Ing. Michal Brejcha, Ph.D.

The dominant part of energy performance of a building consists of the consumption of heating and lighting. Both the heating and lighting systems of buildings work at their designed efficiency for most of the buildings’ lifetimes. Interference with existing systems is costly considering replacements and construction adjustments. Therefore, considerable effort must be put into the design of these systems during the building design phase. The article is focused on luminaire layout design strategy, which affects the number of luminaires in a building and therefore their power consumption and the sustainability of the building. A genetic algorithm with radiosity implemented has been used to find suitable placements of luminaires of a single type in a model room to decrease the number of luminaires as much as possible. The use of a genetic algorithm can reduce the number of luminaires by using an irregular grid of luminaire placement, and therefore decrease the power demand and increase the sustainability of the lighting system. Three outcomes of an optimal luminaire layout design are presented in this paper, including the design strategy conclusions. The results of the calculation outcomes were verified by software DIALux that is commonly used for designing lighting systems.

The paper discusses a way to deploy luminaires in a model room to provide required illuminance levels and uniformity of the working plane by using a genetic algorithm. The problems about determining the adequate DNA structure and fitness function are introduced and solved. The reflections from walls, ceiling and floor are taken into account in the calculations and further discussed. The output results of the algorithm are judged by requirements of the standard CSN EN 12464-1 and from the lighting system designer's point of view.

The paper discusses a way to deploy a given number of point light sources in the interior to provide required illuminance levels and uniformity of the working plane by using a genetic algorithm. Furthermore a genetic algorithm has been used to generate a proper luminous intensity distribution curve of multiple luminaires to meet the given criteria for the reference plane of the model room for predefined luminaire positions.

The paper deals with lighting road design. The demands on illuminance are defined in standard ČSN EN 13201 in case of Czech Republic. There are several parameters that a designer can change to get the optimal solution to fulfill the standard. The distance between pillars, their heights, the lamp overlap and tilt have to be defined. Such number of parameters make the optimization difficult. This paper solves the optimization via genetic algorithm. The fitness function that is convergent to good solutions is a vital point for this type of algorithms. The paper shows that solutions found by the genetic algorithm fulfill the demands and it also shows the way, how the fitness function can be created.

Void is defined such as blow hole in the solder joint. Voids may degrade the mechanical and conductive properties of the solder joint and thus decrease the reliability. Article deals with influence of humidity on voids formation inside the solder joint structure. Experimental part was carried on testing samples, where we used three types of solder pastes (Sn62Pb36Ag2, Sn96.5Ag3Cu0.5 and Sn95.5Ag4Cu0.5), three types of reflow technology (hot air, vapor phase and infra radiation reflow technology) and three types of humidity environments. The inspection was made on X-ray and following diagnostic was made by image analysis with special software.

Surface mount technology has many problems during production. One of them is a problem called tombstone effect. Tombstone effect is a well known phenomenon, when one end of the component (commonly small passive devices such as resistor or capacitor), rises up out of the solder pad and breaks conductive contact. This article focus on the problem with tombstone effect, in concrete in this article we studied the influence of type of reflow technology and type of surface finish on tomb stone effect. In our experiments three types of reflow technologies, three sizes of SMD components, one type of solder paste and three types of surface finishes were used.

Tato část pojednává o možnostech využití RTG diagnostiky pro biologické vzorky

The paper is aimed on some types of FACTS controllers, which can be used for improving the power quality in the point of connection with the power network. It is focused mainly on types of controllers interesting in using rather in large buildings than in transmission networks. The goal is to compare the features of the controllers in some tasks and clarify which solution is the best for defined purposes. The comparison was done by matrix diagram, which was the result of mind maps and other analysis tools.

The paper is aimed on some types of FACTS controllers, which can be used for improving the power quality in the point of connection with the power network. It is focused mainly on types of controllers interesting in using rather in large buildings than in transmission networks. The goal is to compare the features of the controllers in some tasks and clarify which solution is the best for defined purposes. The comparison was done by matrix diagram, which was the result of mind maps and other analysis tools.

Článek se zabývá možnostmi využití rentgenu a CT diagnostiky voidů v pájených spojích.

Článek navazuje na předchozí kapitolu, zaměřuje se na problematiku nedestruktivního testování pomocí 3D CT technologie. Zmiňuje princip rekonstrukce informací o sledovaném objekt a problematiku artefaktů.

Tato kapitola navazuje na předchozí prezentací možností RTG inspekce na jiné než elektrotechnické vziorky

Příspěvek se zabývá problematikou výpočtu střední hodnoty okamžitého výkonu v řídicích programech aktivních harmonických kondicionérů (aktivních filtrů). Obvyklé metody založené na číslicových filtrech s nekonečnou impulsní odezvou (IIR), nemusí být v určitých aplikacích optimální. Důvodem může být například jejich velká výpočetní nebo paměťová náročnost. Příspěvek popisuje případy, kdy navíc mohou být tyto číslicové filtry nestabilní a zapříčinit tak chybnou funkci řídícího programu. Jako jejich zajímavá náhrada je zde prezentována CIC struktura decimačního filtru.

This paper deals with the solution for a wideband low-pass filter that can be used for filtering the input currents of switching converters, which are distorted by the switching frequency of PWM. Initially, the filter was proposed for the special type of AC converter, which is described in the paper. However, these solutions can also be used in the inputs of active PFC converters and in outputs of PWM converters, where are similar problems with switching frequency.

Autoři se zabývají problémem detekce průchodů nulou síťového napětí, které je významně zkresleno harmonickými složkami. Detekce nuly v podobných signálech může být velmi obtížná například kvůli několikanásobným průchodům nulou. Jednoduchá filtrace daného signálu sice vyřeší problém zkreslení, nicméně zároveň zanáší chybu v podobě fázového posunu. Autoři navrhli řešení založené na adaptivní filtraci signálu, kterou je získána základní harmonická složka signálu. Detekce průchodů nulou je zde následně signalizována dle průchodů nulou základní harmonické složky.

Článek pojednáva o diagnostickém vybavení laboratoří LVR na FEL ČVUT. V článku je popsána vlastni technologie spolu s charakteristikou vlastniho diagnostického vybavení.

Tento článek se zabývá problematikou realizace pasivního filtru typu dolní propust, po němž požadujeme nízký mezní kmitočet a zároveň zachování vysokého útlumu v širokém frekvenčním pásmu. S filtry tohoto druhu se lze setkat pod názvem "sinusové filtry" v souvislosti s výkonovými spínanými měniči. Zde se zpravidla používají filtry 1. (pouze indukčnost) nebo 2. (LC obvod) řádu v třífázovém provedení. Jejich účelem je eliminace rychlých časových změn napětí na motoru, snížení rušení, snížení přídavných ztrát v motoru a eliminace hluku vlivem pulsačních momentů. Na rozdíl od těchto filtrů je ten, který je popisován v článku, jednofázový a jsou na něj kladeny mnohem vyšší požadavky na útlum v nepropustném pásmu.

The authors deal with the problem of controlling of single phase active filters. Some algorithms for active filters controlling are well known today, but some of them can't be used in case of single phase filters. For example the PQ Theory (Theory of the Instantaneous Reactive Power) is excellent for three phase solutions, but for single phase solutions it can't be implemented. The main challenge in the single phase controlling method is to get the fundamental harmonic function in a proper magnitude and phase. The authors proposed a simple and fast method, which is based on the LMS algorithm ("Least Mean Square" algorithms are a class of adaptive filters). This method can be easily implemented also in 8-bit microcontroller units only with the need of sum and multiplication instructions.

Článek pojednáva o technologickém vybavení laboratoří LVR na FEL ČVUT. V článku je popsána vlastni technologie spolu s charakteristikou vlastniho technologického vybavení.

Předkládaný článek je první ze tří dílů série článků, která je zaměřena na návrh a technologické postupy konstrukce pasivních odrušovacích filtrů. V úvodní části se autoři zabývají analýzou odchylek frekvenční charakteristiky filtru od požadovaného tvaru a příčinami jejich vzniku. Za tímto účelem byla použita metoda analýzy FTA. Článek upozorňuje na některé potenciální problémy při stavbě filtrů a přibližuje jejich možná řešení. Zároveň jsou zde popsány teoretické základy návrhu filtrů s odkazy na související normy a literaturu, čímž je vytvořen určitý podklad pro pochopení navazujících dílů série.

This paper deals with the solution of wideband low-pass filter, which can be used for filtering the input currents of switching converters, which are distorted by a switching frequency of PWM. Initially the filter was proposed for the special type of AC converter, which is described in the paper. However such solution can be used also in the inputs of active PFC and in outputs of PWM converters, where the problems with the switching frequency are similar.

This project deals with the solution of AC/ AC converter based on buck-converter circuit. The circuit has interesting features in AC circuits, which were hardly described before. First of all it doesn't need a rectifier for its run. The conversion is made direct from AC circuit to AC circuit. The distortion of input current can be removed by simple passive filters without need any complicated PFC. The output voltage can be also easy sinusoidal if it is wanted. The control of the converter is also very easy, because the switches work with static duty-cycle. Behavior of the converter is very similar to regulated transformer. That can be utilize to construct an active compensator cos(φ). Unfortunately there are some catches in construction of the converter. This article tries to describe all of the main features and problems of the AC buck-converter.

This paper contains an idea of the freeform use of buck-converter in AC circuit. The buck-converter can be used as an AC/ AC converter or as a series active filter without any DC conversion. There is also briefly described a device with such solution in the paper. Device based on AC buck-converter should have output voltage waveform theoretically similar to the harmonic spectrum of the input voltage. Similar dependency is also between output and input current. These features easy satisfy EMC demands.

Do elektrické sítě se připojuje řada elektronických zařízení, jejichž činnost vyžaduje spolehlivé přifázování na napětí sítě. Příkladem mohou být fázově řízené měniče napětí, záložní zdroje nepřerušeného napájení nebo měniče dodávající energii zpět do sítě. Fáze mezi síťovým a výstupním napětím měniče je zde zpravidla určována na základě jejich průchodů nulou. Spolehlivá detekce okamžiků průchodů nulou se tak stává významným faktorem ovlivňujícím činnost zařízení a kvalitu jím odebírané nebo dodávané energie. Vhodným řešením může být získávání průchodů nulou na základě číslicového zpracování vstupního signálu. Nevýhodou tohoto způsobu detekce je, že číslicové zpracování je zpravidla spojeno s využitím rychlých signálových procesorů případně hradlových polí. Autoři se proto snaží najít takový systém, který by spolehlivě určoval průchody nulou i ve velmi zarušené síti a zároveň by jej bylo možné implementovat do jednočipového procesoru.

This paper deals with idea of extracting first harmonic function of input signal. This signal can be then use as a reference signal in active filtering. The paper is aimed especially on getting first harmonic function from power network voltage. Since the first harmonic frequency is relatively low the passive filters cannot be used for this purpose. It is also necessary that there isn´t any phase shift between the input and output signal.

Tento příspěvek se zabývá známým zapojením spínaného snižujícího měniče, které je zpravidla využíváno především ve stejnosměrných obvodech. Nicméně samotný princip může být využit i v obvodech střídavých. V takovém případě získáváme čtyřkvadrantový měnič, jež se chová podobně jako regulovatelný transformátor. Na rozdíl od transformátoru má však několik výhod. Měnič lze totiž jednoduše využít jako řiditelný kompenzátor cos(fi) nebo také může do určité míry filtrovat výstupní napětí.

Zero-crossing detection is needed for synchronization of power switching devices. There are many possibilities, how it could be accomplished. This project has been testing an implementation of FIR-based zero crossing detection, which uses an adaptive filter based on algorithm LMS (Least Mean Square). This method is based only on signal processing and needs just a little of hardware components. The detection has been implemented in universal module made by ELFIS spol. s.r.o which is used to control power converters. There haven't been any other parts in the program, which for instance would control the switching, for the purpose of testing zero-crossing detection.

Práce se zabývá použitím tranzistoru IGBT ve funkci výkonového spínacího prvku číslicově řízeného regulátoru osvětlení. Zpracovává dvě možná řešení návrhu s odlišnými způsoby řízení hladiny napětí. Pro tyto účely jsou vytvořeny testovací plošné spoje a provedena měření jejich vlastností. Dosažené výsledky jsou porovnávány s výchozím řešením regulátoru s triakem. Snahou bylo vytvořit co nejjednodušší zapojení, pokud možno s ekvivalentním zapojením v rozvodné síti jako klasický jednopólový vypínač.