Paulino, NunoGomes, João Mário Fernandes2022-01-102022-01-102021-10http://hdl.handle.net/10362/130560This work contains an analysis of multiple topologies of DC-DC voltage buck con verters. The main goal of this Thesis is to study and design a functioning Step Down converter for capacitive coupling devices used for energy harvesting from the power AC grid. In order to achieve this goal, multiple topologies and circuits of this type of converter are studied and analysed, so that the requirements for the intended application are met. Since the input is obtained from the AC power grid and the output is connected to a supercapacitor, this results in a large input voltage (over 150V) and a low output voltage (between 1V to 3V), therefore the converter requires a step down voltage conversion ratio of around 130. The DC-DC converter should also have a large input impedance (around 50Mohm) to maximize the energy transferred from the power grid. This mode of operation is not common for regular inductance based DC-DC converters, making this a challenging problem. Moreover, since the amount of energy available from the capacitive coupling is very small, it is also necessary to develop a controller circuit that is capable of created a clock with a very low duty cycle while dissipating less than 50uW.Este trabalho visa analisar várias tipologias de conversores de tensão DC-DC deno minados conversores Buck. O principal objectivo desta Tese é estudar e projectar um conversor DC-DC abaixador de tensão para sistemas de acopelamento electromagnético capacitivo utilizada em aplicações de Energy Harvesting a partir da rede AC. De forma a cumprir este objectivo, várias tipologias são estudadas ao longo deste trabalho, de forma a cumprir as especificações exigidas. Uma vez que o sinal de entrada é obtido a partir da rede AC, e que o output está ligado a um supercondensador, isto faz com que a tensão de entrada seja elevado (Acima dos 150V) e a tensão de saída seja baixa (entre 1V e 3V), como tal o conversor precisa de um rácio de abaixamento bastante elevado de cerca de 130 vezes. O conversor DC-DC deve também ter uma impedância de entrada elevada (cerca de 50MOhm) por forma a maximizar a energia transferida da rede de energia. Estas condições de funcionamento não são habituais para conversores DC-DC indutivos, o que torna este um problema muito desafiante. Adicionalmente, uma vez que a energia disponivel devido ao acopelamento capacitivo é muito reduzida, é necessário desenvolver um circuito controlador capaz gerar um sinal de relógio com um duty cycle reduzido enquanto dissipa menos de 50uW de potência.engDC-DCStep-DownBuckMagnetic CouplingEnergy HarvestingInternet of Thingsmaster thesis