This diploma thesis is aimed at assessing the provision of emergency electric power supply to hospitals in South Bohemia. The chapter titled Present State briefly characterises the generation of electric power, the history of power plants in the Czech Republic, the power distribution system, it lists the basic elements of the power distribution system, including its stability and security. Among other things, it presents the term of blackout and its potential impact on the society. Furthermore, this chapter deals with the infrastructure in relation with the critical infrastructure and its history. At the end of this chapter, the functioning of health service is mentioned in relation to emergency situations, including the emergency sources used by hospitals. The research made use of the qualitative method of data collection and the data was acquired through the technique of controlled interviews and a secondary analysis of data from competent South Bohemian hospital staff who is responsible for or deal with the issue or providing emergency power supplies.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This master s thesis proposes a three-phase transformerless double-conversion UPS with digital control system and reduced overall cost. The topology is composed of an input stage, a battery bank, an inverter, an auxiliary circuit and transfer switches. The input stage assumes the three-phase rectifier function with LCL filter in normal operation mode and is responsible for discharge the battery bank in backup mode. This configuration reduces the system cost since an available circuit is used to discharge the battery bank. In conventional double-conversion UPS topologies the input stage remains inactive during the backup mode and an additional circuit is employed for this purpose. The auxiliary circuit is formed by an inductor and a switching leg and is used as a battery charger during normal operation mode and is additionally used to balance the bus capacitors voltages in backup mode. In this configuration, the auxiliary circuit can be designed for only a fraction of the UPS rated power, also providing lower total system cost. Transfer switches change the configuration of the input stage and the auxiliary circuit according to the UPS operating mode. The detailed operation of the topology, modelling, digital control structure, and the results obtained by simulation are showed. Finally a 20 kVA prototype is implemented and experimental results are acquired for the validation of the employed design methodology as well as the proposed circuit functionality. / Esta dissertação de mestrado propõem uma topologia de fonte ininterrupta de energia (UPS - Uninterruptible Power Supplies) trifásica de dupla conversão sem transformador com custo reduzido e sistema de controle digital. A UPS proposta é composta por um estágio de entrada, um banco de baterias, um inversor, um circuito auxiliar e chaves de transferência. O estágio de entrada assume a função de retificador trifásico com filtro LCL em modo normal de operação da UPS e é responsável pela descarga do banco de baterias em modo bateria de operação. Esta configuração reduz o custo do sistema, pois permite que seja aproveitado um circuito disponível e dimensionado para a potência nominal da UPS para a descarga do banco de baterias. Em topologias convencionais de UPSs de dupla conversão o estágio de entrada permanece ocioso durante este modo de operação e um circuito adicional é empregado para este fim. O circuito auxiliar é formado por um indutor e um braço de interruptores e é utilizado como carregador de baterias em modo normal de operação e adicionalmente é utilizado para realizar o equilíbrio das tensões dos capacitores de barramento em modo bateria. Com esta configuração, o circuito auxiliar pode ser dimensionado para apenas uma fração da potência nominal da UPS, propiciando também a redução do custo total do sistema. As chaves de transferência alteram as configurações do estágio de entrada e do circuito auxiliar de acordo com o modo de operação da UPS. É apresentada a operação detalhada da topologia, a modelagem, a estrutura de controle digital utilizada e os resultados obtidos via simulação. Por fim, um protótipo de 20 kVA é implementado e resultados experimentais são adquiridos para a validação da metodologia de projeto empregada bem como da funcionalidade do circuito proposto.

abstract: The modern era of consumer electronics is dominated by compact, portable, affordable smartphones and wearable computing devices. Power management integrated circuits (PMICs) play a crucial role in on-chip power management, extending battery life and efficiency of integrated analog, radio-frequency (RF), and mixed-signal cores. Low-dropout (LDO) regulators are commonly used to provide clean supply for low voltage integrated circuits, where point-of-load regulation is important. In System-On-Chip (SoC) applications, digital circuits can change their mode of operation regularly at a very high speed, imposing various load transient conditions for the regulator. These quick changes of load create a glitch in LDO output voltage, which hamper performance of the digital circuits unfavorably. For an LDO designer, minimizing output voltage variation and speeding up voltage glitch settling is an important task. The presented research introduces two fully integrated LDO voltage regulators for SoC applications. N-type Metal-Oxide-Semiconductor (NMOS) power transistor based operation achieves high bandwidth owing to the source follower configuration of the regulation loop. A low input impedance and high output impedance error amplifier ensures wide regulation loop bandwidth and high gain. Current-reused dynamic biasing technique has been employed to increase slew-rate at the gate of power transistor during full-load variations, by a factor of two. Three design variations for a 1-1.8 V, 50 mA NMOS LDO voltage regulator have been implemented in a 180 nm Mixed-mode/RF process. The whole LDO core consumes 0.130 mA of nominal quiescent ground current at 50 mA load and occupies 0.21 mm x mm. LDO has a dropout voltage of 200 mV and is able to recover in 30 ns from a 65 mV of undershoot for 0-50 pF of on-chip load capacitance. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Electrical Engineering 2016

Le projet de cette thèse est de réaliser un convertisseur DC/DC isolé à haute fréquence de découpage basé sur la mise en œuvre de composants en GaN. Le but est d'augmenter très fortement les densité de puissance commutées par rapport aux solutions actuelles. Cette thèse mets en oeuvre les composants GaN afin de déterminer les meilleurs conditions de fonctionnement possible. Une fois les points critiques mis en avant, on étudie les structures de circuit de commande adapté pour les HEMT GaN d'EPC et un circuit intégré pour la commande est étudié et mis en oeuvre. Le layout global de la carte a un rôle important en termes d'intégration et d'optimisation CEM, il est donc discuté et des règles de routage sont proposées. Enfin, on étudie plusieurs structures de puissance et on les met en oeuvre pour vérifier le bon fonctionnement et le respect du cahier des charges. / This study consist in the development of a high frequency insulated DC/DC converter based on GaN power devices. The goal is to increase significantly the power density in comparison with actual converter solutions. This thesis evaluate the GaN components performances to determine the best working conditions. Once the critical points highlighted, gate circuit topologies suitable for EPC GaN HEMT are studied and an integrated IC is designed and implemented. The overall layout of the card has an important role in terms of integration and EMC optimization, so it is discussed and routing rules are proposed. Finally, we study several power structures and implement them to verify proper operation and their compliance with specifications.

Orientador: Masayoshi Tsuchida / Banca: Reyolando M.L.R.F. Brasil / Banca: Maurílio Boaventura / Resumo: Neste trabalho realizamos um estudo de um sistema dinâmico não ideal, constituído por um pêndulo acoplado a um bloco e que oscilam verticalmente. A oscilação é devida a rotação de uma massa desbalanceada e acionada por um motor DC, cuja fonte de energia é limitada. Consideramos situações em que as freqüências do bloco e do pêndulo estão em ressonâncias internas 1:1, 1:2 e 2:1, e analisamos o comportamento do sistema bloco- motor-pêndulo através de simulações numéricas. Uma análise similar e levada a efeito, no caso em que o sistema dinâmico é dotado de uma excitação de suporte ideal horizontal do tipo F cos wt. / Abstract: In this work we studied a nonideal dynamical system which is constituted by a pendulum connected to a block, and that oscillates vertically. The oscillation is due to the rotation of a unbalanced mass moved by DC motor with limited power supply. We consider situations where the frequencies of the block and the pendulum are in 1:1, 1:2 and 2:1 internal resonances, and we analyse the behavior of the block - motor - pendulum system through numerical simulations. A similar analysis is performed in the case where the dynamical system has a periodic horizontal oscillation of type F cos wt. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SaraMFA.pdf: 4966448 bytes, checksum: 1ef74fa9275b2d2eb81d82fd6bcd301f (MD5) Previous issue date: 2010-06-18 / Low voltage solar panels increase the reliability of solar panels due to reduction of in series associations the configurations of photovoltaic cells. The low voltage generation requires DCDC converters devices with high efficiency, enabling raise and regulate the output voltage. This study analyzes the performance of a photovoltaic panel of Solarex, MSX model 77, configured to generate an open circuit voltage of 10.5 V, with load voltage of 8.5 V, with short circuit current of 9 A and a power of 77 W. The solar panel was assembled in the isolated photovoltaic system configuration, with and without energy storage as an interface with a DCDC converter, Booster topology. The converter was designed and fabricated using SMD (Surface Mounted Devices) technology IC (integrated circuit) that regulates its output voltage at 14.2 V, with an efficiency of 87% and providing the load a maximum power of 20.88 W. The system was installed and instrumented for measurement and acquisition of the following data: luminosities, average global radiation (data of INPE Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais), solar panel and environment temperatures, solar panel and DC-DC converter output voltages, panel, inverter, and battery charge output currents. The photovoltaic system was initially tested in the laboratory (simulating its functioning in ideal conditions of operation) and then subjected to testing in real field conditions. The panel inclination angle was set at 5.5?, consistent with the latitude of Natal city. Factors such as climatic conditions (simultaneous variations of temperature, solar luminosities and ra diation on the panel), values of load resistance, lower limit of the maximum power required by the load (20.88 W) were predominant factors that panel does not operate with energy efficiency levels greater than 5 to 6%. The average converter efficiency designed in the field test reached 95% / Pain?is solares de baixa tens?o aumentam a confiabilidade dos pain?is solares, devido ? redu??o das associa??es em s?rie nas configura??es das c?lulas fotovoltaicas. A gera??o em baixa tens?o requer dispositivos conversores DC/DC de alto rendimento, que possibilitem elevar e regular a tens?o de sa?da. O presente estudo analisa o desempenho de um painel fotovoltaico da Solarex, modelo MSX 77, configurado para gerar uma tens?o em aberto de 10,5 V, tens?o com carga de 8,5 V, com uma corrente de curto-circuito de 9,0 A, e uma pot?ncia de 77 Watts. O painel solar foi montado na configura??o de sistema fotovoltaico isolado, com e sem armazenamento de energia tendo como elemento de interface um conversor DC-DC, topologia Booster. O conversor foi projetado e confeccionado com circuitos integrados de tecnologia Surface Mounted Devices (SMD), para regular tens?o de sa?da em 14,2V, com rendimento de 87 % , disponibilizando a carga uma pot?ncia m?xima de 20,88W. O sistema foi instalado e instrumentado para medi??o e aquisi??o dos seguintes dados: luminosidades, radia??es m?dias globais (dados do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)), temperaturas do painel solar, temperatura ambiente, tens?es de sa?da do painel solar, tens?o de sa?da do conversor DC-DC, correntes de sa?da do painel, do conversor, da carga e da bateria. O conjunto fotovoltaico foi inicialmente ensaiado em laborat?rio (simulando seu funcionamento em condi??es ideais de opera??o) e, em seguida, submetido a testes em condi??es reais de campo. O ?ngulo da inclina??o do painel foi fixado em 5,5?, compat?vel com a latitude da cidade de Natal. Fatores como condi??es clim?ticas (varia??es simult?neas de altas temperaturas e radia??es solares), valores da resist?ncia de carga, baixo limite da m?xima pot?ncia solicitada pela carga (20,88W) foram fatores predominantes para que painel n?o operasse com n?veis de efici?ncia energ?tica maiores que 5 ? 6 %. O rendimento m?dio do conversor projetado nos ensaios de campo alcan?ou 95 %

Orientador: Ernesto Ruppert Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T00:56:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_AgnaldoVieira_M.pdf: 2229736 bytes, checksum: 725a7fa267bc30780c457689e4356336 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O estudo da utilização de conversores CC/CC isolados e elevadores de tensão para a alimentação de moduladores de pulsos é apresentado neste trabalho. Foi selecionada a topologia em ponte completa, dando-se enfoque ao problema das capacitâncias parasitas envolvidas no circuito, que aparecem de forma acentuada em transformadores elevadores de tensão e filtros indutivos de saída e são altamente indesejáveis quando se opera em regime chaveado. Essas capacitâncias são tratadas através de uma forma de amortecimento, onde a energia armazenada nas mesmas é devolvida à fonte primária ao final de cada semiciclo de chaveamento, tentando obter-se menor volume, maior rendimento e menor dissipação de calor no conversor. Além disso, um circuito de regulação de carga é utilizado para garantir uma maior estabilidade de pulso e contornar problemas típicos de moduladores de pulsos utilizados em radares, como o efeito de backswing. O modulador de pulsos utilizado como carga para esse sistema opera com uma tensão de alimentação de 1kV, frequência de repetição de pulsos (PRF) de 585Hz e consome uma potência da ordem de 2,1kW. O conversor CC/CC é alimentado por um barramento CC não regulado de 280V / Abstract: The study of high-voltage isolated DC/DC converters used to supply pulse modulators is presented on this dissertation. The Full Bridge topology was selected, focusing in problems caused by parasitic capacitances in the circuit. This characteristic, which appears sharply in high voltage transformers and in inductors of output filter, is highly undesirable when the circuit is operated in switching mode. These capacitances are handled using a soft commutation technique, where their stored energy are returned to the primary source in the end of each switching cycle, trying to get a low size, high efficiency and low heat dissipation in the converter. Moreover, a charging regulator circuit is used to ensure good pulse stability and avoid typical problems in the pulse modulators use, such as the backswing effect. The pulse modulator used as load for this converter operates with a supply voltage of 1kV, pulse repetition frequency (PRF) of 585Hz and consumes 2.1 kW. The converter input is supplied by a 280V unregulated DC bus / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Cette thèse est une contribution à l’étude d’un système de biotélémesure par gélule ingérable. L’étude concerne les problèmes de télétransmission d’énergie et d’informations entre la gélule ingérable et le système extracorporel de télécommande.Nous exposons des méthodes de conception théoriques et de caractérisation expérimentales du système de télécommande sans fil de la mise sous tension des gélules. Une deuxième partie concerne la conception du système de télétransmission d’énergie et d’informations par induction magnétique, suivi de la réalisation d’un système d’accord automatique par capacité commutée synchrone. La caractérisation d’antennes miniatures a fait l’objet d’une troisième partie dans laquelle nous avons proposé des solutions basées sur des techniques de mesure des paramètres Sij en différentiel.Enfin, nous présentons la conception d’une sonde de champ magnétique destinée à valider les résultats de simulation. / This thesis is a contribution to study of intracorporeal measure of ingestible capsule. It concerns more specifically the problems of wireless transmission of energy and information between the capsule and ingestible extracorporeal control and monitoring system. Thus we first set of design methods and theoretical characterization of the experimental system of wireless remote power up capsules. A second part was dedicated to wireless transmission of energy and information design through magnetic induction, it led to the creation of an original system of tuning by synchronous switched capacitor. The problem of miniature antennas characterization has been a third party in which we have proposed innovative solutions based on techniques for measuring parameters Sij in differential (or transmission). Finally, we presented in the last part the design and characterization of a magnetic field probe designed to validate the simulation results.

The electric networks reconfiguration has as purpose: to reduce the energy losses, to improve the voltage profile for the customers, to increase the reliability levels or to re-establish the energy supply in contingency situations. In spite of the complexity of this combinatorial problem of large dimensions, there is an effort of the researchers in the direction of efficient optimization methods, once the classic methods present difficulties for its resolution. The disadvantage of these methods is that a major part of researchers ignores the totality of formal information that is available in the power utilities. The efficient solution should also consider the knowledge and experience of power utilities professionals that can be accomplished starting from the development of Specialist Systems. For these reason, it becomes more recommended to consider algorithms that make possible the use of formal and informal analysis methods. This context motivated this thesis whose proposal is the development of new methods and software for distribution networks reconfiguration starting from multiple criteria decision-making methods, aiming at a more adequate processing of all available information in power utilities. To solve the approached problem, this paper uses the Bellman-Zadeh s method that was shown efficient in the solution of several problems of multiple criteria decision, besides allowing the analysis, at the same time, of quantitative and qualitative criteria. In general, the reconfiguration can not be solved in an efficient way without the analysis of the following problems: the appropriate modeling of the equipments and electrical loads; the creation of algorithm for representation of the electrical topology that allows fast changes in the electric configuration; calculations of the load flow; the definition of composition and presentation forms for the target functions and restrictions; the development of optimization methods and software to define the best electric configuration in normal operation state and in contingency situations. The proposed methodologies were customized according to the power utilities needs, helping the operators in the decision-making process. Besides that the algorithms meet the demand for fast processing of the efficient solutions, which is fundamental mainly in the re-establishment of energy supply during contingencies. Among the several advantages of the developed software in relation to the conventional softwares, the most important are: the representation of the electric topology considers only the information of the connections that really exist, dispensing the use of matrixes; integration with the electric load modeling systems for maximum demand as for load typical curves; the use of the initial data reliability to coordinate the tranformers load; application of multiple criteria optimization algorithms for distribution networks reconfiguration, in normal operational state and in contingency situations; composition of the target functions and restrictions considering quantitative and qualitative characteristics; evaluation of the impact of the reconfiguration in the power systems energy losses. As results, case studies are presented with real data from the power utilities, in order to prove the efficiency of the proposed methods. / A reconfiguração das redes elétricas tem como finalidade: reduzir as perdas de energia, melhorar o perfil de tensão para os consumidores, aumentar os níveis de confiabilidade ou restabelecer o fornecimento de energia em situações de contingência. Apesar da complexidade desse problema combinatorial de grandes dimensões, há todo um esforço, por parte dos pesquisadores, no sentido de buscar métodos eficazes de otimização, uma vez que os métodos clássicos apresentam dificuldades para sua resolução. A desvantagem destes trabalhos é que a maioria deles praticamente ignora a totalidade da informação formal, que está disponível nas concessionárias. No entanto, para uma solução eficiente, também deve-se considerar o conhecimento e a experiência dos profissionais das concessionárias, que pode ser realizado a partir do desenvolvimento de Sistemas Especialistas. Por essas razões, torna-se mais indicado desenvolver algoritmos que possibilitem reunir métodos de análise formais e informais. Essas constatações motivaram a realização deste trabalho. Nele, propõese o desenvolvimento de novos métodos e de uma ferramenta computacional para reconfiguração das redes de distribuição a partir de métodos de tomada de decisão multicriteriais, visando ao processamento adequado das fontes de informação disponíveis nas concessionárias. Para resolver o problema abordado, este trabalho utiliza o método de Bellman-Zadeh, que se mostrou eficiente para a solução de questões envolvendo múltiplos critérios, permitindo não apenas a análise de critérios quantitativos, mas também qualitativos. Em geral, a questão de reconfiguração não pode ser solucionada de forma otimizada, sem a análise dos seguintes problemas: modelagem adequada dos elementos pertencentes às redes de distribuição e das cargas elétricas; criação de algoritmo para representação da topologia das redes, que permita realizar rápidas alterações na configuração; cálculos do fluxo de potência; definição da composição e formas de apresentação para as funções objetivo e restrições; desenvolvimento de métodos de otimização e software para definir a configuração elétrica ideal, em regime normal de operação e em situações de contingência. As metodologias propostas foram customizadas de acordo com as necessidades das concessionárias, ajudando os operadores no processo de tomada de decisão. Além disso, os algoritmos atendem à exigência de processamento rápido na definição da solução eficiente, que é fundamental principalmente quando se tratar de restauração de energia em situações de contingência. Dentre as vantagens desse sistema em relação aos softwares convencionais, destacam-se as seguintes: representação da topologia elétrica das redes de distribuição, considerando somente a informação das ligações que existem de fato, dispensando o uso de matrizes; integração com os sistemas de modelagem da carga elétrica tanto por demanda máxima quanto por curvas típicas de carga; uso da confiabilidade dos dados iniciais para coordenação da carga dos transformadores de distribuição; aplicação de algoritmos de otimização e de análise multicriteriais para reconfiguração das redes, em regime normal de operação e em situações de contingência; composição das funções objetivo e restrições, considerando características quantitativas e qualitativas; avaliação do impacto das reconfigurações nas perdas elétricas dos sistemas de potência. Como resultados, são apresentados estudos de casos com dados reais das concessionárias de energia elétrica, com o objetivo de comprovar a eficiência dos métodos propostos.

In this thesis, I was solved assessment of nuclear power plant Dukovany, conection to the hot water network to city Brno. For determine the size needful enforcement was necessary to establish the heat balance of needs of the city of Brno and the size of the heat supply options. After that it was possible to determine the dimensions of pipes and optimize his routes of due to the current state of land along the route of thermal power supply. Power supply parameters were chosen with regard to the possibilities of technology used for transmission of the media and the status quo for distribution of the city Brno. After pushing the power supply ahead of the city Brno into the pumping station Bosonohy, and second part of the solution was the connection to the backbone wiring SCZT heat to individual customers. The last point was elaborated design management system of heat from nuclear power plant and urban local based resources on current management of heat supply system using consumption diagrams SCZT.