Tez Arşivi

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı

A comprehensive study on RF energy harvesters: Modelling, design, and implementation

RF enerji depolama devrelerın tasarım ve kapsamlı incelemeleri: Modelleme, tasarlama, ve gerçekleştirmek

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 442315 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

The Dickson and the threshold self-compensated UHF rectifier architectures are investigated in detail. At first, the Dickson architecture is studied by aiming to find an accurate yet general input-output relationship. It is revealed that the ratio of peak forward current over the load current could be well approximated for broad range of incoming RF amplitudes. For threshold self-compensated UHF rectifiers, a behavioral model is presented for core unit of the structure to ease the analytical discussions. Then, a model is elaborated by noticing the steady-state waveforms at different nodes. Then the coherence between the dependence of the load current and power conversion efficiency over the variation of the generated DC voltage is used for finding the optimum design parameters of the structure. In circuit design level, two novel architectures are introduced. The first one is threshold-compensated UHF rectifier with "self-calibration technique" which avoids the reduction of power conversion efficiency over the increment of the incoming RF signal. The idea is to separate the compensation-generator from the main rectifier by adding two auxiliary rectifiers. Second circuit for UHF rectifiers is "switched-gate" architecture which increases the peak power conversion efficiency. The method is based on adaptive threshold-compensation which establish different gate-source voltage for the diodes during the forward and reverse conduction phases. Analysis of conjugate matching and passive Q-boosting methods for interfacing between antenna and rectifier is also conducted. At the end, a novel reference block is designed by reducing the power consumption of the voltage reference down to 89 nW while providing temperature/supply independent reference.

Summary:

Dickson ve eşik değerini kendi dengeleyen UHF doğrultucu yapıları ayrıntılı bir biçimde araştırılmıştır. İlk olarak, Dickson yapısı doğru ama genel girdi-çıktı ilişkisinin bulunması amaçlanarak irdelenmiştir. İleriye tepe akımının yük akımına oranının geniş bir dizi halindeki gelen RF genlikleri için çok yaklaşık olacağı ortaya çıkarılmıştır. Eşik değerini kendi dengeleyen UHF doğrultuculara yönelik, yapının çekirdek biriminin çözümsel irdelenmesini kolaylaştıracak bir davranışsal model sunulmuştur. Model farklı düğümlerdeki kararlı dalga biçimleri önemsenerek detaylı olarak incelenmiştir. Daha sonra, yük akımının bağımlılığı ve güç dönüşüm verimliliği ile üretilen DC voltajın değişme miktarı arasındaki tutarlılık yapıya en uygun tasarım parametrelerinin bulunması için kullanılmıştır. Devre tasarım düzeyinde iki yapı tanıtılmıştır. Bunlardan ilki gelen RF sinyalinin artışı üzerine güç dönüşüm verimliliğinin düşürülmesini önleyen, kendini ayarlayabilme özelliği ile eşik değerini dengeleyen UHF doğrultucusudur. Temel düşünce dengeleme-jeneratörünün ana doğrultucudan iki yardımcı doğrultucu eklenerek ayrılmasıdır. UHF doğrultucuları için ikinci devre tepe gücü dönüşüm verimliliğini arttıran "anahtarlamalı-kapı" yapılarıdır. Buradaki genel kavram ileri ve ters iletim evreleri süresince diyotlar için farklı kapı-kaynak voltajını tesis eden "uyarlanabilir dengeleme"dir. Anten ve doğrultucu arasındaki ara yüz için eşlenik eşleştirme ve pasif Q-artırma metotlarının analizleri de incelenmiştir. En sonunda, sıcaklıktan/beslemeden bağımsız referans sağlamakla birlikte 100 nW'nin altındaki voltaj referansının güç tüketimini azaltarak özgün bir referans bloğu tasarlanmıştır.