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Un diseño óptimo de circuitos de bomba de carga AC-DC con reloj para la recolección de energía por vibración

Autores: Ye, Jinming; Tanzawa, Toru

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Un diseño óptimo de circuitos de bomba de carga AC-DC con reloj para la recolección de energía por vibración


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Los circuitos de bomba de carga AC-DC
Parámetros de diseño
Corriente de salida
Resultado simulado
Simulación SPICE

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 45

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento muestra cómo los circuitos de bomba de carga AC-DC con reloj pueden ser diseñados de manera óptima para tener el área de circuito mínima para la recolección de energía por vibración en un factor de forma pequeño. Se puede determinar un número óptimo de etapas con ecuaciones simples y luego determinar la capacitancia de cada condensador de la bomba para tener una corriente de salida objetivo en un voltaje de salida objetivo. Las ecuaciones fueron verificadas bajo una amplia gama de parámetros de diseño comparando la corriente de salida con la simulada. La corriente de salida del circuito diseñado por las ecuaciones estuvo en buen acuerdo con el resultado simulado, dentro del 5% para el 98% de los 1600 diseños con diferentes parámetros. También proponemos un flujo de diseño para ayudar a los diseñadores a determinar los parámetros de diseño iniciales de un circuito de bomba de carga AC-DC con reloj (es decir, el número de etapas, la capacitancia por etapa y el tamaño total de los dispositivos rectificadores) bajo la condición de que la corriente de saturación de una unidad del dispositivo rectificador, la frecuencia del reloj, la amplitud del voltaje generado por el transductor de energía, el voltaje de salida objetivo y la corriente de salida objetivo estén dados. Los resultados de simulación SPICE validaron los resultados teóricos con un error del 3% en términos de la corriente de salida cuando se diseñó una bomba de carga AC-DC con reloj para una corriente de salida de 1 A a 2.5 V a partir de un recolector de energía por vibración con una amplitud de voltaje AC de 0.5 V.

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