DESAFIOS E OPORTUNIDADES
NA NACIONALIZAÇÃO
DE DRIVERS E
LUMINÁRIAS LED
Prof. Pedro S. Almeida, Dr. Eng.
Universidade Federal de Juiz de Fora – UFJF
Rua José Lourenço Kelmer, s/n –
Campus Universitário
Bairro São Pedro
Juiz de Fora – MG
CEP: 36.036-900
CNPJ: 21.195.755/0001-69
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NOVOS PARADIGMAS DO PONTO DE VISTA
ELÉTRICO: ILUMINAÇÃO DE ESTADO SÓLIDO
Lâmpadas de descarga:
• Carga em corrente alternada
• Faixas de corrente e tensão na
carga relativamente padronizadas
• Resistência incremental negativa 
reatores
• Fluxo proporcional à potência
• Eletrônica de acionamento presente
nos dispositivos mais modernos ou
mais compactos (reatores
eletrônicos)
• Reatores eletromagnéticos ainda
bastante presentes na IP (robustez)
3
NOVOS PARADIGMAS DO PONTO DE VISTA
ELÉTRICO: ILUMINAÇÃO DE ESTADO SÓLIDO
4
LEDs
• Carga em corrente contínua  exigem
retificação quando operando a partir
da rede elétrica
• Larga faixas de corrente e tensão na
carga (Single-Chip ou COB)
• Fluxo proporcional à corrente
• Resistência incremental baixa  exige
controle preciso da corrente
• Eletrônica de acionamento na maior
parte dos casos é inevitável (drivers)
• Dificuldade em compatibilizar vida útil
do dispositivo com vida útil do
acionamento
OPORTUNIDADES E DESAFIOS:
CONTEXTO POLÍTICO-ECONÔMICO
• Dependência de fornecedores
internacionais (LEDs e drivers)
• Volatilidade do dólar & indexação dos
custos à moeda estrangeira
• Entraves alfandegários & logísticos
• Divergências entre requisitos brasileiros e
internacionais (e.g., temperatura,
umidade, resiliência, rede elétrica)
• Qualidade (ou falta desta, em muitos
casos!)
• Suporte e garantia por parte de
fornecedores estrangeiros
• Necessidade de estoque
Tecnologia nacional de drivers:
proposta incipiente
5
6
DEFINIÇÕES – do chip à rede
componente
(LED)
pastilha
(die)
módulo de LEDs
lâmpada
luminária
DEFINIÇÕES – do chip à rede
DRIVERS
7
A nacionalização de
luminárias LED passa
necessariamente pela
nacionalização dos
drivers!
DRIVERS
REQUISITOS DE UM DRIVER DE LED DE
QUALIDADE
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Alto fator de potência (FP)
Baixa distorção harmônica de corrente (THDi)
Alta eficiência de conversão elétrica (η)
Boa regulação de corrente (Δi %)
Larga faixa de tolerância de tensão de entrada
(e.g., entrada universal – 100-240 VA C / 50-60 Hz)
Tolerância às variações de tensão de saída
Proteção contra curto-circuito permanente na saída
Proteção contra circuito aberto (perda de carga)
Proteção contra sobretemperatura
Isolamento galvânico (quando necessário)
Dimming (controle de intensidade luminosa)
Longa vida útil (20 khrs ou mais)
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REQUISITOS DE UM DRIVER DE LED DE
QUALIDADE – o que as normas exigem?
• NBR IEC 62612  requisitos de desempenho de lâmpada
LED c/ driver integrado
• NBR IEC 62560  requisitos de segurança para lâmpada
LED c/ driver integrado
• NBR 16026 (equiv. EN 62384)  requisitos de
desempenho do driver (não integrado)
• NBR IEC 61347-2-13 e IEC 61347-1  requisitos de
segurança de operação do driver (não integrado)
• EN 61000-3-2  compatibilidade eletromagnética
(emissão harmônica – classe C)
• EN 55022 ou EN 55015  compatibilidade
eletromagnética (interferência conduzida & irradiada)
• EN 61000-3-3  compatibilidade eletromagnética
(robustez frente à tensão da rede elétrica)
• NBR IEC 60529  grau de proteção (cód. IP)
Portaria INMETRO nº 478  luminárias p/ IP (LED incluso)
Portaria INMETRO nº 389  lâmpada integrada. (< 60 W)
9
REQUISITOS DA REALIDADE BRASILEIRA
Portaria
INMETRO
10
nº 478
Regulamento Técnico da Qualidade para Luminárias para Lâmpadas de
Descarga e LED - Iluminação Pública Viária
• Driver: “Dispositivo de controle eletrônico CC ou CA para módulos de LED –
Controlador”
• ANEXO II – REQUISITOS TÉCNICOS PARA LUMINÁRIAS PARA
LÂMPADAS LED – ILUMINAÇÃO PÚBLICA VIÁRIA
Marcação conforme • Entrada: tensão,
corrente, frequência
NBR IEC 61347-2-13 • Aterramento
& NBR 16026
(identificado)
corrente constante:
corrente de saída
nominal e a tensão de
saída máxima
•
•
Diagrama de ligação
Ponto Tc e máx. Tc
REQUISITOS DA REALIDADE BRASILEIRA
Portaria
INMETRO
nº 478
CONJUNTO DRIVER – LUMINÁRIA SOB TESTE!
IP luminária: IP-65 (óptica e alojamento driver), ou IP-44 (alojamento driver)
se o driver for IP-65
Vida útil luminária: 50.000 horas em def. L70
(em 6 kh  95,6% de F0)
Características elétricas exigidas do driver:
Potência nominal: dentro de 110% do especificado
Fator de potência: FP ≥ 0,92
Corrente de entrada: dentro de ±10% do valor especificado
Harmônicas: dentro da IEC 61000-3-2 (classe C)
Corrente de saída: dentro de ±10% do valor especificado
(de 92% a 106% da tensão de entrada)
*no caso de entrada universal:
especifica-se uma tensão nominal!
(e.g., VN = 220 VAC  ~200-235 VAC)
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REQUISITOS DA REALIDADE BRASILEIRA
Portaria
INMETRO
nº 478
CONJUNTO DRIVER – LUMINÁRIA SOB TESTE!
Eficácia luminosa global* e classificação – segundo LM-79
*driver
incluso!
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REQUISITOS DA REALIDADE BRASILEIRA
Portaria
INMETRO
nº 478
CONJUNTO DRIVER – LUMINÁRIA SOB TESTE!
Longevidade e proteções elétricas exigidas do driver:
• Máxima temperatura em Tc do driver p/ garantir 50 kh
(teste envolve medir Tc na luminária)
• Garantia mínima: 5 anos
• Condições anormais (driver c/ saída em corrente):
 Nenhum módulo de LED conectado
(carga em aberto)
 Dobro de módulos de LED conectados em série
(sobretensão de saída)
 Terminais de saída curto-circuitados
(sobrecorrente de saída)
“os dispositivos de controle não podem
apresentar nenhum defeito que comprometa a segurança”
• Resistência de isolação entrada-saída: 5 MΩ
13
14
• Pesquisa e consultoria na área de iluminação e eletrônica de
potência
• Projeto e especificação de sistemas eletrônicos de iluminação
• Desenvolvimento de reatores eletrônicos e drivers de LED
• Análise espectrofotométrica de lâmpadas e fontes luminosas
• Análise de conformidade com normativas e pré-certificação
• Análise de compatibilidade eletromagnética de conversores
(desde 2007)
COMO PRODUZIR DRIVERS NACIONAIS DE
QUALIDADE: ATENDENDO AOS REQUISITOS
Correção ativa do fator de potência – retificadores de alto FP
Controle
PFC
Controle
da carga
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COMO PRODUZIR DRIVERS NACIONAIS DE
QUALIDADE: ATENDENDO AOS REQUISITOS
Correção ativa do fator de potência – retificadores de alto FP
Ligamento suave
Baixa THD
Alto FP
16
COMO PRODUZIR DRIVERS NACIONAIS DE
QUALIDADE: ATENDENDO AOS REQUISITOS
Correção ativa do fator de potência – retificadores de alto FP
Ligamento suave
Baixa THD
Alto FP
Ef.
FP
17
COMO PRODUZIR DRIVERS NACIONAIS DE
QUALIDADE: ATENDENDO AOS REQUISITOS
18
Correção ativa do fator de potência – retificadores de alto FP
Conteúdo harmônico
Ligamento suave
Baixa THD
Alto FP
Ef.
THD = 3,11%
FP = 0,989
IEC 61000-3-2 Class C –
pass!
COMO PRODUZIR DRIVERS NACIONAIS DE
QUALIDADE: ATENDENDO AOS REQUISITOS
Imunidade a distúrbios de tensão da rede – controle dinâmico eficaz
Corrente de saída
Ligamento suave
Tensão
de saída
Baixa THD
Alto FP
100 V
Rede
240 V
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COMO PRODUZIR DRIVERS NACIONAIS DE
QUALIDADE: ATENDENDO AOS REQUISITOS
Proteção contra perda de carga & curto-circuito
Corrente de saída
Tensão de saída
Io = 0
desconexão
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COMO PRODUZIR DRIVERS NACIONAIS DE
QUALIDADE: ATENDENDO AOS REQUISITOS
Proteção contra perda de carga & curto-circuito
Corrente de saída  80 mA
(nominal: 900 mA)
Corrente de saída  580 mA
(nominal: 500 mA)
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COMO PRODUZIR DRIVERS NACIONAIS DE
QUALIDADE: ATENDENDO AOS REQUISITOS
22
Aumento da confiabilidade do driver – elementos de longa vida útil
100 kh @ 85º C
6 kh @ 85º C
10 kh @ 105º C
COMO PRODUZIR DRIVERS NACIONAIS DE
QUALIDADE: ATENDENDO AOS REQUISITOS
Compatibilidade eletromagnética – interferência conduzida
Limites:
EN55022
Class-B
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COMO PRODUZIR DRIVERS NACIONAIS DE
QUALIDADE: ATENDENDO AOS REQUISITOS
Cabeças de série desenvolvidos
(em fase de testes)
1
&
FP
0,98
0,96
0,94
0,92
Eficiência
0,9
Tensão de entrada
0,88
90
140
190
•
•
•
240
Driver de 900 mA / 40 V máx. (SELV)
Entrada universal (100-240 V / 50-60 Hz)
Proteções contra curto-circuito e perda de carga
24
COMO PRODUZIR DRIVERS NACIONAIS DE
QUALIDADE: ATENDENDO AOS REQUISITOS
Cabeças de série desenvolvidos
(em fase de testes)
6,00%
&
THD
4,00%
2,00%
Reg. corrente
0,00%
90
-2,00%
-4,00%
140
190
240
Tensão de entrada
-6,00%
•
•
•
Driver de 900 mA / 40 V máx. (SELV)
Entrada universal (100-240 V / 50-60 Hz)
Proteções contra curto-circuito e perda de carga
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COMO PRODUZIR DRIVERS NACIONAIS DE
QUALIDADE: ATENDENDO AOS REQUISITOS
Cabeças de série desenvolvidos
(em fase de testes)
Faixa de operação
&
Corrente de saída
0,95
0,93
±5%
VAC = 220 V
0,91
900 mA
0,89
VAC = 127 V
0,87
0,85
28
30
32
34
36
38
40
42
Tensão de saída
•
•
•
Driver de 900 mA / 40 V máx. (SELV)
Entrada universal (100-240 V / 50-60 Hz)
Proteções contra curto-circuito e perda de carga
26
COMO PRODUZIR DRIVERS NACIONAIS DE
QUALIDADE: ATENDENDO AOS REQUISITOS
Cabeças de série desenvolvidos
(em fase de testes)
&
•
•
•
•
Driver de 500 mA / 160 V máx.
Entrada universal (100-240 V / 50-60 Hz)
Proteções contra curto-circuito e perda de carga
Grau de proteção: IP-66
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COMO PRODUZIR DRIVERS NACIONAIS DE
QUALIDADE: ATENDENDO AOS REQUISITOS
Cabeças de série desenvolvidos
(em fase de testes)
&
•
•
•
•
Driver de 500 mA / 160 V máx.
Entrada universal (100-240 V / 50-60 Hz)
Proteções contra curto-circuito e perda de carga
Grau de proteção: IP-66
28
COMO PRODUZIR DRIVERS NACIONAIS DE
QUALIDADE: ATENDENDO AOS REQUISITOS
Cabeças de série desenvolvidos
(em fase de testes)
Reg. Corrente (%)
•
•
•
•
Driver de 500 mA / 160 V máx.
Entrada universal (100-240 V / 50-60 Hz)
Proteções contra curto-circuito e perda de carga
Grau de proteção: IP-66
&
29
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