La découverte de nombreuses planètes extrasolaires depuis 1995 est une source d’inspiration pour les modèles de formation et évolution des systèmes solaires. Une fraction de ces planètes ont un demi-grand axe inférieur à 0.1 UA; une planète qui migre à proximité de son étoile subit donc d’abord un fort vent solaire et, après son entrée dans la magnétosphère stellaire, un fort champ magnétique. Nous étudions séparemment l’interaction entre ces planètes et la composante périodique et indépendente du temps du champ magnétique dipolaire stellaire. L’interaction périodique est associée à des courants induits confinés dans la planète. Nous étudions deux effets qui pourraient augmenter le moment angulaire d’une planète gaseuse géante qui migre vers son étoile: un torque de Lorentz qui transferre du moment angulaire de la rotation de l’étoile vers l’orbite de la planète et une perte de masse induite par la dissipation ohmique dans la planète qui peut donner du moment angulaire à la planète lorsque cette masse est accrétée sur l’étoile. Nous modellisons l’interaction indépendente du temps comme un modèle d’inducteur unipolaire, dans lequel le courant induit circule dans une boucle fermée formée par la planète, le flux de tube, et le pied du flux de tube dans l’atmosphère stellaire. Nous calculons de fa con cohérente la dissipation ohmique dans la planète et le pied du flux de tube ainsi que le couple de Lorentz. Nous utilisons alors ce modèle pour expliquer l’aspect enflé de certaines planètes géantes. Finalement, nous suggérons que ce modèle permettrait également d’estimer la conductivité électrique des super-Terres qui interagissent magnétiquement avec leur étoile. / The numerous and diverse extrasolar planets detected since 1995 provide much inspiration for planetary astrophysics. A fraction of these extrasolar planets orbit their host stars at semi-major axes less than 0.1 AU; a planet which has migrated toward its host star would thus first encounter a strong magnetized wind and, as it enters the stellar magnetosphere, strong magnetic fields. We model the interaction of such a close-in extrasolar planet with the dipolar magnetic field of its host star and study separately the time-dependent and independent components. The time-dependent interaction gives rise to Eddy currents confined in the planet. We investigate two effects that may transfer angular momentum to a planet approaching its host TTauri star through type II migration: a Lorentz torque that transfers angular momentum from the stellar spin to the planetary orbit and a mass loss induced by the ohmic dissipation in the planet, which may transfer angular momentum to the planet as the gas is accreted onto the star. We model the time-independent interaction with the unipolar inductor model, which allows the current induced in the planet to flow along a closed loop constituted by the planet, the flux tube, and its footprint on the stellar atmosphere. We self-consistently calculate the ohmic dissipation in the planet and the star and the associated Lorentz torque. We then suggest that the ohmic dissipation may provide the extra energy needed to explain some planets with inflated radii. Finally, we propose that the model may also be used to remotely infer the electric conductivity of the outer layers of super-Earths interacting magnetically with their host stars.

Au cours de la dernière décennie, le grand public a pris conscience de l’impact économique, social et environnemental de la pollution dû à l’usage des énergies fossiles. Non seulement du fait de la raréfaction des énergies fossiles mais aussi la limitation de leur usage et de leur impact sur l’environnement est important, ce qui amène à remplacer ces sources traditionnelles par des sources d’énergie alternatives, propres et renouvelables. Depuis ces dernières années l’industrie automobile montre un intérêt croissant pour la conception de véhicules électriques hybrides. Cependant la transition vers un parc de voitures plus électriques est limitée par le coût encore élevé, l’autonomie et le temps de recharge électrique long. Un système distribué de transfert de puissance par induction (IPT) peut être une solution pour rallonger l’autonomie des véhicules électriques (EV’s) en permettant la recharge tout en roulant, grâce à des séries d’inducteurs couplés, réduisant aussi la taille de la batterie nécessaire et donc son coût. Le concept de transfert de puissance sans fil a été introduit il y a plus de 20 ans. Aujourd’hui les avancées technologiques et les hauts rendements des composants rendent cette solution viable pour les applications transport. Ce travail de thèse concerne donc le design et le contrôle d’un système de recharge efficace par induction d’une batterie à bord d’un véhicule sujet dans ce cas à des désalignements entre inducteurs. Un état de l’art sur le principe de transfert de puissance par induction est effectué et une structure DD-BP est proposée afin d’avoir un bon rendement pour le transfert de puissance et une moindre sensibilité en présence de désalignement et au mouvement, un inducteur étant sous la route, l’autre à bord du véhicule. Pour cela les dimensionnements de ces inducteurs et les analyses de l’impact des structures des inducteurs sont effectués par simulation à éléments finis des champs magnétiques produits et échangés. De plus, un modèle circuit équivalent et un modèle mathématique ont été établis incluant des circuits compensateurs. L’ensemble du système IPT a été séparé en deux parties, l’une alternative (AC), l’autre continue (DC). La simulation du modèle électrique (PSIM) et mathématique (MATLAB) montrent une bonne correspondance, à l’aide du modèle mathématique une étude complète a été possible en fonction des fréquences, des courants et des désalignements selon les 3 axes. La structure IPT spécifique pour cette application EV montre la faisabilité et l’efficacité de la recharge de la batterie en mouvement, en fixant une fréquence, malgré un assez grand entrefer (distance z entre la route et le châssis) et des variations de couplage (désalignement x ou y). Ce bon comportement est obtenu par le design des inducteurs et le bon contrôle des convertisseurs de recharge de la batterie (double buck-boost). / During the last decades, public awareness of the environmental, economic and social consequences of using fossil fuels has considerably grown. Moreover, not only the supply of fossil resources is limited, but also the environmental impact represents a relevant issue, so leading to an increased consideration of clean and renewable alternatives to traditional technologies. During recent years, the automotive industry has shown a growing interest in electric and hybrid electric vehicles. However, the transition to all-electric transportation is now limited by the high cost of the vehicles, the limited range and the long recharging time. Distributed IPT (inductive power transfer) systems can be the solution to the range restrictions of EVs by charging the vehicle while driving thanks to, a set of loosely coupled coils, so also reducing required battery size as well as overall cost of the vehicle. The concept of wireless power transfer via magnetic induction was introduced two decades ago. Nowadays, this technology is becoming more efficient and more suitable for new applications. This dissertation made an effort to address the requirements of IPT EV battery charging system with high efficiency and good tolerance to misalignment. A survey of a typical IPT for EV application has been reported, while a concentrated DD-BP solution has been proposed in order to enhance the IPT charging system capability of transferring power to a stationary EV with good efficiency and good tolerance to movement. The current trend in EV battery charging application is represented by the lamped coil system, whose different structures have been reviewed. Moreover, this thesis presented the design of a charging pad magnetic structure, called Double D pad combined with a Bipolar secondary pad, in order to enhance coupling performance. A finite element magnetic analysis has been performed in order to obtain the electric parameters of the proposed magnetic coupler. Furthermore, a mathematical model has been developed by considering the different sides of the system. The mathematical model allows to accurately predict the behavior of inductive coils and coreless transformer. A set of simulation has been carried out in order to compare the analytical and simulated results. The proposed EV IPT system has shown the feasibility of using fixed frequency, single pick up system to transfer power efficiently across a large air gap, with variable coupling. This result has been reached by means of proper design of the charging pad magnetics, of tuning network and of a pick-control based on a buck boost converter topology.

título de Ingeniería en Biotecnología Molecular / El virus Andes (ANDV) pertenece al género Orthohantavirus (familia Hantaviridae, orden Bunyavirales). En humanos la infección por ANDV produce el síndrome pulmonar asociado a hantavirus, el cual presenta una tasa de mortalidad de alrededor de un 35%. Estos virus se caracterizan por poseer una envoltura lipídica y un genoma de ARN de hebra simple tri-segmentado, de polaridad negativa que codifica para al menos 4 proteínas, entre ellas la proteína de nucleocápside (N) multifuncional y un precursor proteico denominado GPC, que tras ser procesado resulta en las glicoproteínas Gn y Gc que se encuentran ancladas en la envoltura viral. La apoptosis es una respuesta celular común frente a una infección viral. Sin embargo, en el ciclo replicativo de los hantavirus aún es controversial si inducen o inhiben apoptosis. La apoptosis celular puede ser inducida extrínsecamente mediante receptores de muerte específicos, que pueden ser activados por un ligando de la familia del factor de necrosis tumoral, como TRAIL (ligando inductor de apoptosis relacionado al factor de necrosis tumoral, por sus siglas en inglés) a través de una cascada de señalización, mediante un dominio de muerte. En este seminario de título, se buscó determinar si la expresión o localización del receptor de TRAIL, específicamente DR5 (receptor de muerte 5, por sus siglas en inglés) se ve alterada por la expresión de proteínas Gn, Gc y N de ANDV en células humanas, y si una posible variación podría afectar la tasa de apoptosis mediada por TRAIL. En primer lugar, se analizó la expresión de DR5 en distintos tipos celulares, y se determinó que éste receptor se expresa en mayor medida en células A549, por lo que para el resto de los análisis se continuó con esta línea celular. A continuación, se midió la expresión, tanto a nivel transcripcional como traduccional de DR5 en dependencia de ANDV Gn, Gc y N, frente a lo cual, no hubo una variación significativa en la expresión general de este receptor; sin embargo, en donde sí se encontró un incremento significativo fue en la localización de DR5 en la superficie de las células A549 en presencia de ANDV N. De todas formas, no se logró detectar inducción de apoptosis en células humanas transfectadas con ANDV N, lo cual no es posible interpretar debido a la carencia de un control positivo de apoptosis celular. En resumen, estos datos en conjunto muestran que a pesar de que la expresión de ANDV N indujo un aumento en la localización de DR5 en la superficie de células A549, sin embargo, queda por determinar si este aumento podría inducir apoptosis mediada por TRAIL. / Andes virus (ANDV) belongs to the Orthohantavirus genus (Hantaviridae family, Bunyavirales order). In humans ANDV infection causes hantavirus pulmonary syndrome, which has a fatality rate around 35%. These viruses are featured by a lipid envelope and a tri-segmented, single stranded, negative sense RNA genome, that encodes at least four proteins, among them, the multifunctional nucleocapsid protein (N) and a glycoprotein precursor termed GPC, which after being proteolytically cleaved, results in the mature glycoproteins Gn and Gc, which are anchored to the viral envelope. Apoptosis is a common cellular response against a viral infection. However, in the hantavirus replicative cycle, there is still controversy whether these viruses induce or rather block apoptosis. Apoptosis can be triggered extrinsically, through specific death receptors, that can be activated by a ligand belonging to the tumor necrosis factor family, such as TRAIL (tumor necrosis factor–related apoptosis inducing ligand), through a death domain mediated signaling cascade. During this degree seminary, we aimed to determine whether the expression or location of the TRAIL receptor DR5 (death receptor 5), is altered by ANDV Gc, Gn and N expression in human cells, and if any possible variation could affect TRAIL mediated apoptosis. First, we analyzed DR5 expression in different cell types and found that there is a higher extent of DR5 expression in A549 cells, that is why, for the rest of this seminary, we continued the work with this cell line. Next, we measured DR5 expression in these cells at a transcriptional and translational level, after being transfected with plasmids encoding ANDV Gc, Gn or N. We did not find any significant variation in the total amount of DR5 expression; nevertheless, we detected a significant increase in the location of DR5 on the surface of A549 cells in the presence of ANDV N. Although, we were unable to detect apoptosis in human cells transfected with ANDV N due to the lack of a positive control of apoptosis. Finally, all together, our results show that the expression of ANDV N induces an increase in DR5 on the surface of A549 cells, however, it has yet to be determined whether or not, this is enough to induce apoptosis mediated by TRAIL.

Les filtres CEM sont largement utilisés dans les systèmes électroniques de puissance pour la suppression des interférences électromagnétiques. Ils sont en général composés d'une succession de condensateurs et de selfs. En haute fréquence, on est amené à compléter le modèle des composants par des éléments parasites. Ce travail de thèse est consacré à l'étude de l'influence du couplage inter composants sur la performance du filtre CEM. Une étude mathématique a été réalisée sur un filtre LC de type Γ. Cette dernière nous a permis de déduire qu'un meilleur comportement du filtre est obtenu quand le couplage magnétique inter-composants annule l'inductance parasite du condensateur (ESL=M). Pour atteindre cet objectif, une méthodologie permettant d'optimiser les emplacements des composants a été développée en se basant sur des modèles 3D simplifiés des composants du filtre. Dans ce travail de thèse, un condensateur film métallisé est présenté par un modèle 3D constitue d'un volume unique de conducteur. Les bobines avec ferrite sont modélisées en 3D en prenant en compte les propriétés physiques et géométriques. Ces modèles de condensateurs et de bobines ont été étudiés dans le cas de plusieurs configurations pour différents positionnements des composants. Les résultats obtenus ont montré leurs capacités de prédire à la fois les paramètres intrinsèques (Inductance parasite ESL pour le condensateur, Inductance L pour la bobine) et l'inductance mutuelle M inter-composants. Finalement, la méthodologie d'optimisation a été validée expérimentalement sur un filtre CEM de type Γ (condensateur film et bobine bâtonnet avec ferrite) intégré dans un moteur d'essuie-glace / EMC filters are widely used in power electronic systems for electromagnetic interference suppression. They usually consist of a series of capacitors and inductors. At high frequencies, it is necessary to complete the model of component with parasitic elements. This work is devoted to the study of the influence of inter-component coupling on the performance of the EMC filter. A mathematical study was performed on an LC filter in type Γ. The latter allowed us to deduce a better behavior of the filter can be obtained when the magnetic coupling inter-component cancels the parasitic inductance of the capacitor (ESL = M). To achieve this goal, a methodology to optimize the locations of components has been developed based on their 3D models simplified. In this thesis, a metalized film capacitor is presented by a 3D model constituting a single volume conductor. The inductor with ferrite is modeled by taking into account the physical and geometrical properties. These models of capacitors and inductors have been studied in several configurations for different positions of the components. The results have shown their ability to predict both the intrinsic parameters (parasitic inductance ESL for the capacitor, inductance L for the inductor) and mutual inductance M inter-components. Finally, the optimization method was validated experimentally with an EMC filter type Γ (film capacitor and ferrite-rod inductor) built in a wiper motor

La tendance actuelle des équipements électriques ferroviaires est une concentration de matériels dans des volumes de plus en plus faibles et pour des puissances de plus en plus élevées. Ce progrès est permis par des composants à fort rendement (IGBT) qui ont la caractéristique de générer des pertes harmoniques importantes dans les composants magnétiques, provoquant du bruit à forte composante tonale. En conséquence, les cahiers des charges deviennent de plus en plus drastiques et augmente la difficulté de conception optimale des transformateurs. C’est pourquoi il est nécessaire de développer des modèles multi-physiques afin d’intégrer les différents phénomènes tels que la thermique, le bruit ou les effets de la PWM. Cette thèse porte plus précisément sur le dimensionnement optimal des transformateurs et inductances présent dans les convertisseurs auxiliaires ferroviaires. L’intérêt de la mise en place une boucle d’optimisation sur un modèle multi-physique est montrée. Pour cela il est important de développer des modèles comportent un bon compromis entre le temps de calcul et la précision. Dans cette thèse seule les composants magnétiques refroidis par une ventilation forcée sont étudiés. Un modèle thermique 3D semi-analytique couplé avec un modèle électromagnétique est utilisé. Le choix de l’optimiseur s’est porté sur l’algorithme NSGA-II permettant d’effectuer des optimisations multi-objectifs (poids et pertes) en incluant des contraintes thermiques. Pour finir une étude de sensibilité est effectuée grâce à une méthode de plan d’expérience afin de juger de la robustesse des solutions optimales / Nowadays, power converters in railway domain are more and more compact and powerful. This progress is due to the use of fast efficient components, working at high frequency like IGBT. But this evolution generates many harmonics losses in different components as inductors or transformers, and complicates their design. In addition, for the design stage, acoustics comfort is an increasingly important factor. Hence, it is necessary to develop multi-physic models in order to integrate different phenomena as the PWM effects, the temperature, and the noise. These models are coupled to an optimization tool in order to define the design rules of passive components: inductors or transformers coupled with inductor for the railway applicationIt’s necessary to develop fast models with a good compromise between the accuracy of field calculations. In this thesis, only transformers and inductors with an air forced cooling are studied. A 3D thermal model based on a nodal network linked to electromagnetic model is used. In order to optimize this structure, NSGA-II algorithm is chosen. Some global optimizations, with respect to several objectives (weight and losses), including thermal constraint are finally presented. Experimental design method is applied to know how these response functions behave in the neighborhood of the optimal point

The miniaturization of electronics packaging is an ongoing trend. The manufacturers are increasing the packaging density to accommodate for more complex designs and increase in operating frequencies. The surface mount devices (SMDs) and today's manufacturing processes are starting to become a limiting factor to this miniaturization. The solution to these problems are embedded passives and new fully-additive manufacturing processes. In this work, a planar inductor is fabricated using a fully-additive process called Sequential Build-Up - Covalent Bonded Metallization (SBU-CBM). A new grafting material for the CBM process is tested, but found to be worse than the previously used one when tested on FR4 substrates. The best design of a planar inductor for high inductance and high Q factor is found to be the circular spiral inductor. A planar circular spiral inductor with a feature size of 75 µm is successfully fabricated using the SBU-CBM process.

Práce je věnována modelování mikrovlnných rezonátorů z metamateriálů (materiálů se záporným indexem lomu). V úvodu je rozebráno, co metamateriály jsou, jak se vytvářejí a které jejich vlastnosti jsou podstatné při návrhu rezonátorů. Následuje návrh planárního rezonátoru z metamateriálů. Pro tento účel byly naprogramovány funkce počítající rozměry jednotlivých součástí struktury. Simulace navržené struktury probíhala v programu Zeland IE3D. Simulované struktury byly optimalizovány s ohledem na požadované kmitočty rezonance. První rezonátor sestával z jedné elementární buňky, druhý ze dvou buněk, naladěných na rozdílné kmitočty. Rezonátory byly vyrobeny a experimentálně byly ověřeny jejich vlastnosti.

The aim of this diploma thesis is to design active frequency filters based on passive RLC prototype. Three methods of the design of active filters and active functional blocks of electronic circuits working in current or mixed mode are used to this purpose. These blocks allow to process electrical signals with frequencies up to low tens of megahertz. In addition they feature for instance with high slew rate and low supply voltage power. Active high-pass and low-pass 2nd order filters are designed using simulation of inductor by active subcircuit method. Grounded and subsequently floating synthetic inductor is made with the current conveyors in the first case and with the current operational amplifiers with single input and differential output in the second case. This method advantage is relatively simple design and disadvantage is great quantity of active functional blocks. Active filters based on passive frequency ladder 3rd order filter while only one floating inductor is connected, are designed with circuit equation method. In the first design differential input / output current followers are used and in the second case current-differencing buffered amplifiers are used. This method benefits by smaller active blocks number and disadvantage is more complex design of the active filter. Active filter based on passive prototype of low-pass 3rd order filter with two floating inductors is designed with Bruton transformation method. Final active filter uses current operational amplifiers with single input and differential output which together with other passive elements replace frequency depending negative resistor, which arise after previous Bruton transform. This method usage is advantageous if the design consists of larger quantity of inductors and less number of capacitors. High-pass 2nd order filter is simulated by tolerance and parametrical analyses. Physical realisation utilising current feedback operational amplifier which substitute commercially hardly accessible current conveyors is subsequently made. Measurements of constructed active filter show that additional modifications, which allow better amplitude frequency characteristics conformity, are necessary.

This diplom thesis theoretically deals about principle of pulse welding current source. Work explains operation principle of the single acting transmit converter used in realized construction and mention the others examples of converters types. Goal of the work is design individual parts of source : input filter, pulse transformer, output inductor and power semiconductors components. Thesis also contains description of the regulation circuitry of the converter, auxiliary power supply and pre-driver for power transistors. If everything will be all right prototype of the source will be assembled and measured. Results will be compared with theoretical assumptions.

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Analyse und den Entwurf eines vollintegrierten Empfängers im UHF-Bereich mit dem Ziel, für die Verwendung im Mobilfunkstandard der vierten Generation geeignet zu sein, aber auch eine Einschätzung bezüglich der Anwendbarkeit eines solchen Empfängers für Geräte der fünften Generation vorzunehmen. Bei dem Empfängerkonzept handelt es sich um einen direkt digitalisierenden Empfänger, d.h. das Empfangssignal wird direkt mittels Analog-Digital-Umsetzer digitalisiert und vorher nicht auf eine niedrigere Trägerfrequenz abwärtsgemischt. Der Analogteil eines direkt digitalisierenden Empfängers besteht also nur aus einem LNA und einem ADU. Diese Empfängertopologie stellt hohe Anforderungen an den ADU und bildet deshalb den Fokus dieser Arbeit. Für die Untersuchungen des Empfängerkonzepts wurde sich auf eine Implementierung für niedrige Mobilfunkfrequenzbänder beschränkt, weshalb für den Entwurf festgelegt wurde, eine Trägerfrequenz von 750MHz mit einer Signalbandbreite von 20MHz empfangen und verarbeiten zu können. Der Entwurf erfolgte in einer 28nm CMOS Technologie, sollte flächen- und stromsparend sein, sich aber auch für zukünftige Technologieknoten mit noch höherer Integrationsdichte eignen, ohne die analogen Schaltblöcke gesondert bei der Technologiewahl berücksichtigen zu müssen. Somit konnten integrierte Spulen in der Empfängerkette nicht verwendet werden. Zugleich muss im Empfänger der Alias-Effekt unterdrückt werden. Um diese strengen Rahmenbedingungen ohne exorbitante Stromaufnahme zu erfüllen, kommt als ADU-Topologie nur ein zeitkontinuierlicher Sigma-Delta-Modulator in Frage. Dazu musste das Schleifenfilter des Sigma-Delta-Modulators komplett neu entworfen werden, was u.a. den Entwurf einer einstellbaren hochgütigen aktiven Spule erforderte. Das Empfängerkonzept konnte erfolgreich an der gefertigten Schaltung verifiziert werden, der gemessene dynamische Bereich blieb jedoch weit hinter dem ursprünglich anvisierten Ziel von 84dB zurück. Es konnte lediglich ein dynamischer Bereich von 59dB bei einer Leistungsaufnahme von 36,4mW und einer maximalen Auflösung von 4,5 Bit erreicht werden. Nachfolgende Untersuchungen des Konzepts zeigen aber Lösungsansätze auf, mit denen die Auflösung auf 8,7 Bit und der Dynamikbereich auf 69dB gesteigert werden kann.