Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Área de especialização de Telecomunicações), na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Professor Doutor José António Ruela Simões Fernandes

The main contribution of this Thesis is the proposition of the integration concept of auxiliary commutation circuits applied to systems with several power conversion stages. Trough this concept, the reactive energy resulting from a commutation is used to assist another one, resulting in a high efficiency system. Another advantage of the integrated auxiliary commutation circuits (iACC) is their reduced cost, once only one iACC is used to achieve soft-commutation in all converters that compose the system. The utilization of the UPSs double conversion to demonstrate the proposed integration concept resulted in several high efficiency and high power density topologies. To make the iACCs creation and utilization easier, it was proposed the general rules to generate new iACCs and the design methodology. By using these integrated circuits, the main switches operate under soft-commutation of iZVT type, and the auxiliary switches, under ZCS or ZVS type. To verify the design methodology, the efficiency and the operation of the new iACCs seven prototypes with power varying between 580W and 1200W were built. / A principal contribuição desta Tese de Doutorado é a proposta de um princípio de integração de circuito de auxílio à comutação o qual se aplica a sistemas com diversos estágios de conversão de energia. Através desse princípio, a energia reativa circulante resultante de uma comutação é usada para auxiliar uma outra comutação do sistema, resultando em um sistema com alto rendimento. Outra vantagem dos circuitos de auxílio à comutação integrados (CACIs) é seu baixo custo, pois apenas um CACI é usado para realizar a comutação de todos os conversores que compõem o sistema. A utilização das UPSs double conversion para demonstrar o princípio de integração proposto resultou em inúmeras topologias de alta eficiência e alta densidade de potência. Para facilitar a obtenção e a utilização dos CACIs foram criadas as regras gerais para se gerar novos CACIs e a metodologia de projeto. Os sistemas que utilizam os CACIs apresentam comutação nos interruptores principais do tipo ZVT e nos auxiliares do tipo ZVS e/ou ZCS. Para verificar a metodologia de projeto, o rendimento e o funcionamento dos novos CACIs, foram montados sete protótipos de potências variando entre 580-1200W.

Resumo: Este trabalho apresenta um novo conversor PWM CC-CC buck não isolado. O conversor é gerado a partir de uma célula de comutação de três estados, composta basicamente por dois interruptores ativos, dois passivos e dois indutores acoplados. Neste conversor apenas metade da potência da carga é processada pelos interruptores ativos, reduzindo assim a corrente de pico sobre estes à metade do valor da corrente de pico de saída, tornando-o importante para aplicações em potências mais elevadas. O volume dos elementos reativos (indutores e capacitores) é reduzido, pois, pela característica do conversor, a freqüência da ondulação da corrente e da tensão de saída é o dobro da freqüência de operação dos interruptores. Para uma menor freqüência de operação, diminuem-se as perdas na comutação. Devido à topologia do conversor, as perdas totais são distribuídas entre todos semicondutores, facilitando a dissipação de calor. Outra vantagem é possuir uma menor faixa de operação na região de descontinuidade em comparação com o conversor buck clássico, ou seja, a faixa de operação no modo de condução contínua é ampliada. É detalhada a abordagem através de análises qualitativa e quantitativa do emprego da célula de comutação de três estados no conversor buck, operando em toda faixa de variação da razão cíclica (0 .D .1). Além de toda a análise matemática e desenvolvimento através de simulação digital, um protótipo de 1kW foi implementado e testado em laboratório. Os principais resultados experimentais estão apresentados e discutidos neste trabalho. / Abstract: This work presents a new PWM DC-to-DC non-isolated buck converter. The converter is generated using the three-state switching cell, comprised of two active switches, two diodes and two coupled inductors. In this converter only part of the load energy is processed by the active switches, reducing the peak current in these switches to half of the value to the peak of the load current. This feature permits to operate this topology in larger power levels. The volume of the power reactive elements (inductors and capacitors) is also decreased since the ripple frequency on the output is twice the switching frequency. For a lower operating frequency, the switching losses are decreased. Due to the topology of the converter, the total losses are distributed among all semiconductors, facilitating the dissipation of heat. Another advantage of this converter is the smaller region to operate in discontinuous conduction mode when compared to conventional buck converter or, in other words, the operation range in continuous conduction mode is enlarged. The theoretical approach is detailed through qualitative and quantitative analyses of the employment of the three states switching cell in the buck converter, operating in the entire every variation range of the duty cycle (0 < D < 1). Besides the mathematical analysis and development through digital simulation, a prototype of 1kW was implemented and tested at laboratory. The main experimental results are introduced and discussed in this work. / Orientador: Falcondes José Mendes de Seixas / Coorientador: Grover Victor Torrico Bascopé / Banca: Dionízio Paschoareli Junior / Banca: João Onofre Pereira Pinto / Mestre

Orientador: Jose Antenor Pomilio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-23T00:30:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bianchin_CarlosGabriel_M.pdf: 5944018 bytes, checksum: 1f26777ba13623dd869928f5c0257d2e (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Atualmente, os aparelhos eletro-eletrônicos de uso doméstico (iluminação e aquecimento) utilizam basicamente dois tipos de controle: liga-desliga e de fase. Tais controles podem fazer com que, na corrente drenada pelos aparelhos, sejam introduzidas harmônicas de baixa frequência com amplitudes acima dos limites estipulados pela norma IEC 1000-3-2, ou ainda produzam variação no nível de tensão de alimentação acima do estipulado pela norma IEC 1000-3-3. Este trabalho apresenta algumas possíveis soluções a estes problemas utilizando conversores abaixadores de tensão atuando como pré-reguladores de fator de potência. Feita a seleção das topologias, faz-se um estudo comparativo buscando a mais adequada para estas aplicações. São apresentados os esultados teóricos e experimentais / Abstract: Electronic household appliances (ilumination and heating) use basically two kinds of control: on-off and phase control. With phase control, the input current can present low frequency harmonics, with values above the limits determined by standard IEC 1000-3-2. On-off control can produce voltage fluctuations higher than the limits of standard IEC 1000-3-3. This work presents some possible solutions using voltage step-down converters running as power factor preregulator. It is done a selection of suitable topologies, and a comparative study in order to choose the most adequate topology for those aplications. Theorical and experimental results are presented. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Yaro Burian Jr / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-23T14:34:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goldemberg_Clovis_D.pdf: 6468982 bytes, checksum: 87e06a61c84f83d95cfec792a68fa845 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: O projeto e construção de motores de imãs permanentes e comutação eletrônica de elevada potência têm sido objetos de vários estudos e já existem em operação vários protótipos dentre os quais alguns com potência da ordem de milhares de CV. Tal tipo de acionamento envolve um número maior de fases do que aquele utilizado em servomotores "Brusbless DC" além de utilizar arranjos diferentes para a eletrônica de potência. Este trabalho contribui para o aprimoramento das técnicas de projeto, modelamento, simulação e controle deste tipo de máquina. O modelo matemático desenvolvido incorpora os efeitos provocados pela gaiola amortecedora, avançando em relação aos modelos previamente existentes. As técnicas de projeto delineadas permitem calcular de maneira simples o desempenho de uma máquina a partir das suas dimensões básicas (no caso de um rotor magneticamente isotrópico). Os efeitos de reação do induzido são discutidos qualitativamente e quantitativamente. Detalha-se o controlador de corrente utilizado, comparando-o com outras alternativas técnicas existentes. A parte experimental deste trabalho foi realizado em uma máquina de 100 CV. As técnicas de modelamento, projeto e simulação foram aplicadas ao estudo desta máquina, permitindo comprovações experimentais. As contribuições apresentadas por este trabalho fornecem, em primeiro lugar, uma melhor compreensão deste tipo de máquina. Em segundo lugar, possibilitam o estudo de outras máquinas de imãs permanentes, eventualmente de potência superior / Abstract: The design and construction of permanent magnet converter-fed electronically commutated machines of large power has been the subject of many studies and there are already some of these drives, with power of thousands of HP, in service. This kind of drive involves more phases than usuaUy found in "Brushless DC Drives", and uses different configurations for the power electronic converters. This work contributes to the development of the design, modeling, simulation and control of this kind of machine. The mathematical model inc1udes the effects of the damper cage, improving previously existing models. The design technique enables the calculation, by simple means, of the machine behavior from its basic dimensions (in the case of a magnetically isotropic rotor). Armature reaction effects are discussed qualitatively and quantitatively. The current controller is examined, comparing it against other technical choices. The experimental work was done in a machine of 100 HP. The modeling, design and simulation techniques were applied to the study of this machine, enabling comparisons. The contributions presented by this work give, first of all, a better understanding of this kind of machine. Next, they tum possible the study of other permanent-magnet machines, eventually with larger power rating / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Ivanil Sebastião Bonatti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-23T17:08:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Klemz_CarlosGunter_M.pdf: 8447017 bytes, checksum: dea287d426dca5bd58ff1fb31ab19b8a (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: o objetivo desta tese é apresentar soluções de rede e de interfuncionamento que possibilitem a utilização da rede ATM como rede trânsito para serviços telefônicos e de faixa estreita, visando a expansão das redes numa infra-estrutura comum ATM. É proposta uma rede trânsito não hierárquica, entroncando-se centrais diretamente por circuitos virtuais ATM, através de interfuncionamento ATM nas centrais locais. É estabelecido como princípio básico à implementação dos serviços equivalentes aos existentes na rede trânsito atual, permitindo também a coexistência com a rede atual em termos de plano de numeração, sinalizações, distribuição de sincronismo, tarifação e controle de tráfego. São analisadas as características gerais da rede trânsito telefônica e da rede ATM, as técnicas de adaptação de informações em modo circuito para ATM e os diferentes métodos de interfuncionamento de redes faixa estreita com a rede ATM. São especificados funcionalmente uma unidade de interfuncionamento logicamente integrada à rede telefônica e à rede ATM, os grupos de troncos virtuais ATM com capacidade dinâmica de tráfego emulando grupos de troncos telefônicos, os métodos para o suporte dos diferentes procedimentos de sinalização, a arquitetura para o tratamento de chamadas individuais na rede trânsito ATM não hierárquica e outros serviços inerentes à rede trânsito telefônica. Finalmente é proposta uma implementação da unidade de interfuncionamento integrada numa central telefônica comercial / Abstract: This Thesis intends to provide network and interworking solutions allowing the use of ATM networks as the transit part of the telephone and narrowband services network, consolidating network evolution and expansion over a common ATM infrastructure. Combining interworking functions and local switches, a non hierarchical transit network is proposed, connecting local switches through direct ATM virtual connections. As basic principies, existing transit network services must be supported, while coexistence with installed telephony infrastructure must be guaranteed, regarding the numbering plan, signalling, clock distribution, accounting procedures and traffic control. Architecture and service capabilities of the telephone transit network and the ATM network are described. Circuit mode to ATM adaptation techniques and network interworking methods are also described. A functional Interworking Unit, logically integrated into the telephone and the ATM networks, is specified. Concepts of ATM virtual trunk groups with dynamic capacity emulating telephone trunk groups, signalling transport procedures and call by call processing architectures and other services support are part of the system specification. Finally an integrated interworking unit implementation approach into a telephone switch is presented. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores : Rafael Santos Mendes, Mauricio Ferreira Magalhães / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-31T15:17:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cavalcante_MabiaDaniel_M.pdf: 3441179 bytes, checksum: a4691bb268fad7b31c5e476d0e1a6376 (MD5) Previous issue date: 2001 / Mestrado

Orientador: Shusaburo Motoyama / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-12T00:51:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mavigno_MaxwelCecato_M.pdf: 4285009 bytes, checksum: c21cb96244e8047b7f2d8a131587461a (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: : Este trabalho estuda o desempenho de algoritmos de encaminhamento de células usados em computadores ATM com buffer na entrada. O emprego de algoritmos eficientes de encaminhamento possibilita um aumento da vazão dos comutadores com buffer na entrada e a diminuição do tempo de espera das células nos buffers. Simulações foram realizadas com o intuito de avaliar o desempenho de tais algoritmos. Um algoritmo com prioridade de classes de serviço é também proposto nesta tese / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador : Jose Antonio Siqueira Dias / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-02T10:45:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hamanaka_MarcosHenriqueMamoruOtsuka_M.pdf: 4567741 bytes, checksum: 7c7df1a76919bbb91e5842acfe08faf8 (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado

Orientador: Nelson Luis Saldanha da fonseca / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:43:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Yoshioka_Sergio_M.pdf: 2967148 bytes, checksum: 4127102c6fd777e513f4301a9978a53f (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: A telefonia IP, também chamada de VoIP (Voice over IP), pode ser definida como qualquer aplicação telefônica usada em uma rede de comutação de pacotes de dados que utiliza o protocolo Internet Protocol (IP). Engloba novas aplicações que exploram a integração da comunicação de voz, imagens e de dados simultaneamente. Protocolos vêm sendo propostos para telefonia IP. No entanto, um grande desafio a ser transposto por estes protocolos é a garantia de qualidade de voz similar à da telefonia comutada por circuitos. Este trabalho apresenta os protocolos H.323, SIP, MGCP e Megaco/H.248 para telefonia IP, faz uma comparação destes protocolos e aborda fatores que afetam a Qualidade de Serviço (QoS) de telefonia IP / Abstract: IP telephony can be defined as any telephonic application over the Internet Protocol and is one of the new applications that explore the integration of voice, image and data communication. Protocols have been proposed for IP telefony. However, one of the challenges in the IP telephony is to assure that the voice quality has similar quality of the one in circuit-switched telephony. This work presents the protocols H323, SIP, MGCP and MegacoIH.248 for IP telephony and compare them. It also describes the issues which impact the Quality of Service (QoS) in IP telephony / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Computação