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JSSC 2015第10期Power Management0.35µmEnergy Harvesting

Self-Powered 30 µW to 10 mW Piezoelectric Energy Harvesting System With 909 msV

提出一种自供电压电能量收集系统,采用单周期最大功率点感应技术。
0.35µm BCDMOS, 2.7V, 10µW, 90kHz, 10-mH电感
压电能量收集最大功率点跟踪自供电单周期感应BCD工艺
创新点1:单周期最大功率点感应方法,通过使用极小尺寸的感应电容器,使传感器输出电压在一个周期内达到开路电压,显著简化MPP跟踪算法设计并大幅减少跟踪时间。
创新点2:自偏置控制模块,无需额外DC-DC转换器,通过选择输入或输出电压中较高的电压作为供电电压,实现系统自供电,降低功耗。
创新点3:电压多路复用器和低功耗斜坡发生器,独立于供电电压,有效控制系统运行,减少能量损耗,提升系统效率。
创新点4:系统在0.35 µm BCDMOS工艺中实现,工作频率为90 kHz,使用10-mH电感,控制器总功耗仅为10 µW,MPP跟踪时间仅为9.09 ms/V,性能优异。
Abstract
A piezoelectric (PE) energy harvesting system with one-cycle maximum power point (MPP) sensing is pres ented. The one-cycle MPP sensing method uses a very small size sensing ca- pacitor and it can make the transducer output voltage reach the open circuit voltage within one cycle. The propos ed MPP sensing block can sense the open circuit voltage with a proposed peak de- tector and stores the MPP voltage using charge sharing blocks. The one-cycle MPP sensing approach simplifies t h ed e s i g no f