Eficiencia de mejora de voltaje para la recolección de energía piezoeléctrica
Autores: Frick, Vincent; Wassouf, Liana; Jamshidpour, Ehsan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Eficiencia de mejora de voltaje para la recolección de energía piezoeléctrica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Volteo de voltaje
Recolector de energía piezoeléctrica
FAR
Eficiencia energética
Restricción de carga
Rectificador activo completo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo, analizamos el efecto de una técnica mejorada de inversión de voltaje en el rendimiento energético de un recolector de energía piezoeléctrico. El principio de inversión de voltaje mejorada se basa en una arquitectura basada en interruptores sincronizados, y se denomina FAR (Rectificador Activo Completo). Utiliza una pequeña cantidad de carga almacenada para aumentar la inversión de voltaje. Este trabajo tiene como objetivo demostrar que, además de la eficiencia mejorada de la inversión, el FAR también contribuye a mejorar la eficiencia energética del recolector, especialmente bajo restricciones de carga cambiantes. Por lo tanto, el trabajo propone una comparación exhaustiva entre el FAR y su contraparte convencional, la técnica de solo interruptor. El FAR es fácil de implementar y no requiere ningún inductor o capacitor externo. Solo necesita un conjunto reducido de interruptores, un diodo activo y una secuencia de control simple, y por lo tanto se puede implementar en un circuito totalmente integrado. El FAR se puede utilizar como una solución de inversión de voltaje independiente o además para aumentar aún más la eficiencia de inversión en una arquitectura de vanguardia como SSHC, por ejemplo. Se realizaron pruebas en un prototipo de CI CMOS de proceso de 0.35 um. Los resultados experimentales revelaron que el FAR extrae de un transductor piezoeléctrico de estantería cuando el voltaje de salida está regulado en V con voltaje en circuito abierto V y entrega hasta un 20% más de energía que la técnica convencional de solo interruptor bajo restricción de carga. También muestra una mejora en la eficiencia energética en comparación con un rectificador de puente completo basado en diodos convencionales.
Descripción
En este trabajo, analizamos el efecto de una técnica mejorada de inversión de voltaje en el rendimiento energético de un recolector de energía piezoeléctrico. El principio de inversión de voltaje mejorada se basa en una arquitectura basada en interruptores sincronizados, y se denomina FAR (Rectificador Activo Completo). Utiliza una pequeña cantidad de carga almacenada para aumentar la inversión de voltaje. Este trabajo tiene como objetivo demostrar que, además de la eficiencia mejorada de la inversión, el FAR también contribuye a mejorar la eficiencia energética del recolector, especialmente bajo restricciones de carga cambiantes. Por lo tanto, el trabajo propone una comparación exhaustiva entre el FAR y su contraparte convencional, la técnica de solo interruptor. El FAR es fácil de implementar y no requiere ningún inductor o capacitor externo. Solo necesita un conjunto reducido de interruptores, un diodo activo y una secuencia de control simple, y por lo tanto se puede implementar en un circuito totalmente integrado. El FAR se puede utilizar como una solución de inversión de voltaje independiente o además para aumentar aún más la eficiencia de inversión en una arquitectura de vanguardia como SSHC, por ejemplo. Se realizaron pruebas en un prototipo de CI CMOS de proceso de 0.35 um. Los resultados experimentales revelaron que el FAR extrae de un transductor piezoeléctrico de estantería cuando el voltaje de salida está regulado en V con voltaje en circuito abierto V y entrega hasta un 20% más de energía que la técnica convencional de solo interruptor bajo restricción de carga. También muestra una mejora en la eficiencia energética en comparación con un rectificador de puente completo basado en diodos convencionales.