The design of an active-unity power factor correction circuit with variable-hysteresis control for off-line dc-to-dc switching power supplies is described. Design equations relating the boost inductor current ripple to the circuit components selection and circuit performance arc discussed. A computer-aided design program (CADO) is developed to give the optimal circuit components selection. A 500 watt, 300 volt experimental circuit is built to verify the simulation and analysis results. The control-to-output response of the power factor circuit is verified with the experimental results. Design guidelines for the low-frequency feedback network are presented. Small-signal closed-loop responses are measured with an experimental power factor circuit. / Master of Science

A técnica do triodo de corona com corrente constante foi utilizada para carregar amostras de PVDF na fase &#945, acompanhando a evolução do potencial de superfície durante o carregamento. Com essa técnica foi possível não só obter a fase &#945p a partir da fase &#945 como também analisar o comportamento elétrico de ambas as fases. Os resultados obtidos em ambiente úmido mostram que a forma geral das curvas de potencial nas amostras carregadas com corona positiva e negativa são similares, ou seja, no início do carregamento tem-se um salto inicial, continua crescendo numa taxa mais lenta até alcançar um valor máximo de potencial e a partir deste valor decai para um regime estacionário. Os valores de potenciais alcançados na superfície da amostra não foram suficientes para gerar campos elétricos da ordem 1.5MV/cm, requeridos para induzir uma transição para a fase &#945p. Apesar de ocorrerem mudanças no comportamento elétrico durante os carregamentos, nenhuma mudança na estrutura das amostras foi detectada, usando a técnica de difratometria de raios-X. Em ambiente seco foi verificado que, durante o carregamento, o potencial na superfície da amostra alcançava valores altos quando comparado aos obtidos em ambiente úmido. Verificou-se também, que as amostras apresentavam enrugamento, característicos de materiais poliméricos. As mudanças ocorridas devido ao carregamento foram detectadas pela técnica de raios-X, confirmando a mudança de estrutura para &#945p. O comportamento ferroelétrico das amostras na fase &#945p, foi identificado pela curva de evolução do potencial de superfície, onde se avalia a quantidade de polarização ferroelétrica adquirida. As mudanças de estrutura e das propriedades elétricas em ambiente seco foram irreversíveis. / The constant current corona triode was used for charging &#945-PVDF samples and monitoring their surface potential buildup during poling. It is shown that the method allows one to obtain the polar &#945p form of PVDF from the non-polar &#945-form and also to analuse electrical characteristics of both forms. The experimental results obtained with samples under humid conditions show a similar behavior for positive and negative corona. There is na initial steep increase in the surface potential which then increases passing through a maximum value, and decreases until a steady state is reached. The maximum values attained are not sufficiently high to attain electric fields of around 1.5MV/cm required for causing a phase change from &#945 to &#945p. Furthermore, no change in the structure of the samples is noted in X-ray diffractograms. For measurments carried out under dry conditions, on the other hand, the sample surface potential attain much higher values. The samples become wrinkled after being submitted to these high electric fields (&#62 1.5MV/cm), and this is characteristic of ferroelectric materials. The change to &#945p from samples is confirmed by the structural changes exhibited in X-ray diffractograms. The ferroelectric behavior of the &#945p samples is further identified by the surface potential buildup, from which the remanent polarization can be inferred. The structural as well as the electric changes caused by the corona charging are found to be irreversible.

A evolução do potencial de superfície de amostras dielétricas é calculada através da resolução de modelos teóricos pelo método numérico de diferenças finitas. São considerados os fenômenos de polarização elétrica, condutividade intrínseca, injeção de carga espacial, dissociação iônica no volume da amostra e difusão de moléculas, através da superfície da amostra, as quais podem se dissociar no volume. A subida do potencial de superfície é calculada para cada caso e também são discutidas as situações nas quais se consideram a ocorrência de dois fenômenos. Procura-se, com a ajuda dos modelos desenvolvidos, interpretar o comportamento geral da subida do potencial em função do tempo para amostras ferroelétricas (polímero PVDF-beta e copolímero P(VDF-TrFE)) e amostras não ferroelétricas (polímero PVDF-alfa). / The finite-difference method has been employed for the determination of the surface potencial buildup of dielectric samples. In the models several processes have been considered such as the electric polarization, intrinsic conductivity, space charge injection, ionic dissociation and diffusion of molecules which dissociates in the sample bulk. The surface potential has been determined for each case considering two different phenomena. The models developed throughout the work are used for interpreting surface potential buildup curves of ferroelectric materials (PVDF-beta and P(VDF-TrFE) copolymers) and also of non-ferroelectric PVDF-alfa samples.

Usando-se a técnica do triodo de corona com corrente constante estudaram-se as propriedades ferroelétricas dos copolímeros P(VDF-TrFE) contendo diferentes teores de VDF. Descrevem-se as metodologias usadas na preparação de amostras por solução, a caracterização por raios X e DSC e a determinação do grau de cristalinidade. Apresentam-se o princípio de funcionamento da técnica do triodo de corona com corrente constante e a equivalência das curvas de potencial de superfície com as curvas de histerese. Mostra-se que a condução elétrica pode ser desprezada quando as medidas são realizadas em atmosfera com baixo valor de umidade. O valor do campo coercivo e da polarização remanente foram determinados a partir das curvas de subida do potencial de superfície, sendo o valor da polarização diretamente proporcional ao grau de cristalinidade das amostras. Esses resultados foram analisados supondo-se que os filmes de P(VDF-TrFE) podem ter duas fases cristalinas. Também são discutidos os modelos teóricos usados para interpretar as curvas de subida do potencial de superfície. / Ferroelectric properties of P(VDF-TrFE) copolymers having different contents of VDF were investigated using the corona triode with constant current. The casting procedure for the sample preparation, the characterization by X rays and DSC, and the determination of the degree of crystalinity were presented. The corona triode method allowing to charge samples with a Constant current and the equivalence between the potential buildup curves and hysteresis curves are presented. The coercive field and the remanent polarization were determined from the potential buildup curves and it was found that the polarization is linearly dependent on the degree of crystalinity. Results were discussed taking into account two different crystaline phases which could exists in P(VDF-TrFE). Also, it was presented theoretical models aiming to fit the potential buildup curves.

An electrochemical double-layer capacitor (EDLC) is a potential buffer for current power and energy supply. In this work, activated carbon derived from fluid coke as a brand new electrode material was studied due to its high specific surface area (SSA) and large portion of mesopores. A suitable electrode material formula, current collector, and cell configuration were investigated to fabricate a testable system and ensure the reproducibility of measurements. Cyclic voltammetry (CV) and constant current charge/discharge (CD) techniques were used to characterize the performance of the electrode material, as well as to study its fundamental behaviour. A new procedure was established for quantifying the capacitance (Cc) of EDLC from CV which isolates the effect of internal resistance on the measured capacitance (CM). The specific capacitance of single electrode made of activated carbon (~1900 m2/g) with approximately 80% mesopores and macropores was able to reach 180 F/g at scan rate of 0.5mV/s.

An electrochemical double-layer capacitor (EDLC) is a potential buffer for current power and energy supply. In this work, activated carbon derived from fluid coke as a brand new electrode material was studied due to its high specific surface area (SSA) and large portion of mesopores. A suitable electrode material formula, current collector, and cell configuration were investigated to fabricate a testable system and ensure the reproducibility of measurements. Cyclic voltammetry (CV) and constant current charge/discharge (CD) techniques were used to characterize the performance of the electrode material, as well as to study its fundamental behaviour. A new procedure was established for quantifying the capacitance (Cc) of EDLC from CV which isolates the effect of internal resistance on the measured capacitance (CM). The specific capacitance of single electrode made of activated carbon (~1900 m2/g) with approximately 80% mesopores and macropores was able to reach 180 F/g at scan rate of 0.5mV/s.

A evolução do potencial de superfície de amostras dielétricas é calculada através da resolução de modelos teóricos pelo método numérico de diferenças finitas. São considerados os fenômenos de polarização elétrica, condutividade intrínseca, injeção de carga espacial, dissociação iônica no volume da amostra e difusão de moléculas, através da superfície da amostra, as quais podem se dissociar no volume. A subida do potencial de superfície é calculada para cada caso e também são discutidas as situações nas quais se consideram a ocorrência de dois fenômenos. Procura-se, com a ajuda dos modelos desenvolvidos, interpretar o comportamento geral da subida do potencial em função do tempo para amostras ferroelétricas (polímero PVDF-beta e copolímero P(VDF-TrFE)) e amostras não ferroelétricas (polímero PVDF-alfa). / The finite-difference method has been employed for the determination of the surface potencial buildup of dielectric samples. In the models several processes have been considered such as the electric polarization, intrinsic conductivity, space charge injection, ionic dissociation and diffusion of molecules which dissociates in the sample bulk. The surface potential has been determined for each case considering two different phenomena. The models developed throughout the work are used for interpreting surface potential buildup curves of ferroelectric materials (PVDF-beta and P(VDF-TrFE) copolymers) and also of non-ferroelectric PVDF-alfa samples.

A técnica do triodo de corona com corrente constante foi utilizada para carregar amostras de PVDF na fase &#945, acompanhando a evolução do potencial de superfície durante o carregamento. Com essa técnica foi possível não só obter a fase &#945p a partir da fase &#945 como também analisar o comportamento elétrico de ambas as fases. Os resultados obtidos em ambiente úmido mostram que a forma geral das curvas de potencial nas amostras carregadas com corona positiva e negativa são similares, ou seja, no início do carregamento tem-se um salto inicial, continua crescendo numa taxa mais lenta até alcançar um valor máximo de potencial e a partir deste valor decai para um regime estacionário. Os valores de potenciais alcançados na superfície da amostra não foram suficientes para gerar campos elétricos da ordem 1.5MV/cm, requeridos para induzir uma transição para a fase &#945p. Apesar de ocorrerem mudanças no comportamento elétrico durante os carregamentos, nenhuma mudança na estrutura das amostras foi detectada, usando a técnica de difratometria de raios-X. Em ambiente seco foi verificado que, durante o carregamento, o potencial na superfície da amostra alcançava valores altos quando comparado aos obtidos em ambiente úmido. Verificou-se também, que as amostras apresentavam enrugamento, característicos de materiais poliméricos. As mudanças ocorridas devido ao carregamento foram detectadas pela técnica de raios-X, confirmando a mudança de estrutura para &#945p. O comportamento ferroelétrico das amostras na fase &#945p, foi identificado pela curva de evolução do potencial de superfície, onde se avalia a quantidade de polarização ferroelétrica adquirida. As mudanças de estrutura e das propriedades elétricas em ambiente seco foram irreversíveis. / The constant current corona triode was used for charging &#945-PVDF samples and monitoring their surface potential buildup during poling. It is shown that the method allows one to obtain the polar &#945p form of PVDF from the non-polar &#945-form and also to analuse electrical characteristics of both forms. The experimental results obtained with samples under humid conditions show a similar behavior for positive and negative corona. There is na initial steep increase in the surface potential which then increases passing through a maximum value, and decreases until a steady state is reached. The maximum values attained are not sufficiently high to attain electric fields of around 1.5MV/cm required for causing a phase change from &#945 to &#945p. Furthermore, no change in the structure of the samples is noted in X-ray diffractograms. For measurments carried out under dry conditions, on the other hand, the sample surface potential attain much higher values. The samples become wrinkled after being submitted to these high electric fields (&#62 1.5MV/cm), and this is characteristic of ferroelectric materials. The change to &#945p from samples is confirmed by the structural changes exhibited in X-ray diffractograms. The ferroelectric behavior of the &#945p samples is further identified by the surface potential buildup, from which the remanent polarization can be inferred. The structural as well as the electric changes caused by the corona charging are found to be irreversible.

Usando-se a técnica do triodo de corona com corrente constante estudaram-se as propriedades ferroelétricas dos copolímeros P(VDF-TrFE) contendo diferentes teores de VDF. Descrevem-se as metodologias usadas na preparação de amostras por solução, a caracterização por raios X e DSC e a determinação do grau de cristalinidade. Apresentam-se o princípio de funcionamento da técnica do triodo de corona com corrente constante e a equivalência das curvas de potencial de superfície com as curvas de histerese. Mostra-se que a condução elétrica pode ser desprezada quando as medidas são realizadas em atmosfera com baixo valor de umidade. O valor do campo coercivo e da polarização remanente foram determinados a partir das curvas de subida do potencial de superfície, sendo o valor da polarização diretamente proporcional ao grau de cristalinidade das amostras. Esses resultados foram analisados supondo-se que os filmes de P(VDF-TrFE) podem ter duas fases cristalinas. Também são discutidos os modelos teóricos usados para interpretar as curvas de subida do potencial de superfície. / Ferroelectric properties of P(VDF-TrFE) copolymers having different contents of VDF were investigated using the corona triode with constant current. The casting procedure for the sample preparation, the characterization by X rays and DSC, and the determination of the degree of crystalinity were presented. The corona triode method allowing to charge samples with a Constant current and the equivalence between the potential buildup curves and hysteresis curves are presented. The coercive field and the remanent polarization were determined from the potential buildup curves and it was found that the polarization is linearly dependent on the degree of crystalinity. Results were discussed taking into account two different crystaline phases which could exists in P(VDF-TrFE). Also, it was presented theoretical models aiming to fit the potential buildup curves.

This diploma thesis is focused on design of lead acid baterry charger. First chapters describes the charging and discharging principes. This paper also shows basics types of lead acid batteries, their distribution depends on maintenance and part connected to the processes connected to the charging and discharging of the acumulators. Following part is focused on theoretical design of the charger with set up of parameters. Diploma thesis also contains comparsion of requested and real parameters of the charger.