Projecto de um circuito conversor DC-DC para aplicações de “energy harvest”

• Autor(es): Lameiro, José David Lopes
• Data: 2011
• Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10362/5897
• Origem: Repositório Institucional da UNL
• Assunto(s): Energy harvesting; Conversor DC/DC; Baixa potência; CMOS; Load voltage maximization; Hill Climbing
• Tipo de Documento: Dissertação de Mestrado
• Idioma: Português
• Orientador(es): Paulino, Nuno

Descrição

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores Esta tese apresenta um circuito conversor DC-DC (“step-up”) para aplicações de “energy harvest”. Este circuito utiliza uma arquitectura “Switched capacitor voltage tripler”, controlada por um circuito MPPT baseado nos métodos “Load Voltage Maximization” e “Hill Climbing”. Este circuito foi desenhado usando a tecnologia “0.13 μm CMOS” de forma a funcionar com uma célula fotoeléctrica de “a-silicon”. Este circuito tem uma fonte de alimentação local também controlada pelo mesmo circuito MPPT, que é uma réplica do conversor “SC voltage tripler”, redimensionado a 3% da área deste último. Este circuito utiliza a combinação de transístores PMOS e NMOS de forma a reduzir a área ocupada. Um esquema de reutilização de cargas é utilizado para compensar as grandes resistências parasitas associadas aos transístores MOS. Os resultados das simulações mostram que o circuito pode fornecer uma potência de 9636 μW à carga, utilizando uma potência de 1274 μW na célula fotoeléctrica,correspondendo a uma eficiência na ordem dos 75,66%. As simulações mostram também que o circuito é capaz de se iniciar com apenas 19% do nível de iluminação máximo da célula fotoeléctrica.