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Projeto e análise de circuitos de coleta de energia de rádio frequência para aplicações IOT
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| Autor | Martins, Renan Daniel Dias; |
| Lattes do autor | http://lattes.cnpq.br/8004951549450240; |
| Orientador | Ferreira, Sandro Binsfeld; |
| Lattes do orientador | http://lattes.cnpq.br/6571128170736637; |
| Instituição | Universidade do Vale do Rio dos Sinos; |
| Sigla da instituição | Unisinos; |
| País da instituição | Brasil; |
| Instituto/Departamento | Escola Politécnica; |
| Idioma | pt_BR; |
| Título | Projeto e análise de circuitos de coleta de energia de rádio frequência para aplicações IOT; |
| Resumo | Este trabalho apresenta uma visão geral sobre dispositivos para coleta de energia do espectro de radiofrequência, apontando vantagens e desvantagens das principais topologias utilizadas, bem como apresentando os pontos mais relevantes para o projeto de sistemas de Energy Harvesting. Para demonstrar o funcionamento de um sistema de Energy Harvesting, é proposto um circuito para esta finalidade que faz uso de uma antena de RF, uma rede de casamento de impedâncias com circuito ressonante para elevação de tensão de entrada e um retificador em topologia de multiplicador de tensão por acoplamento cruzado de portas modificado. O circuito proposto utiliza dez estágios de multiplicação de tensão e é capaz de fornecer tensão de saída igual a 1,2 V quando alimentado com -26 dBm entre terminais de saída da antena. São demonstradas formas de definir parâmetros de projeto para EH, como tensão de saída, quantidade de estágios de multiplicação, topologias alternativas, e como encontrar o ponto ótimo de trabalho do circuito através de simulações. O circuito integrado foi desenvolvido em tecnologia CMOS TSMC 180 nm e apresenta uma eficiência de conversão de energia (PCE) máxima de 28,41%.; |
| Abstract | This work presents an overview of RF Energy Harvesting devices, pointing out the advantages and disadvantages of the main topologies used, as well as presenting the most relevant points for the design of Energy Harvesting systems. To demonstrate the operation of an Energy Harvesting system, a circuit is proposed for this purpose that makes use of an RF antenna, an impedance matching network with a resonant circuit for raising the input voltage and a modified gate cross-coupled charge pump rectifier (CC-CPR). The proposed circuit uses ten stages of CC-CPR to providing an output voltage equal to 1.2 V when powered with -26 dBm. Ways to define design parameters for EH are demonstrated, such as output voltage, number stages of rectification, alternative topologies, and how to find the optimal working point of the circuit through simulations. The integrated circuit was developed in CMOS TSMC 180nm technology and has a maximum power conversion efficiency (PCE) of 28.41%.; |
| Palavras-chave | Energy harvesting; Circuito integrado; CMOS; RF; PCE; IC; CC-CPR; |
| Área(s) do conhecimento | ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Elétrica; |
| Tipo | Dissertação; |
| Data de defesa | 2021-07-29; |
| Agência de fomento | Nenhuma; |
| Direitos de acesso | openAccess; |
| URI | http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/10292; |
| Programa | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica; |
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