Projecto de um conversor redutor CC-CC comutado para SoC

A evolução da tecnologia CMOS tem possibilitado uma maior densidade de integração de circuitos tornando possível o aumento da complexidade dos sistemas. No entanto, a integração de circuitos de gestão de potência continua ainda em estudo devido à dificuldade de integrar todos os componentes. Esta solução apresenta elevadas vantagens, especialmente em aplicações electrónicas portáteis alimentadas a baterias, onde a autonomia é das principais características. No âmbito dos conversores redutores existem várias topologias de circuitos que são estudadas na área de integração. Na categoria dos conversores lineares utiliza-se o LDO (Low Dropout Regulator), apresentando no entanto baixa eficiência para relações de conversão elevadas. Os conversores comutados são elaborados através do recurso a circuitos de comutação abrupta, em que a eficiência deste tipo de conversores não depende do rácio de transformação entre a tensão de entrada e a de saída. A diminuição física dos processos CMOS tem como consequência a redução da tensão máxima que os transístores suportam, impondo o estudo de soluções tolerantes a “altatensão”, com o intuito de manter compatibilidade com tensões superiores que existam na placa onde o circuito é incluído. Os sistemas de gestão de energia são os primeiros a acompanhar esta evolução, tendo de estar aptos a fornecer a tensão que os restantes circuitos requerem. Neste trabalho é abordada uma metodologia de projecto para conversores redutores CCCC comutados em tecnologia CMOS, tendo-se maximizado a frequência com vista à integração dos componentes de filtragem em circuito integrado. A metodologia incide sobre a optimização das perdas totais inerentes à comutação e condução, dos transístores de potência e respectivos circuitos auxiliares. É apresentada uma nova metodologia para o desenvolvimento de conversores tolerantes a “alta-tensão”.

A two terminal optical signal and image processing p-i-n/p-i-n image and colour sensor

A two terminal optically addressed image processing device based on two stacked sensing/switching p-i-n a-SiC:H diodes is presented. The charge packets are injected optically into the p-i-n sensing photodiode and confined at the illuminated regions changing locally the electrical field profile across the p-i-n switching diode. A red scanner is used for charge readout. The various design parameters and addressing architecture trade-offs are discussed. The influence on the transfer functions of an a-SiC:H sensing absorber optimized for red transmittance and blue collection or of a floating anode in between is analysed. Results show that the thin a-SiC:H sensing absorber confines the readout to the switching diode and filters the light allowing full colour detection at two appropriated voltages. When the floating anode is used the spectral response broadens, allowing B&W image recognition with improved light-to-dark sensitivity. A physical model supports the image and colour recognition process.

Garantia de qualidade de serviço (QOS) em arquitecturas MPLS

Os prestadores de serviços de telecomunicações e operadores de telecomunicações deparam-se com um aumento exponencial das necessidades de largura de banda. A evolução e massificação dos serviços Internet e Intranet pelos serviços públicos e privados deixaram de ser uma mera adaptação do protocolo TCP, à qualidade da ligação sendo uma necessidade a diferenciação do tráfego. As metodologias que asseguram uma qualidade de serviço no âmbito dos fornecedores de serviços internet são a forma de garantir uma qualidade de serviço adequada a cada tipo de tráfego. Estas metodologias são suportadas pela rede IP MPLS dos diversos operadores de telecomunicações no transporte dos diversos serviços dos seus clientes empresarias e domésticos no acesso à internet dos diversos serviços públicos de dados e voz e nas redes virtuais privadas. Os portais aplicacionais são a interface directa com o cliente para definição dos acordos de nível de serviço “Service Level Agreements” e a sua associação à especificação dos níveis de serviço “Service Level Specification”, para posterior relação com a definição de métricas adequadas à qualidade de serviço acordada com o cliente no desenho dos serviços de uma rede IP “MultiProtocol Label Switch”. A proposta consiste em criar uma metodologia para mapear as necessidades de serviços dos clientes em SLAs e registá-los numa base de dados, separando claramente a qualidade do serviço vista na óptica do operador em: arquitectura de rede de transporte, arquitectura do serviço e arquitectura de monitoria. Estes dados são mapeados em parâmetros e especificações de implementação dos serviços de suporte ao negócio do operador tendo em vista a criação de um “Work Flow” fim a fim. Paralelamente define-se os serviços a disponibilizar comercialmente, o conjunto de serviços suportados pela rede e tecnologia IP MPLS com a parametrização de ”Quality of Service Assurance” adequada a cada um, cria-se uma arquitectura de rede de suporte ao transporte base entre os diversos equipamentos agregadores de acessos através do “Backbone”, define-se uma arquitectura de suporte para cada tipo de serviço independente da arquitectura de transporte. Neste trabalho implementam-se algumas arquitecturas de QoS estudadas no IP MPLS em simuladores disponibilizados pela comunidade “Open Source” e analisamos as vantagens de desvantagens de cada uma. Todas as necessidades são devidamente equacionadas, prevendo o seu crescimento, desempenho, estabelecendo regras de distribuição de largura de banda e análise de desempenho, criando redes escaláveis e com estimativas de crescimento optimistas. Os serviços são desenhados de forma a adaptarem-se à evolução das necessidades aplicacionais, ao crescimento do número de utilizadores e evolução do próprio serviço.

Perspectives on the electrically induced properties of electrospun cellulose/liquid crystal devices

A mat of electrospun cellulose fibers are deposed on transparent conductive oxide covered glass, and two such plates enclose a nematic liquid crystal. Thus two new types of Cellulose based Polymer Dispersed Liquid Crystal devices, based on hydroxypropylcellulose and Cellulose Acetate and the nematic liquid crystal E7 have been obtained. The current-voltage characteristics indicates ionic type conduction. Heating-cooling cycles have been applied on the samples and the activation energies have been determined. Simultaneously with the thermo-stimulated currents, the optical transmission dependence on the d.c. electric field and temperature was registered. ON-OFF switching times have been determined for different control voltages. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

A New Modular Marx Derived Multilevel Converter

A new Modular Marx Multilevel Converter, M(3)C, is presented. The M(3)C topology was developed based on the Marx Generator concept and can contribute to technological innovation for sustainability by enabling wind energy off-shore modular multilevel power switching converters with an arbitrary number of levels. This paper solves both the DC capacitor voltage balancing problem and modularity problems of multilevel converters, using a modified cell of a solid-state Marx modulator, previously developed by authors for high voltage pulsed power applications. The paper details the structure and operation of the M(3)C modules, and their assembling to obtain multilevel converters. Sliding mode control is applied to a M(3)C leg and the vector leading to automatic capacitor voltage equalization is chosen. Simulation results are presented to show the effectiveness of the proposed M(3)C topology.

Fast optimum-predictive control and capacitor voltage balancing strategy for bipolar back-to-back NPC converters in high-voltage direct current transmission systems

Multilevel power converters have been introduced as the solution for high-power high-voltage switching applications where they have well-known advantages. Recently, full back-to-back connected multilevel neutral point diode clamped converters (NPC converter) have been used inhigh-voltage direct current (HVDC) transmission systems. Bipolar-connected back-to-back NPC converters have advantages in long-distance HVDCtransmission systems over the full back-to-back connection, but greater difficulty to balance the dc capacitor voltage divider on both sending and receiving end NPC converters. This study shows that power flow control and dc capacitor voltage balancing are feasible using fast optimum-predictive-based controllers in HVDC systems using bipolar back-to-back-connected five-level NPC multilevel converters. For both converter sides, the control strategytakes in account active and reactive power, which establishes ac grid currents in both ends, and guarantees the balancing of dc bus capacitor voltages inboth NPC converters. Additionally, the semiconductor switching frequency is minimised to reduce switching losses. The performance and robustness of the new fast predictive control strategy, and its capability to solve the DC capacitor voltage balancing problem of bipolar-connected back-to-back NPCconverters are evaluated.

HVDC transmission systems: Bipolar back-to-back diode clamped multilevel converter with fastoptimum-predictive control and capacitor balancing strategy

Voltage source multilevel power converter structures are being considered for high power high voltage applications where they have well known advantages. Recently, full back-to-back connected multilevel neutral diode clamped converters (NPC) have been used in high voltage direct current (HVDC) transmission systems. Bipolar back-to-back connection of NPCs have advantages in long distance HVDC transmission systems, but highly increased difficulties to balance the dc capacitor voltage dividers on both sending and receiving end NPCs. This paper proposes a fast optimum-predictive controller to balance the dc capacitor voltages and to control the power flow in a long distance HVDCsystem using bipolar back-to-back connected NPCs. For both converter sides, the control strategy considers active and reactive power to establish ac grid currents on sending and receiving ends, while guaranteeing the balancing of both NPC dc bus capacitor voltages. Furthermore, the fast predictivecontroller minimizes the semiconductor switching frequency to reduce global switching losses. The performance and robustness of the new fast predictive control strategy and the associated dc capacitors voltage balancing are evaluated. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Matrix Converter-Based Unified Power-Flow Controllers: Advanced Direct Power Control Method

This paper presents a direct power control (DPC) for three-phase matrix converters operating as unified power flow controllers (UPFCs). Matrix converters (MCs) allow the direct ac/ac power conversion without dc energy storage links; therefore, the MC-based UPFC (MC-UPFC) has reduced volume and cost, reduced capacitor power losses, together with higher reliability. Theoretical principles of direct power control (DPC) based on sliding mode control techniques are established for an MC-UPFC dynamic model including the input filter. As a result, line active and reactive power, together with ac supply reactive power, can be directly controlled by selecting an appropriate matrix converter switching state guaranteeing good steady-state and dynamic responses. Experimental results of DPC controllers for MC-UPFC show decoupled active and reactive power control, zero steady-state tracking error, and fast response times. Compared to an MC-UPFC using active and reactive power linear controllers based on a modified Venturini high-frequency PWM modulator, the experimental results of the advanced DPC-MC guarantee faster responses without overshoot and no steady-state error, presenting no cross-coupling in dynamic and steady-state responses.

A Sensorless PMDC Motor Speed Controller with a Logical Overcurrent Protection

A method to control the speed or the torque of a permanent-magnet direct current motor is presented. The rotor speed and the external torque estimation are simultaneously provided by appropriate observers. The sensorless control scheme is based on current measurement and switching states of power devices. The observer’s performances are dependent on the accurate machine parameters knowledge. Sliding mode control approach was adopted for drive control, providing the suitable switching states to the chopper power devices. Despite the predictable chattering, a convenient first order switching function was considered enough to define the sliding surface and to correspond with the desired control specifications and drive performance. The experimental implementation was supported on a single dsPIC and the controller includes a logic overcurrent protection.

Optoelectronic Logic Functions Based on Reconfigurable SiC Multilayer Devices

WDM multilayered SiC/Si devices based on a-Si:H and a-SiC:H filter design are approached from a reconfigurable point of view. Results show that the devices, under appropriated optical bias, act as reconfigurable active filters that allow optical switching and optoelectronic logic functions development. Under front violet irradiation the magnitude of the red and green channels are amplified and the blue and violet reduced. Violet back irradiation cuts the red channel, slightly influences the magnitude of the green and blue ones and strongly amplifies de violet channel. This nonlinearity provides the possibility for selective removal of useless wavelengths. Particular attention is given to the amplification coefficient weights, which allow taking into account the wavelength background effects when a band needs to be filtered from a wider range of mixed signals, or when optical active filter gates are used to select and filter input signals to specific output ports in WDM communication systems. A truth table of an encoder that performs 8-to-1 multiplexer (MUX) function is presented.

Monitorização integrada para sistemas de alimentação distribuídos

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

A influência da leitura do livro “Os Meninos das Costas Perfeitas”, na adoção de comportamentos saudáveis, relacionados com a mochila escolar

Introdução: O impacto do transporte diário das mochilas tornou-se uma área de preocupação da saúde pública, sendo necessária uma urgente mudança de comportamentos das crianças, educadores e cuidadores. Objetivos: O objetivo do presente estudo foi avaliar a influência da leitura do livro “Os Meninos das Costas Perfeitas” na mudança de comportamentos de estudantes do 1º e 4º anos. Métodos: Efetuou-se um estudo quase – experimental, onde se avaliou o efeito da leitura do livro, efetuada por pais ou professores, na mudança de comportamentos de estudantes (E) do 1º e 4º ano, voluntários, de uma escola de Felgueiras composto por 36 E (grupo experimental - GE). O grupo de controlo (GC), não sujeito à leitura do livro, foi constituído por 40 E do 1º e 4º ano de uma escola de Famalicão. Elaboraram-se dois questionários, um para avaliar subjetivamente os comportamentos dos E e outro para avaliar a perceção dos cuidadores (C) acerca da mudança de comportamentos dos E. Mediu-se do peso dos E e das mochilas e, nos modelos de mochila com duas alças, a distância de C7 ao topo da mochila, para avaliar a sua posição nas costas. Todos os instrumentos foram aplicados antes da leitura e após 3 meses. Resultados: O GE melhorou significativamente a posição da mochila nas costas (χ²=6,702; p=0,035) e a organização do material no seu interior (χ²=32,864; p <0,001) (χ²=15,587; p <0,001) quando comparado com o GC. Os C percecionaram uma melhoria significativa no ajuste da mochila às costas (χ²=6,231; p=0,013) e uma melhor organização do material no interior da mochila quando comparado com os C dos GC (χ²=5,394; p=0,020; χ²=14,266; p <0,001; χ²=5,365, p=0,021; p=0,021). Conclusão: A leitura do livro demonstrou ser eficaz numa mudança de comportamentos dos estudantes relacionados com o uso da mochila, que se tornaram mais saudáveis.

Teas, dietary supplements and fruit juices: a comparative study regarding antioxidant activity and bioactive compounds

Nowadays, new emerging products claiming antioxidant properties are becoming more frequent. However, information about this topic in their labels is usually scarce. In this paper, we analyzed total phenolics, total flavonoids and ascorbic acid contents, as well as DPPH scavenging activity of several commercial samples, namely green tea and other herbal infusions, dietary supplements, and fruit juices, available in the Portuguese market. In general, beverages containing green tea and hibiscus showed higher phenolics contents (including flavonoids) and antioxidant activity than those without these ingredients. A borututu infusion presented the lowest concentrations of bioactive compounds and scavenging activity, due to the low recommended amount of plant to prepare the beverage. Some juices without antioxidant claims in the label presented similar values to those with it.

La réception des «nouveaux auteurs de Minuit» (1980-2012)

Jean Echenoz, Jean-Philippe Toussaint, Eric Chevillard et Christian Gailly sont de jeunes romanciers que Jerôme Lindon a décidé de faire publier dans les années quatre-vingt. À l'époque, on a cherché des désignations pour les nommer, créant ainsi un effet de groupe. À la fin du siècle, plusieurs études sont publiées qui font le bilan sur le roman en France au vingtième siècle, faisant un effort de sélection des auteurs méritant d’être retenus et suggérant des façons de les classer. Cet article essaie de saisir comment le travail de ces auteurs a été conçu des années quatre-vingt au début du vingtième siècle et propose une réflexion sur ce qui en est de la réception de ces romanciers de nos jours.

Sei whale (Balaenoptera borealis) ecology and management in the North Atlantic

Tese de Doutoramento em Ciências do Mar, especialidade em Ecologia Marinha.