Circuito de condicionamento de energia aplicado a sistemas de colheita de energia por radiofrequência.

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: MORAES JÚNIOR, Tarcísio Oliveira de.
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande; Brasil; Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI; PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA; UFCG
• Palavras-chave em Português: Circuito de condicionamento de energia; Condicionamento de energia; Colheita de energia - radiofrequência; Circuito de condicionamento de alta eficiência; Sistemas de colheita de energia; Eficiência de conversão de energia; Conversor CC/CC; power conditioning circuit; Power conditioning; Energy harvesting - radio frequency; High efficiency conditioning circuit; Energy harvesting systems; Energy Conversion Efficiency; CC/CC Converter; Engenharia Elétrica.
• Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/19986

Com o avanço da tecnologia, a redução do consumo de energia de circuitos microeletrônicos tem sido possibilitada, viabilizando a utilização de colheita de energia para alimentação de dispositivos eletrônicos. Desse modo, surgiu a necessidade de se desenvolver circuitos de condicionamento, que pudessem gerenciar níveis de tensão provenientes de captadores de energia, no intuito de alimentar adequadamente dispositivos eletrônicos. Portanto, propõe-se nesse trabalho, um circuito de condicionamento de alta eficiência aplicado a um sistema de colheita de energia por radiofrequência, capaz de condicionar sinais de tensão e alimentar dispositivos eletrônicos de baixo consumo. Para alcançar o objetivo proposto foi desenvolvido um circuito de condicionamento de energia composto por um retificador CMOS de onda completa, um conversor CC/CC, um circuito oscilador e um regulador de tensão. O circuito retificador tem uma topologia inovadora utilizando um circuito de polarização de substrato para redução de correntes de fuga. Nesse circuito foi possível obter 6% a mais de eficiência em comparação aos melhores resultados de retificadores até o momento publicados. O circuito de condicionamento proposto possui um circuito capaz de fornecer um valor fixo de tensão que alimenta o circuito oscilador que, por sua vez, gera sinais de clock para o controle de chaveamento do conversor CC/CC híbrido indutivo capacitivo. Todo o circuito de condicionamento desenvolvido opera sem necessitar de fonte de alimentação externa, se distinguindo de trabalhos publicados recentemente. O circuito de condicionamento foi analisado e projetado utilizando o software Virtuoso/Cadence e enviado para a fabricação com tecnologia CMOS de 130 nm. O circuito de condicionamento proposto foi capaz de gerar -19,09 dBm, com uma eficiência total de 14,5%, e com tensão de saída de 3,3 V, sendo a potência e tensão de entrada de -10,7 dBm e 600 mV, respectivamente. Os resultados experimentais e de simulação foram comparados com outros trabalhos.