Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2362_DissertaoMestradoAfonsoVentorini.pdf: 521854 bytes, checksum: c7909c007d8b94e30fa3b3cd5d5c53fb (MD5) Previous issue date: 2007-03-29 / Este trabalho apresenta uma fonte de alimentação chaveada microcontrolada, com saída regulável de 0 a 30 V e limitação de corrente ajustável de 0 a 5 A, resultando em uma potência máxima de saída de 150 W. A fonte é composta por dois estágios de potência. O estágio de entrada é formado por um conversor boost operando como pré-regulador de fator de potência com condução descontínua de corrente, para entrada universal (127-220 V, 50/60 Hz), o que resulta em elevado fator de potência. O estágio de saída é formado por um conversor forward a dois transistores, o qual permite o ajuste tanto da tensão como da corrente de saída. As tarefas de controle dos dois conversores ficaram a cargo de um único microcontrolador, o qual é o responsável por manter fixo o valor da tensão do barramento de tensão contínua (saída do conversor boost), bem como pelo ajuste e a regulação da tensão e da corrente de saída (saída do conversor forward). As malhas de controle foram implementadas utilizando controladores proporcional-integral digitais. O acionamento dos conversores é feito através de periféricos de modulação por largura de pulso presentes no microcontrolador, operando com freqüência constante de 50 kHz. Além disso, o microcontrolador realiza a tarefa de interface com o usuário, para a qual utilizam-se potenciômetros para seleção da tensão e corrente de saída, e um mostrador de cristal líquido que apresenta os valores dessas grandezas.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:07:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AFONSO VENTURIM.pdf: 522408 bytes, checksum: 3422f55670514084dc62c38a1d98c3cc (MD5) Previous issue date: 2007-03-29 / This work presents a 0-30 V / 0-5 A microcontroller-based switched-mode power supply, providing up to 150 W output. The proposed power supply has two stages. The input stage is a boost converter as a power factor pre-regulator, that provides universal input (127-220 V, 50/60 Hz) with power factor correction. The output stage is a two transistor forward converter, that allows voltage and current adjust. A single microcontroller is in charge of controlling the two converters, being responsible for keeping the dc bus voltage fixed (boost converter output) and adjusting the output voltage and current (forward converter output). The control loops were implemented using proportional-integral controllers. The converters are driven by pulse width modulation peripherals of the microcontroller, working at a constant frequency of 50 kHz. Furthermore, the microcontroller does the user interface task through potentiometers to select output voltage and current, and a liquid crystal display to show their values. / Este trabalho apresenta uma fonte de alimentação chaveada microcontrolada, com saída regulável de 0 a 30 V e limitação de corrente ajustável de 0 a 5 A, resultando em uma potência máxima de saída de 150 W. A fonte é composta por dois estágios de potência. O estágio de entrada é formado por um conversor boost operando como pré-regulador de fator de potência com condução descontínua de corrente, para entrada universal (127-220 V, 50/60 Hz), o que resulta em elevado fator de potência. O estágio de saída é formado por um conversor forward a dois transistores, o qual permite o ajuste tanto da tensão como da corrente de saída. As tarefas de controle dos dois conversores ficaram a cargo de um único microcontrolador, o qual é o responsável por manter fixo o valor da tensão do barramento de tensão contínua (saída do conversor boost), bem como pelo ajuste e a regulação da tensão e da corrente de saída (saída do conversor forward). As malhas de controle foram implementadas utilizando controladores proporcional-integral digitais. O acionamento dos conversores é feito através de periféricos de modulação por largura de pulso presentes no microcontrolador, operando com freqüência constante de 50 kHz. Além disso, o microcontrolador realiza a tarefa de interface com o usuário, para a qual utilizam-se potenciômetros para seleção da tensão e corrente de saída, e um mostrador de cristal líquido que apresenta os valores dessas grandezas.

Orientador: José Antenor Pomilio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T18:42:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_FellipeSaldanha_M.pdf: 10358371 bytes, checksum: 43197de07c314068d99689affe6298a7 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Os conversores CC-CC possuem importantes aplicações no aproveitamento de fontes renováveis de energia elétrica e nos veículos elétricos. Nestas aplicações, muitas vezes é desejável que o conversor opere com elevado ganho de tensão. Esta dissertação investiga topologias de conversores CC-CC não isolados, que possuem potencial de trabalhar com elevado ganho de tensão. Uma das topologias estudadas, o interleaved double dual boost, é utilizado parademonstrar as técnicas de projeto e controle do conversor. São apresentados resultados experimentais para este conversor. / Abstract: The DC-DC converters have important applications in the electric energy generation using renewable energy sources and in the electric vehicles. In those applications, it is often required that the converter operates with high voltage gain. This work investigates some non-insulated topologies of DC-DC converters that can be used when high voltage gain is necessary or convenient. One of the studied topologies, the six-phase interleaved double dual boost, is used to demonstrate the design and control techniques. Experimental results for this converter are presented. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Ernesto Ruppert Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T07:23:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 OliveiraFilho_MiltonEvangelistade_D.pdf: 4168469 bytes, checksum: 516ef4b8f97c81ba6af204cfc8a05d8c (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A presente tese refere-se a um modelo de controle de corrente para conversores em matriz trifásico para trifásico e inversores fonte de tensão trifásica sem capacitor no elo de corrente continua com o objetivo minimizar e compensar as distorções presentes nas tensões de saída dos conversores de modo a obter correntes elétricas senoidais na carga. Nesses conversores, por não possuírem elementos armazenadores de energia de grandes valores, os desequilíbrios e/ou distorções presentes nas tensões de entrada irão se refletir nas tensões de saída. O modelo de controle de corrente proposto consiste em manter constante o módulo do vetor espacial das correntes de saída do conversor em matriz por meio de um regulador PI que altera dinamicamente a razão cíclica de acionamento das chaves de potência compensando os desequilíbrios e distorções das tensões trifásicas de entrada. O desempenho do controle proposto é validado por meio de simulações executadas no Matlab e em resultados experimentais obtidos no protótipo de um inversor fonte de tensão sem capacitor no elo de corrente continua alimentando uma carga RL trifásica / Abstract: This thesis concern a current control method for three-phase matrix converter and three-phase voltage source inverter without a dc link capacitor in order to mitigate and compensate the distortions present in the output voltages so that the output currents are sinosoidal. In these converters, because of lack of large storage elements, imbalances and/or distortions present in the input voltage will be immediately reflected to the converter output voltages. The proposed current control model forces the magnitude of the output space vector current to be constant through a PI controller that dynamically alters the duty cycle of the power converter switching for compensating the imbalances and distortions from input voltages. The performance of this current control is validated by simulations implemented in Matlab and experimental results on the prototype of a voltage source inverter without a DC link capacitor feeding a three-phase RL load / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Carlos Alberto dos Reis Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T20:00:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cruz_CarlosAugustodeMoraes_M.pdf: 2125247 bytes, checksum: 9593aba66491a2d9c6a4a29dce9e17f7 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Este trabalho propõe uma nova estrutura de circuito elevador de tensão de onda completa implementável em tecnologia CMOS padrão, que tem como características relevantes uma eficiência energética maior do que estruturas similares anteriores, seu controle é efetuado por apenas duas fases de clock e também esta estrutura implementa controle de sobre-tensão no óxido de porta de seus transistores MOS, de modo que seja o mínimo possível. A estrutura proposta é apresentada em quatro diferentes versões, que têm por objetivo otimizar o funcionamento do circuito de modo a reduzir o tempo de subida de sua curva de tensão de saída, e também buscando uma estrutura livre de sobre-tensão no óxido de porta de todos os seus transistores. No desenvolvimento deste trabalho foram projetados e fabricados em tecnologia CMOS 0.35jm distintas configurações de circuitos elevadores de tensão, conhecidos na literatura como chargepumps. Os resultados obtidos tanto das simulações como das caracterizações destes circuitos permitem constatar que o trabalho realizado representa uma contribuição na área. / Abstract: This work proposes a new full wave voltage multiplier structure realizable in standard CMOS technology, which features a power efficiency that is higher than previous similar structures, its control is performed by only two clock phases, and it also performs gate-oxide voltage overstress control of its MOS transistors toward making it be as low as possible. The new structure is presented in four different versions. These distinct versions were developed aiming at to optimize the circuit operation in order to reduce the rise-time of its output voltage, and also to accomplish a structure without gate-oxide overstress in all its MOS transistors. Throughout the course of this work, distinct configurations of voltage multiplier circuits were designed and manufactured in 0.35jm CMOS technology, these circuits are known in the literature as charge pumps. The conclusion that this work represents a contribution in this field is based on the simulations and measurement results of these circuits. / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Jacobus Willibrordus Swart, Jader Alves de Lima Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-15T17:45:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ZampronhoNeto_Fernando_M.pdf: 5842798 bytes, checksum: 248329a719c06d1a00d97f94590f1b92 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo o estudo de uma arquitetura de regulador de tensão do tipo multi-fase para alimentação de microprocessadores, os quais demandam pequena variação em sua tensão, mesmo face aos seus agressivos transitórios de corrente. O estudo engloba a análise, que descreve as vantagens e desvantagens de topologias de reguladores chaveados, o projeto, a simulação, a fabricação e a caracterização experimental do regulador. Na etapa de projeto, uma nova abordagem no dimensionamento do filtro externo LC é apresentada, considerando-se seus respectivos elementos parasitas, a partir da introdução do parâmetro .fator de não idealidade., ou n, que é compreendido no intervalo [0, 1]. Quanto mais n se aproxima da unidade, menores serão os elementos parasitas do filtro, facilitando a escolha dos capacitores e indutores no mercado. Adicionalmente, é proposta uma técnica de projeto do compensador em freqüência, aplicada em topologias realimentadas por tensão. Esta consiste na soma de sua tensão de saída com a diferença de potencial entre dois de seus nós internos, que ocorre apenas durante o transitório de carga, reduzindo o tempo de resposta do regulador. Simulações mostraram uma queda de mais de 25% na ondulação da tensão de carga utilizando esta técnica, em comparação com a solução convencional. O processo, simulador e modelos utilizados neste trabalho são, respectivamente, o AMS H35, PSPICE e Bsim3v3. O layout do regulador foi feito via Mentor Graphics e possui área efetiva de 0,444mm2. A fabricação na foundry AMS foi viabilizada pelo programa multi-usuário da FAPESP. A caracterização experimental compara o tempo de resposta do regulador nas mesmas condições da etapa de simulação. Resultados experimentais indicaram uma redução de 96,1% na ondulação da tensão de carga durante seu transitório de corrente utilizando a técnica proposta, em comparação a solução convencional, validando a nova técnica de projeto do compensador em freqüência. O presente trabalho é concluído enfatizando-se os objetivos alcançados e principais resultados experimentais obtidos, dificuldades de projeto e limitações da arquitetura do regulador chaveado estudada / Abstract: This work aims to study the topology of multi-phase voltage regulators applied to microprocessors, where only tiny variations in the supply voltage are allowed, even when facing aggressive current transients. This study consists in the analysis, which describes the advantages and disadvantages of switched voltage regulator topologies, design, simulation, layout and experimental characterization of the proposed regulator. In the design phase, a new approach in sizing the external LC filter is herein described, considering their stray elements, through the introduction of the .non ideality. parameter, or n, which is valid within interval [0,1]. As more as n approaches unity, less parasitic elements the filter will have, easing the choice of the capacitors and inductors commercially available. In addition to this, a new technique applied to voltage feedback topologies is proposed, which consists in adding the output voltage of the frequency compensator to a voltage between two of its internal nodes. With such an approach, the response time of the regulator to load transients decreases. Simulation results show a reduction over 25% in the output voltage ripple using this new approach, when comparing to the traditional solution. The process, simulator and models used in this work are, respectively, AMS H35, PSPICE and Bsim 3v3. The layout of the regulator was edited through Mentor Graphics, and it has an effective area of 0.444mm2. The fabrication in foundry AMS was done by multi-user program of FAPESP. The experimental characterization compares the response time of the regulator in the same conditions of simulation phase. Experimental results indicated a 96,1% reduction in load voltage ripple during transient, when comparing the purposed technique with the traditional solution, validating the excellent performance of the regulator with the new design technique. This work is concluded by emphasizing the reached objectives and main experimental results reached, design difficulties and limitations of the switched-regulator architecture studied / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Jacobus Willibrordus Swart, Jader Alves de Lima Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-15T22:10:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mansano_AndreLuisRodrigues_M.pdf: 2816553 bytes, checksum: 2746391c004342d1e0c2d8c4c2f507e8 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste trabalho de Mestrado, foi projetado um conversor DC/DC charge-pump (CP) duplicador de tensão para corrente de carga máxima de 20mA, e que necessita de circuitos de controle para o apropriado acionamento das chaves, regulação de tensão e proteção do estágio duplicador de tensão. O sistema de controle projetado é composto por um circuito de regulação linear (CRL), um regulador Skip, um limitador de corrente (LC) e um circuito de bootstrapping (BOOT) que auxilia o acionamento do estágio duplicador. CP corresponde ao estágio de potência do sistema que faz interface direta com a carga, sendo sua tensão de entrada (PVIN) nominal no valor de 1,5V. O trabalho objetiva obter um conversor DC/DC funcional (demonstrado por resultados de Silício) atingindo resultados experimentais com o menor desvio possível comparados aos valores simulados durante o projeto. A tensão simulada de saída (VOUT), a vazio (sem carga), é 3V. Para carga máxima DC (20mA), o valor de VOUT simulado é de 2,4V. O circuito BOOT gera uma tensão na faixa de 4,5V - 5V, para uma carga DC de 1mA. A corrente limitada pelo bloco LC no circuito duplicador é 30mA. O CLR gera uma tensão inversamente proporcional a VOUT, tendo seus limites mínimo e máximo de 1,3V e 5,2V, respectivamente. Todo o sistema foi integrado no processo de fabricação AMS 0.35um HV, exceto os capacitores do estágio duplicador e do circuito de bootstrapping que são externos. Os resultados experimentais mostram desvio (comparados com simulação) de -12,5% em VOUT @ 20mA DC e -0,13% sem carga, -6% à saída de BOOT @ 1mA DC, +23% CLR mínimo, -3,85% em CRL máximo e +10% na corrente limitada. Durante o desenvolvimento deste trabalho, o Circuito de Regulação Linear (CRL) foi publicado no SBCCI 2009 apresentando sua rápida resposta à transientes de carga, o que é sua grande vantagem comparado a circuitos anteriormente propostos / Abstract: In this work, a DC/DC charge-pump voltage-doubler converter, for maximum load current of 20mA, was designed and fabricated. The Charge Pump (CP) needs control circuits for properly switching, voltage regulation and protection of voltage doubler stage. The control system designed comprises a linear regulation circuit (CRL), a Skip mode regulator, current limitation circuit (LC) and a bootstrapping circuit (BOOT), which provides the appropriate voltage to turn on CP power transistors. The voltage doubler is the power stage that interfaces directly to the load and its nominal input voltage PVIN is 1.5V. The objective of this work is to guarantee that the proposed DC/DC converter works properly (proved by Silicon results) and to achieve experimental results with the least deviation possible compared to simulation. The nominal output voltage (VOUT) with no load is 3V. For maximum DC load (20mA), simulated VOUT is 2.4V. BOOT circuit provides voltage within 4.5V - 5V for DC current load of 1mA. The LC limits the drawn current through the voltage-doubler at 30mA. The CRL provides a control voltage inversely proportional to VOUT and its minimum and maximum are 1.3V and 5.2V respectively. The whole system has been integrated in AMS 0.35um HV except the capacitors of CP and BOOT circuits. The experimental results show deviation (comparing to simulation) of -12,5% on VOUT @ 20mA DC and -0,13% @ no load , -6% on BOOT output @ 1mA DC, +23% CLR minimum, -3,85% CRL maximum and +10% on LC circuit. During the development of this work, the CRL circuit has been published in the SBCCI 2009 conference to present its fast-response to stringent load transient which is the biggest CRL advantage compared to previously proposed circuits / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Ernesto Ruppert Filho, Marcelo Gradella Villalva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-24T10:01:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_LeonardoRuffeilde_M.pdf: 3470428 bytes, checksum: 7972e30772adc6b114e71c8f464265b8 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O objetivo deste trabalho é a construção de um conversor eletrônico de potência monofá-sico completo para conexão à rede elétrica de distribuição de baixa tensão alimentado por painel fotovoltaico Painéis fotovoltaicos comerciais geram uma tensão contínua que varia entre 20 e 50V, dependendo do tipo de painel e da ocorrência ou não de conexão entre os mesmos; sendo necessário, portanto, a adequação dos níveis de tensão gerados pelo painel com o nível de tensão da rede elétrica de distribuição, na qual ele será conectado. O conversor eletrônico de potência utilizado neste trabalho é constituído de dois estágios sendo o primeiro CC ¿ CC e o segundo, um inversor, CC ¿ CA. Ele será controlado de duas maneiras: a primeira será responsável pelo con-trole da tensão de entrada do conversor CC - CC e pela injeção de potência no conversor CC - CA o qual, além de ser o responsável pela transformação da tensão contínua em alternada também é responsável pelo sincronismo do conversor CC - CA com a rede elétrica. São apresentados resultados de simulação do funcionamento do conversor para geração fotovoltaica de energia elétrica, sua malha de controle e o funcionamento do sistema elétrico completo. O projeto com-pleto dos conversores e dos circuitos auxiliares bem como os resultados experimentais obtidos em laboratório são apresentados / Abstract: The objective of this work is the construction of a complete single-phase power electronic converter for grid connection of low voltage distribution powered by photovoltaic panels. Photo-voltaic panels generates a DC voltage that varies between 20 and 50V, depending on the type of panel and presence or absence of connection between them, it is necessary, therefore, the ade-quacy of voltage levels generated by the panel with the voltage level of the electrical distribution network, in which it is connected. The power electronic converter used in this study consists of two stages with the first is a dc ¿ dc converter and the second is a dc-ac converter, frequency inverter. It will be controlled in two ways: the first is responsible for controlling the input voltage of the dc-dc converter and the power injection in the ac-dc converter which, besides being res-ponsible for the transformation into alternating voltage is also responsible by the synchronism of the converter dc-ac with the utility grid. Simulation results of the converter operation connected to the utility grid are presented, its network control and operation of the complete electrical sys-tem. The complete design of converters and auxiliary circuits and the experimental results obtai-ned in the laboratory are presented / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Dr. Alfeu J. Sguarezi Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2016. / A energia eólica é uma fonte de energia renovável com diversas vantagens e sua participação na matriz energética mundial está crescendo a cada ano. Nos últimos anos, as plantas eólicas têm passado por grandes mudanças devido às novas tecnologias desenvolvidas para as Smart Grids (SG). Cada vez mais, os sistemas de conversão de energia eólicos estão utilizando arquiteturas de comunicação mais desenvolvidas para possibilitar o compartilhamento de dados e medidas em fazendas eólicas inteligentes. Nesse contexto, a proposta desse estudo é um controle sem fio para um gerador de indução gaiola de esquilo (GIGE) de velocidade variável conectado coma rede elétrica. O sistema de comunicação sem fio é empregado para enviar as potências de referência para o controlador do GIGE com a confiabilidade necessária para garantir a qualidade da energia fornecida pelo aerogerador. Neste trabalho, no controle do gerador é utilizada a técnica de controle do Controle Direto de Torque (CDT) e controle orientado pela tensão (COT) para a conexão com a rede elétrica. Para o sistema de comunicação sem fio, foram utilizadas duas estratégias de baixo custo e ampla cobertura nacional, baseadas nas redes de dados GPRS e EGPRS. O desempenho do sistema é avaliado através de diversas simulações e testes. / Wind energy is a renewable source of energy with several advantages and the participation in the global energy matrix is increasing every year. In recent years, the wind farms were changing with the advance of new technologies developed for the Smart Grid (SG). Increasingly, wind energy conversion systems are using more developed communication architectures to enable data sharing and intelligent measures in wind farms. In this context, the purpose of this study is a wireless controller for a variable speed Squirrel Cage Induction Generator (SCIG) connected to the grid. The wireless system is used to send the reference powers for SCIG controller with the reliability needed to ensure the quality of the power supplied by the wind turbine. In this paper, in the generator's control is used the Control Direct Torque (CDT) technique and Control-Driven Voltage (COT) technique for connection to the power grid. For the wireless communication system, they used two low-cost strategies with national coverage, based on GPRS and EGPRS data networks. The system performance is evaluated through various simulations and tests.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This paper presents a study on the application of high-brightness LED (Light Emitting Diode)to health care. The LEDs are supplied by electronic converters, proposed in order to analyze the light emitted by the LEDs and their interaction with human tissues. Throughout the work, a comparative study between the LED and LASER and their actions on human tissue is presented. Also, a study on the influence of frequency, duty cycle and the radiated power on the wavelength of light emitted by LEDs was conducted. The assesment of the effects of blue and red light emitted by high-brightness LEDs in real cases made the conclusions consistent and promising. The research work also comprises a extensive revision on electronic converters that can supply the LEDs, listing their features, advantages and disadvantages. In this study, the development of four electronic converters to supply the arrangements of LEDs is developed. The implementation of these arrangements has demonstrated to be successful, with excellent results in patients who underwent the LED therapy using the proposed converters. / Este trabalho apresenta um estudo sobre a aplicação de LEDs (Light Emitting Diode) de alto brilho aplicados a tratamentos de saúde alimentados por conversores eletrônicos propostos, com o objetivo de analisar os resultados da aplicação da luz emitida pelos LEDs sobre o tecido humano. Ao longo do trabalho, é apresentado um estudo comparativo entre o LED e o LASER e suas ações sobre os tecidos humanos. Também, é realizado um estudo sobre a influência da freqüência, da razão cíclica e da potência irradiada sobre o comprimento de onda da luz emitida pelos LEDs. A abordagem dos efeitos da cor azul e vermelha emitida por LEDs de alto brilho no tecido humano é feita de forma consistente avaliando-se a interação terapêutica sob o tecido. É também apresentado um estudo sobre conversores eletrônicos que podem alimentar LEDs elencando suas características, vantagens e desvantagens. Através deste estudo é proposto o desenvolvimento de quatro conversores eletrônicos para alimentarem os arranjos de LEDs desenvolvidos. A aplicação desses arranjos obtém êxito na terapia, apresentando excelentes resultados nos pacientes que se submeteram a LEDterapia.