A CMOS micro power switched-capacitor DC-DC step-up converter for indoor light energy harvesting applications

This paper presents a micro power light energy harvesting system for indoor environments. Light energy is collected by amorphous silicon photovoltaic (a-Si:H PV) cells, processed by a switched capacitor (SC) voltage doubler circuit with maximum power point tracking (MPPT), and finally stored in a large capacitor. The MPPT fractional open circuit voltage (V-OC) technique is implemented by an asynchronous state machine (ASM) that creates and dynamically adjusts the clock frequency of the step-up SC circuit, matching the input impedance of the SC circuit to the maximum power point condition of the PV cells. The ASM has a separate local power supply to make it robust against load variations. In order to reduce the area occupied by the SC circuit, while maintaining an acceptable efficiency value, the SC circuit uses MOSFET capacitors with a charge sharing scheme for the bottom plate parasitic capacitors. The circuit occupies an area of 0.31 mm(2) in a 130 nm CMOS technology. The system was designed in order to work under realistic indoor light intensities. Experimental results show that the proposed system, using PV cells with an area of 14 cm(2), is capable of starting-up from a 0 V condition, with an irradiance of only 0.32 W/m(2). After starting-up, the system requires an irradiance of only 0.18 W/m(2) (18 mu W/cm(2)) to remain operating. The ASM circuit can operate correctly using a local power supply voltage of 453 mV, dissipating only 0.085 mu W. These values are, to the best of the authors' knowledge, the lowest reported in the literature. The maximum efficiency of the SC converter is 70.3 % for an input power of 48 mu W, which is comparable with reported values from circuits operating at similar power levels.

Simulation of offshore wind system with two levels converters: HVDC power transmission

A new integrated mathematical model for the simulation of offshore wind energy conversion system performance is presented in this paper. The mathematical model considers an offshore variable-speed turbine in deep water equipped with a permanent magnet synchronous generator using full-power two-level converter, converting the energy of a variable frequency source in injected energy into the electric network with constant frequency, through a high voltage DC transmission submarine cable. The mathematical model for the drive train is a concentrate two mass model which incorporates the dynamic for the structure and tower due to the need to emulate the effects of the moving surface. Controller strategy considered is a proportional integral one. Also, pulse width modulation using space vector modulation supplemented with sliding mode is used for trigger the transistor of the converter. Finally, a case study is presented to access the system performance. �� 2014 IEEE.

Toroid inductor development for a SIC DC-DC converter up to 150kW, based on finite element method

Disserta����o para a obten����o do grau de Mestre em Engenharia Electrot��cnica Ramo de Energia

A PV panel simulator based on a two quadrant DC/DC power converter with a sliding mode controller

The use of a solar photovoltaic (PV) panel simulator can be a valued tool for the design and evaluation of the several components of a photovoltaic system. This simulator is based on power electronic converter controlled in such a way that will behave as a PV panel. Thus, in this paper a PV panel simulator based on a two quadrant DC/DC power converter is proposed. This topology will allow to achieve fast responses, like suddenly changes in the irradiation and temperature. To control the power converter it will be used a fast and robust sliding mode controller. Therefore, with the proposed system I-V curve simulation of a PV panel is obtained. Experimental results from a laboratory prototype are presented in order to confirm the theoretical operation.

Conversor DC-DC com busca de ponto de pot��ncia m��xima (MPPT) para pain��is solares

Disserta����o apresentada na Faculdade de Ci��ncias e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obten����o do grau de Mestre em Engenharia Electrot��cnica e de Computadores

DC Fuzzy Multicriteria Approach to Increase the Probability of Delivering Power in Distribution Networks

This paper proposes a methodology to increase the probability of delivering power to any load point through the identification of new investments. The methodology uses a fuzzy set approach to model the uncertainty of outage parameters, load and generation. A DC fuzzy multicriteria optimization model considering the Pareto front and based on mixed integer non-linear optimization programming is developed in order to identify the adequate investments in distribution networks components which allow increasing the probability of delivering power to all customers in the distribution network at the minimum possible cost for the system operator, while minimizing the non supplied energy cost. To illustrate the application of the proposed methodology, the paper includes a case study which considers an 33 bus distribution network.

Increase of the Delivered Power Probability in Distribution Networks using Pareto DC Programming

A methodology to increase the probability of delivering power to any load point through the identification of new investments in distribution network components is proposed in this paper. The method minimizes the investment cost as well as the cost of energy not supplied in the network. A DC optimization model based on mixed integer non-linear programming is developed considering the Pareto front technique in order to identify the adequate investments in distribution networks components which allow increasing the probability of delivering power for any customer in the distribution system at the minimum possible cost for the system operator, while minimizing the energy not supplied cost. Thus, a multi-objective problem is formulated. To illustrate the application of the proposed methodology, the paper includes a case study which considers a 180 bus distribution network

Modela����o e identifica����o de motor DC

O modelo matem��tico de um sistema real permite o conhecimento do seu comportamento din��mico e �� geralmente utilizado em problemas de engenharia. Por vezes os par��metros utilizados pelo modelo s��o desconhecidos ou imprecisos. O envelhecimento e o desgaste do material s��o fatores a ter em conta pois podem causar altera����es no comportamento do sistema real, podendo ser necess��rio efetuar uma nova estima����o dos seus par��metros. Para resolver este problema �� utilizado o software desenvolvido pela empresa MathWorks, nomeadamente, o Matlab e o Simulink, em conjunto com a plataforma Ardu��no cujo Hardware �� open-source. A partir de dados obtidos do sistema real ser�� aplicado um Ajuste de curvas (Curve Fitting) pelo M��todo dos M��nimos Quadrados de forma a aproximar o modelo simulado ao modelo do sistema real. O sistema desenvolvido permite a obten����o de novos valores dos par��metros, de uma forma simples e eficaz, com vista a uma melhor aproxima����o do sistema real em estudo. A solu����o encontrada �� validada com recurso a diferentes sinais de entrada aplicados ao sistema e os seus resultados comparados com os resultados do novo modelo obtido. O desempenho da solu����o encontrada �� avaliado atrav��s do m��todo das somas quadr��ticas dos erros entre resultados obtidos atrav��s de simula����o e resultados obtidos experimentalmente do sistema real.

Projecto de um circuito conversor DC-DC para aplica����es de ���energy harvest���

Disserta����o apresentada na Faculdade de Ci��ncias e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obten����o do grau de Mestre em Engenharia Electrot��cnica e de Computadores

Feasibility of Focal Transcranial DC Polarization with Simultaneous EEG Recording: Preliminary Assessment in Healthy Subjects and Human Epilepsy

We aimed to investigate the feasibility of an experimental system for simultaneous transcranial DC stimulation(tDCS) and EEG recording in human epilepsy. We report tolerability of this system in a cross-over controlled trial with 15 healthy subjects and preliminary effects of its use, testing repeated tDCS sessions, in two patients with drug-refractory Continuous Spike-Wave Discharges During Slow Sleep (CSWS). Our system combining continuous recording of the EEG with tDCS allows detailed evaluation of the interictal activity during the entire process. Stimulation with 1 mA was well���tolerated in both healthy volunteers and patients with refractory epilepsy. The large reduction in interictal epileptiform EEG discharges in the two subjects with epilepsy supports further investigation of tDCS using this combined method of stimulation and monitoring in epilepsy. Continuous monitoring of epileptic activity throughout tDCS improves safety and allows detailed evaluation of epileptic activity changes induced by tDCS in patients.

Diagnosic Classification: Results from a Clinical Experience of Three Years with DC: 0���3

Infancy and early childhood are characterized by a dynamic and ever changing process. Since the beginning of their clinical work at the Infancy Unit, the authors were concerned with individual assessment and the questions about the role played by parents as well as by babies in pathology and intervention.In this article, the authors begin with a description of the path that led them to the selection of DC 0���3 as a diagnostic classification system and how this has been instrumental in helping them to better define infant psychopathology and guide them in treatment orientations. Next, they present the results of the applicationof Axis I and II of DC: 0���3 in their clinical population in the years 1997, 1998, and 1999. The objectives of this study were to learn more about the distribution of mental disorders in a clinical population up tofour years of age. The authors attempted to separate infants at risk for developing psychic disorders from those presenting current psychopathology as well as the possible influence of demographic features on this distribution, to define a target population and design adapted therapeutic measures. The identification of these objectives provides the rationale for the use of a diagnostic tool, like DC: 0���3, which is essential to plan clinical activity, to evaluate therapeutic efficacy, and to develop specific programs.

Armazenamento de sementes de ingazeira (Inga vera Subsp. affinis (DC.) T.D. Pennington).

O objetivo do trabalho foi estudar a germina����o de semente de Inga vera subsp (Mimosaceae).

CRESCIMENTO E FENOLOGIA DE ARA����-PERA (PSIDIUM ACUTANGULUM DC)

O ara����-pera (Psidium acutangulumDC) �� uma frut��fera encontrada em forma silvestre ou cultivada na Amaz��nia. Seus frutos, em geral, ��cidos, normalmente s��o consumidos na forma de refresco. Neste trabalho, s��o apresentados e discutidos dados referentes ao desenvolvimento e fenologia dessa esp��cie. Para tanto, foram utilizadas sete plantas, escolhidas ao acaso, que n��o haviam sido adubadas e outras sete que receberam 25, 50 e 60 kg/ha de N, Ρ205 e K20, respectivamente. Observou-se que ap��s tr��s anos de estabelecimento da planta no campo, a mesma diminui sua taxa de crescimento, tendo a aduba����o exercido grande influ��ncia no seu desenvolvimento. A flora����o ocorreu praticamente durante o ano todo, com menores emiss��es florais nos meses de janeiro, fevereiro e mar��o. A frutifica����o concentrou-se no segundo semestre de cada ano, com maiores produ����es nos meses de outubro, novembro e dezembro. Os par��metros vegetativos, a flora����o e frutifica����o foram favorecidas pela aduba����o das plantas. As abelhas foram os insetos mais freq��entes durante a flora����o.

Caracterização e avaliação produtiva de uma população nativa de pimenta longa (Piper hispidinervum C.DC) no Seringal Cachoeira, AC, Brasil

A busca de alternativas econômicas ao extrativismo tradicional na Amazônia é importante e a exploração de populações naturais de plantas da família Piperaceae, abundantes no Acre, pode se constituir em uma atividade rentável. O objetivo deste trabalho foi determinar algumas características demográficas, ecológicas e produtivas da espécie pimenta longa (Piper hispidinervum C.DC) e avaliar a possibilidade de seu manejo para a produção de óleo essencial com alto teor de safrol. O estudo foi desenvolvido no Projeto de Assentamento Extrativista Chico Mendes, em Xapuri, AC, em uma área de capoeira com aproximadamente dez anos, onde a pimenta longa era dominante. A população foi avaliada por meio de amostragem aleatória simples, com intensidade de 12%, tendo como unidades amostrais parcelas de 10 χ 10 m. Constatou-se uma densidade média de 15 indivíduos/100 m2, variando de zero a 71 indivíduos. Esta população apresentou uma média de 92% de teor de safrol no óleo essencial, com CV de 2,38%. O rendimento médio de óleo da biomassa seca, foi de 3,5%, com CV de 28,57%. A produção de óleo foi estimada em 12,11 kg/ha, com um corte por ano, que representa apenas 15,1% da produtividade obtida em áreas de cultivo. Portanto, a viabilidade da exploração dessas populações depende do desenvolvimento de técnicas que permitam aumentar a densidade de indivíduos. Ademais, na escolha de populações para o manejo, deve-se considerar características como: tamanho, densidade e idade da população.

Efeito da ��poca e freq����ncia de corte de pimenta longa (Piper hispidinervum C. DC.) no rendimento de ��leo essencial

A pimenta longa (Piper hispidinervum C. DC.) �� uma planta nativa do Estado do Acre. Caracteriza-se pela produ����o de ��leo essencial com alto teor de safrol, usado na produ����o de perfumes, com��sticos e inseticidas. Por ser uma planta ainda em fase de domestica����o, h�� necessidade de pesquisas para maximizar sua produtividade. Um desses estudos refere-se ao melhor m��s de corte e ainda se �� poss��vel efetuar um ou mais cortes num intervalo de 12 meses. Neste trabalho, objetivou-se, avaliar o melhor m��s e freq����ncia de corte da pimenta longa durante 3 anos. Foram instalados dois experimentos, utilizando-se o delineamento de blocos ao acaso em esquema de parcela subdividida no tempo, sendo os anos as parcelas e os meses as subparcelas. No primeiro, utilizou-se quatro repeti����es e oito plantas ��teis por parcela no espa��amento de 1 x 1 m. Foi realizado somente um corte, num intervalo de 12 meses, em: outubro, novembro, dezembro, janeiro, fevereiro, mar��o e abril. No segundo, utilizou-se nove repeti����es, efetuando-se dois cortes em 12 meses, com intervalo de quatro meses entre o primeiro e o segundo, sendo estes realizados em outubro/fevereiro, novembro/mar��o e dezembro/abril. Verificou-se em ambos os experimentos que os cortes efetuados mais pr��ximos do final do per��odo chuvoso, mar��o e abril, foram os que apresentaram as maiores produtividades de ��leo e que o rendimento (% de ��leo essencial) em rela����o �� mat��ria seca foi maior quando se realizou somente um corte num intervalo de 12 meses.