Projecto de um circuito conversor DC-DC para aplicações de “energy harvest”

Abstract

Esta tese apresenta um circuito conversor DC-DC (“step-up”) para aplicações de “energy harvest”. Este circuito utiliza uma arquitectura “Switched capacitor voltage tripler”, controlada por um circuito MPPT baseado nos métodos “Load Voltage Maximization” e “Hill Climbing”. Este circuito foi desenhado usando a tecnologia “0.13 μm CMOS” de forma a funcionar com uma célula fotoeléctrica de “a-silicon”. Este circuito tem uma fonte de alimentação local também controlada pelo mesmo circuito MPPT, que é uma réplica do conversor “SC voltage tripler”, redimensionado a 3% da área deste último. Este circuito utiliza a combinação de transístores PMOS e NMOS de forma a reduzir a área ocupada. Um esquema de reutilização de cargas é utilizado para compensar as grandes resistências parasitas associadas aos transístores MOS. Os resultados das simulações mostram que o circuito pode fornecer uma potência de 9636 μW à carga, utilizando uma potência de 1274 μW na célula fotoeléctrica,correspondendo a uma eficiência na ordem dos 75,66%. As simulações mostram também que o circuito é capaz de se iniciar com apenas 19% do nível de iluminação máximo da célula fotoeléctrica.