandescentes e fluorescentes por um diodo laser.240O diodo laser é uma tecnologia contemporânea e altamente eficiente em termos de consumo energético. É fato que a busca de tecnologias mais sustentáveis nunca esteve tão presente, visto a crescente demanda energética oriunda do desenvolvimento humano. Além de suprir essa demanda energética com novas fontes geradoras de energia é igualmente fundamental a aplicação de tecnologias mais econômicas e eficientes, caso esse em que o diodo laser se enquadra perfeitamente. Tendo em mente tal assertiva, o presente trabalho aborda sobre as principais características dessa fonte luminosa e também engloba o desenvolvimento, simulação e concepção de uma fonte chaveada para aplicação da tecnologia do diodo laser como fonte alternativa de iluminação. Objetivo: O objetivo principal é a aplicação do diodo laser para fins de iluminação, para isso é necessário o projeto e a concepção de uma fonte chaveada adequada às peculiaridades do semicondutor. Para a aplicação ainda há a necessidade do estudo luminotécnico e levantamento das características da nova fonte luminosa. Metodologia: O desenvolvimento do trabalho passa inicialmente por um forte processo de embasamento teórico e pesquisa nos campos de luminotécnica e eletrônica de potência para verificar a viabilidade do projeto. Posteriormente o estudo abrange de forma mais específica à análise de fontes chaveadas tradicionais difundidas na literatura como também de fontes comerciais existentes. Resultados: Os primeiros resultados dos testes realizados com o diodo laser, NDB7875, da empresa Japonesa Nichia Corporation mostraram-se satisfatórios, visto que os valores empíricos obtidos atendem aos descritos na folha de dados do semicondutor. Outro ponto chave foram os testes realizados na conversão do espectro eletromagnético da ordem de 445nm gerado pelo diodo laser em luz branca. Esta conversão foi possível, pois se utilizou uma lente dopada com fósforo YAG, onde parte da luz azul atravessa o fósforo e outra parte dos raios luminosos é absorvida pelo composto de fósforo YAG emitindo um comprimento de onda complementar. A soma desse espectro complementar com o espectro característico do diodo laser resulta em luz branca. Para a fonte chaveada estuda-se a aplicação de um circuito integrado comercial da empresa americana Texas Instruments. Conclusão: O estudo realizado até o momento destaca a aplicação do diodo laser NDB7875 como algo completamente inovador no que tange a sua aplicação na substituição das fontes luminosas tradicionais. Todavia, não basta apenas que o componente emissor de luz tenha elevado índice de rendimento, é igualmente essencial que o circuito conversor de energia responsável pelo fornecimento adequado das tensões e corrente demandadas pela fonte luminosa seja otimizado, a fim de que as perdas do circuito como um todo sejam mínimas, o que vem a representar um alto índice de eficiência quando considerado a totalidade do circuito. Para tanto se optou pela elaboração de um conversor chaveado, pois ele apresenta baixíssimas perdas no processo de conversão de energia.