318 research outputs found
Het ontwerp en de realisatie van een WarmteBeeldGenerator als visuele prothese voor de blinden
No full textInverse heat transfer problems in electronics
No full textNiniejsza rozprawa omawia wybrane zagadnienia dotyczące modelowania
termicznego systemów elektronicznych. Po krótkim wstępie, autor przedstawia
w pierwszym rozdziale model matematyczny opisujący procesy wymiany ciepła
zachodzące w ciałach stałych formułując jednocześnie równanie różniczkowe
cząstkowe przewodnictwa cieplnego opisujące pole temperatury. Kolejno autor
dokonuje krótkiego przeglądu dostępnych metod numerycznych i analitycznych
rozwiązywania tego równania. Szczególną, uwagę autor poświęca analitycznej
metodzie wykorzystującej funkcje Greena podając rozwiązanie równania dla
trójwymiarowej, niejednorodnej struktury warstwowej. Rozwiązanie to stanowi
oryginalny, własny wkład autora. Oddzielny podrozdział pracy poświęcony jest
tzw. kompaktowym modelom termicznym systemów elektronicznych. Oprócz
standardowej metodologii tworzenia niezależnych od warunków brzegowych
modeli termicznych, omówiono w nim zaproponowaną przez autora technikę
tworzenia kompaktowych modeli termicznych opartą na metodzie identyfikacji
systemu poprzez rozplot jego odpowiedzi termicznej na wymuszenie skokiem
jednostkowym. Zaproponowana metoda pozwala na otrzymanie kompaktowych
modeli termicznych w postaci drabinek RC o niewielkiej liczbie elementów.
Kolejne trzy rozdziały monografii poświęcone są odwrotnym problemom
cieplnym. Pierwszy z nich przedstawia zwięzłą charakterystykę tego typu
problemów oraz omawia stosowane obecnie metody ich rozwiązywania.
Następny rozdział zawiera krótki przegląd metod estymacji parametrów modeli.
W szczególności autor zajmuje się problemem szacowania lokalnej wartości
współczynnika wymiany ciepła w zależności od temperatury powierzchni.
Autor wykorzystuje do tego celu bezgradientowy algorytm do rozwiązywania
problemów odwrotnych sprzężony z symulatorem termicznych. Ostatni rozdział
prezentuje różnego rodzaju algorytmy odwrotne służące do estymacji funkcji.
W szczególności autor zajmuje się szacowaniem w czasie rzeczywistym mocy
rozpraszanej w źródłach ciepła na podstawie pomiarów z odległych czujników
temperatury. Autor omawia problematykę optymalnego, dla danej konfiguracji
źródeł ciepła, wyboru położenia czujników. Na zakończenie przedstawia własną
zmodyfikowana wersje sekwencyjnego algorytmu współczynników wrażliwości
zaimplementowanego w postaci filtru cyfrowego, który to zostłl wykorzystany
do szacowania mocy w rzeczywistym układzie scalonym.This dissertation discusses selected topics related to the thermal modelling
of electronic systems. After a short introduction, the author presents in the first
chapter the mathematical model describing the heat transfer processes occurring
in such systems and formulates the heat equation determining the temperature
distribution in a structure. Then, different methods of solving the equation, both
numerical and analytical ones, are discussed. Particular attention is paid to the
analytical method based on the Green's function approach, in which a solution
is found for three-dimensional, non-homogenous, multi-layered structures. This
solution method constitutes the original contribution of the author. A separate
section of this chapter is devoted to the compact thermal modelling of electronic
systems. There, except for the presentation of the standard methodology leading
to the creation of boundary condition independent models, the author proposes
its own approach based on the network identification by deconvolution method,
producing thermal models in the form of the Cauer RC ladder network.
The remaining three chapters are devoted to the description of the inverse
heat transfer problems. First, these problems and their existing solution methods
are briefly characterised. The following chapter presents an overview of various
model parameter estimation techniques. In particular, the problem of estimating
the temperature dependence of the heat transfer coefficient value is discussed.
The estimation is performed by the coupling of a direct analytical thermal solver
with an inverse derivative-free algorithm. The final chapter of this dissertation
discusses various function estimation techniques. In particular, it illustrates the
inverse problem consisting in real time estimation of power dissipated in heat
sources based on remote temperature measurements. First, the author discusses
in detail the problem of the optimal choice of sensor locations for a given heat
source configuration. Finally, an original digital filter implementation of the
sequential function specification method is proposed. This filter was used for
the estimation of dissipated power in a real integrated circuit
Charge-discharge characteristics of textile energy storage devices having different PEDOT:PSS ratios and conductive Yarns configuration
No full textConductive polymer PEDOT:PSS, sandwiched between two conductive yarns, has been proven to have capacitive behavior in our textile energy storage devices. Full understanding of its underlying mechanism is still intriguing. The effect of the PEDOT to PSS ratio and the configuration of the electrode yarns are the focus of this study. Three commercial PEDOT:PSS yarns, Clevios P-VP-AI-4083, Ossila AI 4083, and Orgacon ICP 1050, as well as stainless steel and silver-coated polybenzoxazole (Ag/PBO) yarns, in various combinations, were used as solid electrolytes and electrodes, respectively. Analyses with NMR, ICP-OES, TGA, and resistivity measurement were employed to characterize the PEDOT:PSS. The device charge-discharge performance was measured by the Arduino microcontroller. Clevios and Ossila were found to have identical characteristics with a similar ratio, that is, 1:5.26, hence a higher resistivity of 1000 Ω.cm, while Orgacon had a lower PEDOT to PSS ratio, that is, 1:4.65, with a lower resistivity of 0.25–1 Ω.cm. The thermal stability of PEDOT:PSS up to 250 °C was proven. Devices with PEDOT:PSS having lower conductivity, such as Clevios P-VP-AI-4083 or Ossila AI 4083, showed capacitive behavior. For a better charge-discharge profile, it is also suggested that the PEDOT to electrode resistance should be low. These results led to a conclusion that a larger ratio of PEDOT to PSS, having higher resistivity, is more desirable, but further research is needed
Theoretical and experimental investigation of thermal andelectrical properties of electroconductive fabrics
No full textThermal AC modelling, simulation and experimental analysis of microelectronic structures including nanoscale and high-speed effects
No full textThermal characterisation of electronic structures in the frequency domain consists of studying the heat diffusion induced by a heat source with a purely sinusoidal power dissipation. This so called AC analysis simplifies the mathematical description in many cases. A special role is played by the complex thermal impedance Zth(j*omega). In addition, the method is directly applicable to systems where the electrical signals, and hence also the power dissipation, are periodic, e.g. electrothermal filters, power electronics and digital circuits.
In the dissertation we develop a number of simple analytical models for heat spreading, and compare them with experimental measurements when possible. We also discuss our thermal simulator, which calculates the solution of the 2-D and 3-D heat equation directly in the frequency domain.
In addition we take a closer look at fast transitions in small components. Under these circumstances the well known Fourier's law for thermal conduction becomes inaccurate because it does not account for the finite heat propagation velocity. By means of the hyperbolic heat equation we try to gain insight into the behaviour of simple nanoscale structures. Thermal wave phenomena are clearly apparent, including resonances and interference patterns.
Finally, AC thermal diffusion can be observed experimentally as well. We have designed and implemented a heterodyne measurement system based on thermoreflectance. The setup visualises the amplitude and phase of temperature distributions at the IC surface over a wide frequency range (100Hz - 5MHz) with submicron spatial resolution
- …
