O projeto “Desenvolvimento de Drivers para alimentação de LEDs utilizando semicondutores de Nitreto de Gálio (GaN)” é coordenado pelo professor Dr. Marco Antônio Dalla Costa do Grupo GEDRE – Inteligência em Iluminação, situado no Núcleo de Pesquisa e Desenvolvimento em Energia Elétrica – NUPEDEE, do Centro de Tecnologia da UFSM. Este projeto tem como objetivo desenvolver conversores para a alimentação de LEDs, tendo como base parâmetros fornecidos pela empresa Eletro Zagonel Ltda, a qual está interessada no desenvolvimento desta tecnologia, de olho em redução de custo e volume de seus produtos, fator preponderante para a iniciativa de toda e qualquer empresa. A Eletro Zagonel de Pinhalzinho, SC, é pioneira na elaboração de chuveiros e duchas eletrônicas, e a aposta neste projeto é na melhora de seus produtos de iluminação baseados em LEDs.
O professor explica que o objetivo do projeto é o desenvolvimento de produtos similares aos da empresa utilizando semicondutores GaN, elevados quais apresentam custos mais elevados dos que os semicondutores convencionais de silício (Si). Por outro lado, a utilização dos semicondutores GaN permite reduzir muito o restante do circuito eletrônico através do aumento da frequência de comutação, trazendo economia nestes componentes. O projeto pretende realizar uma revisão bibliográfica sobre semicondutores GaN, assim como dar conta dos desafios tecnológicos provenientes do aumento da frequência de comutação em conversores estáticos.
Alguns dos desafios citados pelo coordenador:
- Desenvolvimento de técnicas de roteamento de placas de circuito impresso de modo a minimizar indutâncias e capacitâncias parasitas e viabilizar aumento da frequência nos drivers de LEDs;
- Simulação de circuitos desenvolvidos, para selecionar os mais adequados à aplicação proposta;
- Desenvolvimento de protótipos das topologias selecionadas e executar os testes práticos com as mesmas;
- Desenvolvimento de estudos relacionados à compactação, aumento de eficiência e redução das interferências eletromagnéticas dos protótipos;
- Concepção de novos produtos eletrônicos baseados em semicondutores (GaN);
- Produção de artigos científicos, patentes e relatórios relativos ao projeto;
O coordenador Marco salienta que o projeto está caraterizado como pesquisa tecnológica, pois está sendo proposto o desenvolvimento de circuitos eletrônicos (drivers) para alimentação de diodos emissores de luz (Light Emitting Diodes – LEDs) utilizando semicondutores de Nitreto de Gálio (GaN). Este semicondutor está sendo apresentado como a nova revolução na eletrônica de potência desde o surgimento do Mosfet. Isto se deve às suas características de reduzidas perdas em comutação, o que permite aumentar consideravelmente a frequência de comutação dos conversores. Este aumento da frequência de comutação permite reduzir volume e peso dos conversores eletrônicos. Estas são algumas das propostas do trabalho, utilização de semicondutores de Nitreto de Gálio em substituição aos convencionais Mosfets de Silício, para o desenvolvimento de drivers de leds.
Estas modificações permitirão aumentar a frequência de comutação dos conversores em mais de uma ordem de grandeza, o que diminuirá o volume e peso destes conversores na mesma proporção. Esta proposta também contempla uma pesquisa científica relacionada ao layout das placas de circuito impresso, uma vez que os elementos parasitas destas placas (indutância e capacitância) são críticos quando se trata de aumento de frequência de comutação em conversores eletrônicos. O coordenador conta com a participação de alunos de iniciação científica e doutorado para o desenvolvimento das ações e salienta o grande impacto que o uso de toda a tecnologia vai ser benéfico na questão financeira, pois renderá economia de energia em iluminação, eficiência e benefício ao meio ambiente, pois haverá diminuição na necessidade de geração de energia elétrica, que traz de certa forma prejuízo ao meio ambiente. Para ele, o melhor método para resolver o problema na produção de energia é a economia e a otimização de seu uso, pensado de forma inteligente. O coordenador enfatiza que o Brasil precisa estar apto a produzir e dominar estas tecnologias e, para isso, é necessário investimento e mais interesse na pesquisa por parte das empresas. Isto se reverterá em domínio do mercado interno e externo, garantindo autonomia e reconhecimento, se as mudanças começarem a acontecer. E isto, só é possível com investimento garante o professor.
Ele explica a importância da FATEC no amparo à pesquisa: “A FATEC tem um papel muito importante nos projetos de pesquisa executados na UFSM. A parte mais complicada para os pesquisadores na execução de projetos com empresas é toda a burocracia envolvida, com licitações, relatórios prestações de contas, etc. Estas tarefas acabam tomando grande parte do tempo do pesquisador, o qual poderia ser melhor aplicado nas questões técnicas do projeto. A atuação da FATEC facilita muito esse trâmite ao pesquisador, ocupando-se com a parte burocrática do projeto e deixando-o dedicado exclusivamente à sua pesquisa”.
Kelly Martini – MTb 137.25
Assessora de Imprensa da FATEC
Modelo de driver desenvolvido no GEDRE, leva menos material,
é mais moderno e o custo de produção é menor.
Modelo de driver antigo, leva mais material em sua confecção
e o torna mais caro.