A new family of zero-current-switching PWM converters and a novel HPF-ZCS-PWM boost rectifier

A new family of direct current (DC) to DC converters based on a zero current switching pulse width modulated (ZCS-PWM) soft commutation cell is presented. This ZCS-PWM cell is consists of two transistors, two diodes, two inductors and one capacitor; and provides zero voltage turn-on to the diodes, a zero-current turn-on and a zero-current zero-voltage turn-off to the transistors. In addition, a new commutation cell in a new ZCS-PWM boost rectifier is developed, obtaining a structure with power factor near the unity, high efficiency at wide load range and low total harmonic distortion in the input current.

Caratterizzazione e generazione di segnali PWM per amplificatori in classe D ad alta efficienza

The convergence of information technology and consumer electronics towards battery powered portable devices has increased the interest in high efficiency, low dissipation amplifiers. Class D amplifiers are the state of the art in low power consumption and high performance amplification. In this thesis we explore the possibility of exploiting nonlinearities introduced by the PWM modulation, by designing an optimized modulation law which scales its carrier frequency adaptively with the input signal's average power while preserving the SNR, thus reducing power consumption. This is achieved by means of a novel analytical model of the PWM output spectrum, which shows how interfering harmonics and their bandwidth affect the spectrum. This allows for frequency scaling with negligible aliasing between the baseband spectrum and its harmonics. We performed low noise power spectrum measurements on PWM modulations generated by comparing variable bandwidth, random test signals with a variable frequency triangular wave carrier. The experimental results show that power-optimized frequency scaling is both feasible and effective. The new analytical model also suggests a new PWM architecture that can be applied to digitally encoded input signals which are predistorted and compared with a cosine carrier, which is accurately synthesized by a digital oscillator. This approach has been simulated in a realistic noisy model and tested in our measurement setup. A zero crossing search on the obtained PWM modulation law proves that this approach yields an equivalent signal quality with respect to traditional PWM schemes, while entailing the use of signals whose bandwidth is remarkably smaller due to the use of a cosine instead of a triangular carrier.

Implementazione di un modulatore sigma-delta digitale per la sintesi di segnali pwm ad alta fedelta.

La modulazione a durata d'impulso (PWM) è utilizzata soprattutto perchè permette di ottenere alta efficenza energetica. In ambito accademico è stato proposto un modulatore PWM che sfrutta la tecnica di noise shaping, Sigma Delta, per avere elevata fedeltà. Il lavoro di questa tesi è stato l'implementazione su FPGA del modulatore Sigma DeltaDigitale utilizzato: quarto ordine, con quantizzatore a 4 bit e SNR in banda di 60 dB. Il dimensionamento è stato fatto determinando l'effetto che la lunghezza delle parole dei segnali ha sul rumore prodotto dal sistema. Questo studio è stato svolto con analisi euristiche ed algoritmi di ricerca implementati in ambiente MATLAB. Lo studio fatto è di carattere generale ed estendibile a generiche architetture Sigma Delta.

Controlo de estufagem do Vinho Madeira em escala piloto

Um dos processos de envelhecimento do Vinho Madeira é a “Estufagem” realizada através da circulação de água aquecida a uma determinada temperatura por um sistema de serpentina existente no interior de cada estufa. De modo a tornar o processo de estufagem eficiente e preservar a qualidade do Vinho Madeira, a monitorização, registo e controlo da temperatura reveste-se da maior importância sendo, atualmente, todo esse processo realizado, por norma, manualmente, quer no sistema de dez estufas de aço inox existente no laboratório de enologia da Universidade da Madeira (UMa), quer nos sistemas das cooperativas de Vinho Madeira. Existem, no mercado, alguns sistemas que solucionam, com menor ou maior limitação, este problema. Porém, nenhum desses sistemas implementa um sistema de controlo “inteligente” capaz de se adaptar automaticamente a diferentes períodos de temperaturas predefinidos e manter o aquecimento das estufas de acordo com essas temperaturas com uma margem de erro inferior a ±0,5℃, bem como o custo associado aos mesmos é elevado o que dificulta a sua implementação neste setor. O sistema implementado, nesta tese, consiste em duas aplicações: uma aplicação web e uma Windows Forms Application. A aplicação web foi desenvolvida em C# com recurso à framework ASP.NET Web Pages e implementa toda a lógica necessária à monitorização gráfica e à gestão do sistema, nomeadamente a definição do setpoint para cada estufa. A Windows Forms Application, também desenvolvida em C# devido à necessidade de interligação com a biblioteca fornecida pela CAREL para conexão aos controladores de temperatura IR32, efetua o registo e controlo automático da temperatura, de acordo com o setpoint definido para cada estufa através da aplicação web. O controlo de temperatura realiza-se com recurso às redes neuronais, nomeadamente através dum controlador DIC (Direct Inverse Controller) que obteve, de entre os vários controladores testados, o melhor Erro Quadrático Médio (MSE) e o melhor Coeficiente de Correlação (R). Através da utilização do sistema implementado conseguiu-se eliminar a limitação física de erro com ± 1℃ em torno do setpoint tendo-se conseguido, para o melhor caso, uma margem de erro de ± 0,1℃ relativamente ao setpoint reduzindo-se, assim, a margem de variação de temperatura até um máximo de 1,8ºC e, consequentemente, o erro associado.

New Considerations in the Input Filter Design of a Three-Phase Buck-Type PWM Rectifier for Aircraft Applications

An EMI filter for a three-phase buck-type medium power pulse-width modulation rectifier is designed. This filter considers differential mode noise and complies with MIL-STD-461E for the frequency range of 10kHz to 10MHz. In industrial applications, the frequency range of the standard starts at 150kHz and the designer typically uses a switching frequency of 28kHz because the fifth harmonic is out of the range. This approach is not valid for aircraft applications. In order to design the switching frequency in aircraft applications, the power losses in the semiconductors and the weight of the reactive components should be considered. The proposed design is based on a harmonic analysis of the rectifier input current and an analytical study of the input filter. The classical industrial design does not consider the inductive effect in the filter design because the grid frequency is 50/60Hz. However, in the aircraft applications, the grid frequency is 400Hz and the inductance cannot be neglected. The proposed design considers the inductance and the capacitance effect of the filter in order to obtain unitary power factor at full power. In the optimization process, several filters are designed for different switching frequencies of the converter. In addition, designs from single to five stages are considered. The power losses of the converter plus the EMI filter are estimated at these switching frequencies. Considering overall losses and minimal filter volume, the optimal switching frequency is selected.

PWM Control of a Buck Converter with an Amorphous Core Coil

Pulse-width modulation is widely used to control electronic converters. One of the most topologies used for high DC voltage/low DC voltage conversion is the Buck converter. It is obtained as a second order system with a LC filter between the switching subsystem and the load. The use of a coil with an amorphous magnetic material core instead of air core lets design converters with smaller size. If high switching frequencies are used for obtaining high quality voltage output, the value of the auto inductance L is reduced throughout the time. Then, robust controllers are needed if the accuracy of the converter response must not be affected by auto inductance and load variations. This paper presents a robust controller for a Buck converter based on a state space feedback control system combined with an additional virtual space variable which minimizes the effects of the inductance and load variations when a not-toohigh switching frequency is applied. The system exhibits a null steady-state average error response for the entire range of parameter variations. Simulation results are presented.

Physical data acquisition and PWM signal generation using a microcontroller allowing control for DC motor rotation speed

El objetivo de este proyecto es diseñar un sistema capaz de controlar la velocidad de rotación de un motor DC en función del valor de temperatura obtenido de un sensor. Para ello se generará con un microcontrolador una señal PWM, cuyo ciclo de trabajo estará en función de la temperatura medida. En lo que respecta a la fase de diseño, hay dos partes claramente diferenciadas, relativas al hardware y al software. En cuanto al diseño del hardware puede hacerse a su vez una división en dos partes. En primer lugar, hubo que diseñar la circuitería necesaria para adaptar los niveles de tensión entregados por el sensor de temperatura a los niveles requeridos por ADC, requerido para digitalizar la información para su posterior procesamiento por parte del microcontrolador. Por tanto hubo que diseñar capaz de corregir el offset y la pendiente de la función tensión-temperatura del sensor, a fin de adaptarlo al rango de tensión requerido por el ADC. Por otro lado, hubo que diseñar el circuito encargado de controlar la velocidad de rotación del motor. Este circuito estará basado en un transistor MOSFET en conmutación, controlado mediante una señal PWM como se mencionó anteriormente. De esta manera, al variar el ciclo de trabajo de la señal PWM, variará de manera proporcional la tensión que cae en el motor, y por tanto su velocidad de rotación. En cuanto al diseño del software, se programó el microcontrolador para que generase una señal PWM en uno de sus pines en función del valor entregado por el ADC, a cuya entrada está conectada la tensión obtenida del circuito creado para adaptar la tensión generada por el sensor. Así mismo, se utiliza el microcontrolador para representar el valor de temperatura obtenido en una pantalla LCD. Para este proyecto se eligió una placa de desarrollo mbed, que incluye el microcontrolador integrado, debido a que facilita la tarea del prototipado. Posteriormente se procedió a la integración de ambas partes, y testeado del sistema para comprobar su correcto funcionamiento. Puesto que el resultado depende de la temperatura medida, fue necesario simular variaciones en ésta, para así comprobar los resultados obtenidos a distintas temperaturas. Para este propósito se empleó una bomba de aire caliente. Una vez comprobado el funcionamiento, como último paso se diseñó la placa de circuito impreso. Como conclusión, se consiguió desarrollar un sistema con un nivel de exactitud y precisión aceptable, en base a las limitaciones del sistema. SUMMARY: It is obvious that day by day people’s daily life depends more on technology and science. Tasks tend to be done automatically, making them simpler and as a result, user life is more comfortable. Every single task that can be controlled has an electronic system behind. In this project, a control system based on a microcontroller was designed for a fan, allowing it to go faster when temperature rises or slowing down as the environment gets colder. For this purpose, a microcontroller was programmed to generate a signal, to control the rotation speed of the fan depending on the data acquired from a temperature sensor. After testing the whole design developed in the laboratory, the next step taken was to build a prototype, which allows future improvements in the system that are discussed in the corresponding section of the thesis.

Analysis and optimized design of a distributed multi-stage EMC filter for an interleaved three-phase PWM-rectifier system for aircraft applications

Different possible input filter configurations for a modular three-phase PWM rectifier system consisting of three interleaved converter cells are studied. The system is designed for an aircraft application where MIL-STD-461E conducted EMI standards have to be met and system weight is a critical design issue. The importance of a LISN model on the simulated noise levels and the effect of interleaving and power unbalance between the different converter modules is discussed. The effect of the number of filter stages and the degree of distribution of the filter stages among the individual converter modules on the weight and losses of the input filter is studied and optimal filter structures are proposed.

Interleaved multi-cell isolated three-phase PWM rectifier system for aircraft applications

Recently there has been an important increase in electric equipment, as well as, electric power demand in aircrafts applications. This prompts to the necessity of efficient, reliable, and low-weight converters, especially rectifiers from 115VAC to 270VDC because these voltages are used in power distribution. In order to obtain a high efficiency, in aircraft application where the derating in semiconductors is high, normally several semiconductors are used in parallel to decrease the conduction losses. However, this is in conflict with high reliability. To match both goals of high efficiency and reliability, this work proposes an interleaved multi-cell rectifier system, employing several converter cells in parallel instead of parallel-connected semiconductors. In this work a 10kW multi-cell isolated rectifier system has been designed where each cell is composed of a buck type rectifier and a full bridge DC-DC converter. The implemented system exhibits 91% of efficiency, high power density (10kW/10kg), low THD (2.5%), and n−1 fault tolerance which complies, with military aircraft standards.

Enterobacteriaceae produtoras de carbapenemases : um novo desafio no controlo da infecção hospitalar

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

Controlo de estufagem do Vinho Madeira em escala piloto

Um dos processos de envelhecimento do Vinho Madeira é a “Estufagem” realizada através da circulação de água aquecida a uma determinada temperatura por um sistema de serpentina existente no interior de cada estufa. De modo a tornar o processo de estufagem eficiente e preservar a qualidade do Vinho Madeira, a monitorização, registo e controlo da temperatura reveste-se da maior importância sendo, atualmente, todo esse processo realizado, por norma, manualmente, quer no sistema de dez estufas de aço inox existente no laboratório de enologia da Universidade da Madeira (UMa), quer nos sistemas das cooperativas de Vinho Madeira. Existem, no mercado, alguns sistemas que solucionam, com menor ou maior limitação, este problema. Porém, nenhum desses sistemas implementa um sistema de controlo “inteligente” capaz de se adaptar automaticamente a diferentes períodos de temperaturas predefinidos e manter o aquecimento das estufas de acordo com essas temperaturas com uma margem de erro inferior a ±0,5℃, bem como o custo associado aos mesmos é elevado o que dificulta a sua implementação neste setor. O sistema implementado, nesta tese, consiste em duas aplicações: uma aplicação web e uma Windows Forms Application. A aplicação web foi desenvolvida em C# com recurso à framework ASP.NET Web Pages e implementa toda a lógica necessária à monitorização gráfica e à gestão do sistema, nomeadamente a definição do setpoint para cada estufa. A Windows Forms Application, também desenvolvida em C# devido à necessidade de interligação com a biblioteca fornecida pela CAREL para conexão aos controladores de temperatura IR32, efetua o registo e controlo automático da temperatura, de acordo com o setpoint definido para cada estufa através da aplicação web. O controlo de temperatura realiza-se com recurso às redes neuronais, nomeadamente através dum controlador DIC (Direct Inverse Controller) que obteve, de entre os vários controladores testados, o melhor Erro Quadrático Médio (MSE) e o melhor Coeficiente de Correlação (R). Através da utilização do sistema implementado conseguiu-se eliminar a limitação física de erro com ± 1℃ em torno do setpoint tendo-se conseguido, para o melhor caso, uma margem de erro de ± 0,1℃ relativamente ao setpoint reduzindo-se, assim, a margem de variação de temperatura até um máximo de 1,8ºC e, consequentemente, o erro associado.

Elaboração de proposta de manual de controlo interno do Grupo Derovo

Na conjuntura atual o tema da mitigação do risco está presente na maioria das organizações, bem como na Sociedade atual. Para tal, é necessário que as organizações adotem o controlo interno mais adequado e mais ajustado para mitigar esses riscos. O Órgão de Gestão de qualquer entidade económica (pública ou privada) tem a responsabilidade de assegurar um sistema eficaz de controlo interno que permita garantir a gestão da Organização de uma forma eficaz e eficiente, de acordo com as normas legais em que essa organização se enquadra e fomente os valores éticos. Existem algumas frameworks que ajudam as organizações na conceção e manutenção do SCI, contudo a que marcou profundamente o desenvolvimento e a relevância do controlo interno foi o ICIF – internal control integrated Framework do COSO. Procura-se no presente trabalho de projeto, proporcionar uma reflexão sobre o crescente papel do controlo interno no seio das organizações, nomeadamente ilustrando esse papel através da implementação de um sistema de controlo interno numa organização em pleno crescimento. Este trabalho baseou-se no estudo de um caso através da análise da realidade do Grupo Derovo, identificando e caracterizando a empresa e a sua atividade, bem, como os procedimentos de controlo interno adotados. Procedeu-se no âmbito deste trabalho à apresentação de uma proposta de implementação de um manual de controlo interno, com base na metodologia da framework Coso, tendo sido efetuado o levantamento dos controlos aos processos, quer formais ou informais, existentes nas áreas chave do negócio, de forma a permitir clarificar os procedimentos de controlo, atualizá-los, otimizando assim todo sistema de controlo interno, permitindo desta forma a condução mais eficiente e eficaz do negócio, através da identificação dos riscos associados a cada processo e formas de mitigação do risco e a clara identificação da responsabilidade, autoridade e suporte documental de controlo dos processos de cada área objeto de estudo.

O controlo interno e a implementação de auditorias online no Safex em contexto de e-governance: Tecnologias, desafios e oportunidades

O presente Relatório Detalhado de Atividade Profissional é apresentado no âmbito da obtenção do Grau de Mestre dos Oficiais do Exército licenciados pré-Bolonha pela Academia Militar na Área específica de Administração Militar. A sua redação e estruturação tem por base o definido na NEP 520 e NEP 517/1ª da AM, para esta tipologia de trabalhos, tendo o autor, optado por desenvolver um tema no âmbito da sua atividade profissional, considerado como pioneiro e inovador. O Tenente-Coronel de Administração Militar do Exército Português, Luís Miguel Gonçalves, nasceu a 25 de Novembro de 1971. Do seu percurso académico e formativo, consta frequência pré-Universitária, em estabelecimento militar de ensino, no Instituto Militar dos Pupilos do Exército, na área de Contabilidade e Administração; a Licenciatura em Ciências Militares, na especialidade de Administração Militar, pela Academia Militar, em 1995, com a Classificação final de 13,58 valores; o tirocínio para Oficiais de Administração Militar, com a nota final de 15,38 valores; o Curso de Operações Irregulares, tendo obtido a classificação de 17,67 valores; o Curso de Promoção a Capitão, com 16,63 valores; e o Curso de Promoção a Oficial Superior do Instituto de Altos Estudos Militares, com a classificação final de 14,50 valores. No âmbito da formação de pós-graduação, tem averbado créditos no módulo de Metodologia de Investigação Cientifica, pela Academia Militar, no Ano Letivo 2013/14, com a classificação final de 16,00 valores. Para além destes, o Environmental Course For Portugal – NATO School/ SHAPE; formação em Gestão de Projetos/ Exército - Microsoft Enterprise Project Management; o Curso de Formação Pedagógica Inicial de Formadores do Instituto de Emprego e Formação Profissional, com Homologação das Competências Pedagógicas; e vários certificados de formações no âmbito da Contabilidade, Administração, Finanças Públicas e Auditorias Financeiras, atribuídas pela Direção de Finanças do Exército e pelo Instituto de Gestão e Administração Pública do Porto. Ao longo dos 25 anos de serviço prestado ao Exército Português, como Oficial de Administração Militar, desempenhou diversos cargos e funções de Comando e Chefia, em várias UEO, nas áreas setoriais e funcionais, da formação, da instrução, da componente operacional, da logística, do pessoal, das finanças públicas, das inspeções e auditorias, da gestão e da Administração Militar. Atualmente o Tenente-Coronel Miguel Gonçalves, desempenha as Funções de Comandante de Batalhão na Escola dos Serviços. Para além dos cargos e funções averbadas no seu Curriculum Vitae detalhado, constituiu em 1996 o Núcleo Logístico de Projeção, Implantação, Acompanhamento e Ajuda Técnica no âmbito do emprego dos meios táticos e operacionais da Área de Responsabilidade FND/ IFOR na Bósnia-Herzegovina (Jugoslávia). Tem publicado na Revista da Administração Militar, vários artigos no âmbito da logística operacional, na função de combate Apoio de Serviços. Na área da formação, foi orientador e supervisor de vários trabalhos, individuais e de grupo aos cursos de promoção a capitão; e constitui-se como elemento primariamente responsável pelo planeamento e implementação dos primeiros cursos no Exército, com formação certificado pela Agência Nacional para a Qualificação e Ensino Profissional, I.P., do Sistema Nacional de Qualificações, certificação inserida no Catálogo Nacional de Qualificações. Na área Inspetiva, integrou várias equipas de Inspeção-Geral do Exército, como inspetor responsável pelas áreas de Logística e Finanças, bem como as de Inspetor, para a área dos recursos humanos – Despesas com Pessoal, nas equipas de inspeção do Comando do Pessoal do Exército. No desempenho das funções de Auditor Financeiro do Centro de Finanças do Comando do Pessoal, realizou diversas auditorias financeiras às UEO do Comando do Pessoal, na sua dependência, tendo desenvolvido e implementado um sistema pioneiro e inovador de monitorização e controlo interno, de auditorias “Online” com análise e reporte mensal, às contas das UEO do Comando do Pessoal, tendo em vista a validação das Demonstrações Financeiras para a Conta de Gerência Anual do Exército. A escolha do tema, “O Controlo Interno e a implementação de Auditorias Online no SAFEx em contexto de e-Governance: Tecnologias, desafios e oportunidades” surge na sequência da implementação destes procedimentos pelo autor, numa altura em que o Exército entrava em operativo com o Sistema Integrado de Gestão (SIG/DN), tendo sido à data reconhecido publicamente pelo TGEN Comandante do Pessoal do Exército, como sendo um procedimento inovador, com notáveis vantagens para a eficiência e eficácia do sistema administrativo-financeiro do Comando do Pessoal e consequentemente do Exército.

Fármacos utilizados para controlo da dor em medicina dentária

Dissertação para obtenção do grau de Mestre no Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas Moniz

Análise do ponto crítico de controlo (PCC), relativo à medição de compostos polares nos óleos alimentares no processo de fritura, nas unidades de produção da restauração, snacks e pastelaria

Dissertação para obtenção do grau de Mestre no Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas Moniz