A comprehensive study on RF energy harvesters: Modelling, design, and implementation
RF enerji depolama devrelerın tasarım ve kapsamlı incelemeleri: Modelleme, tasarlama, ve gerçekleştirmek
- Tez No: 442315
- Danışmanlar: PROF. DR. HALUK KÜLAH
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 165
Özet
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.
Özet (Çeviri)
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.
Benzer Tezler
- Gelecek nesil kablosuz haberleşme ağları için enerji hasatlama sistemleri
Energy harvesting systems for next generation wireless communication networks
DOĞAY ALTINEL
Doktora
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNEŞ ZEYNEP KARABULUT KURT
- Fischer-tropsch ile hafif olefin üretimi prosesi için kinetik modelleme ve optimizasyon çalışması
Kinetic modeling and optimization study for light olefin production process with fischer-tropsch
SELİN ERTUNAN GÜMÜŞBOĞA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GAMZE GÜMÜŞLÜ GÜR
- Dağıtık üretim güç sistemlerinde geliştirilmiş oylama modeli tabanlı arıza tespiti ve sınıflandırması
Improved voting model based fault detection and classification in distributed generation power systems
FEVZEDDİN ÜLKER
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET KÜÇÜKER
- Fully simulated and model based power consumption estimation of internet of things devices
Nesnelerin interneti cihazlarının tamamen benzetim ve model tabanlı güç tüketimi tahmini
ÖZEN ÖZKAYA
Doktora
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SIDDIKA BERNA ÖRS YALÇIN
- Çoruh, Seyhan ve Ceyhan havzalarında kuraklık analizi
Drought analysis in Çoruh, Seyhan and Ceyhan river basins
TOLGA BARIŞ TERZİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİHRAT ÖNÖZ