Conversor CC-CC elevador de tensão para aplicações de energy harvesting

• Main Author: Fontela, Luís Filipe Esteves Machado
• Publication Date: 2016
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: http://hdl.handle.net/10400.26/17821
• topic: Baixa tensão; CMOS,; Conversor CC-CC; Elevador de tensão; Recolha de energia

Ao longo das últimas décadas os dispositivos portáteis alimentados com baixa tensão têm vindo a aumentar e, consequentemente, algumas fontes de recolha de energia a partir do ambiente envolvente. Para permitir a aplicação dessas fontes de recolha de energia a dispositivos eletrónicos portáteis, verificou-se a necessidade do uso de conversores Corrente Contínua-Corrente Contínua (CC-CC) eficientes. Neste sentido, surge o tema para esta dissertação, na qual se pretende desenvolver um conversor CC-CC elevador de tensão, dedicado a aplicações de recolha de energia. Este conversor deverá ser integrado em tecnologia Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (CMOS) de 130nm para operar em alta frequência (na ordem dos MHz), tendo como objetivo converter tensões da ordem dos 500mV em 2,4V. O projeto é assistido em ambiente Electronic Design Automation (EDA), recorrendo à ferramenta Cadence Design Environment (CDE) e ao respetivo kit da tecnologia CMOS, sendo validado com simulações em situações extremas, conhecidas como simulação de corners. O circuito é projetado e testado em esquema elétrico, permitindo obter 2,4V com tensões de entrada a partir de 0,4V até 0,6V. Para elaborar a planta em simulador otimiza-se o circuito para a tensão de entrada a 0,5V. A partir da planta é feita a extração do circuito, incluindo assim todos os parâmetros parasitas do processo. Finalmente, o conversor projetado é baseado numa arquitetura híbrida, indutiva e capacitiva, permitindo converter uma tensão de 0,5V para 2,4V, com uma carga de 10KΩ e frequência de 10 MHz, sendo que a área de implementação da planta do circuito é de 303,974mm2.