Design and analysis of impedance-matching and dickson-voltage-multiplier for 915-MHz RF energy/harvesting system
915 MHz enerji hasat sistemi için empedans eşleştirme ve dickson gerilim çarpanının tasarımı ve analizi
- Tez No: 818261
- Danışmanlar: DOÇ. DR. OZAN GÜLBUDAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 171
Özet
Dünya sürdürülebilir ve yenilenebilir enerji kaynaklarına doğru kaymaya devam ederken, RF enerji toplama sistemleri, ortamdaki radyo frekans dalgalarını kullanılabilir elektrik gücüne dönüştürerek düşük güçlü elektronik cihazlara güç sağlamak için umut verici bir çözüm olarak popülerlik kazanıyor. Bu tez, -40 dBm ile 40 dBm arasındaki giriş gücü için RF enerji toplama parametreleri ile çıkış DC voltajı arasındaki ilişkiyi analiz eder ve araştırır. (L, T ve π) eşleştirme ağları gibi Dickson voltaj çarpanı aşamalarını (DVÇ'ler) tasarlamak için üç tür eşleştirme empedans ağı kullanılmıştır. Bu çalışmada 20 ila 2500 kΩ yük direnci aralığı için DVM'nin tasarımı ve uygulaması yapılmıştır. Bu tez, alternatif empedans eşleştirme, empedans ağlarının verimliliği ve çıkış DC voltajını nasıl etkilediğini inceler. DVM devrelerini tasarlamak için üç tip Schottky diyot modeli kullanılmıştır: HSMS-2852, HSMS-2822 ve HSMS-2860. Her bir simülasyonu gerçekleştirmek için Gelişmiş Tasarım Sistemi (GTS) 2021 ortamı kullanılmıştır. Tasarımda kullanılan Endüstriyel, Bilimsel ve Tıbbi Radyo Bandı (ISM bandı) hedef frekansı 915 MHz'dir. Düşük seviyeli giriş gücünde, simülasyon sonuçları, eşleştirmeli DVÇ devresi tasarımının, eşleştirmesiz DVÇ devresinden daha verimli olduğunu göstermiştir. Ek olarak simülasyon sonuçları, düşük yük kullanımının hasat devresinin verimliliğini artırdığını göstermektedir. Ayrıca HSMS-2852 Schottky diyot modelleri, HSMS-2822 modellerinden ve HSMS-2860 modellerinden daha verimlidir. Ayrıca HSMS-2860, en düşük ileri voltaj düşüşüne ve en yüksek ters voltaj değerine sahiptir, bu da onu bir Dickson voltaj çarpanı için en verimli seçim haline getirir. Ayrıca, tüm tasarımlar verimlilik düzeyine bağlı olduğundan, eşleştirme devresi olan toplama sistemi, düşük giriş gücü için eşleştirme devresi olmayan toplama sistemine göre daha avantajlıdır. Bu nedenle, bu tezdeki tüm simülasyon bölümleri için hem voltaj hem de verim için karşılaştırma sonucu ve veri analizi ayrıntılı olarak yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
As the world continues to shift towards sustainable and renewable energy sources, RFEH systems are gaining popularity as a promising solution for providing power to low-power electronic devices by converting ambient radio frequency waves into usable electrical power. This thesis analysis and investigates the relationship between RFEH parameters and the DC output voltage for input power from -40 dBm to 40 dBm. Three types of matching impedance networks have been used to design Dickson voltage multipliers stages (DVMs) such as (L, T, and π) matching networks. The design and implementation of DVM in this study for a range of load resistances from 20 to 2500 kΩ. To examine how alternative impedance matching impedance networks affect efficiency and output DC voltage. To design the DVM circuits, three types of Schottky diode models have been used: HSMS-2852, HSMS-2822, and HSMS-2860. The Advance Design System (ADS) 2021 environmental has been utilized to perform every simulation. The Industrial, Scientific, and Medical Radio Band (ISM) selected frequency used in the suggested design is 915 MHz. At low-level input power, the simulation results indicated that the DVM circuit design with matching was more efficient than the DVM circuit without matching. Additionally, the simulation results demonstrate that low load usage boosts the harvesting circuit's efficiency. Furthermore, HSMS-2852 Schottky diode models are more efficient than HSMS-2822 models and HSMS-2860. Besides, The HSMS-2860 has the lowest forward voltage drop and the highest reverse voltage rating, which makes it the most efficient choice for a Dickson voltage multiplier. Moreover, the harvesting system with a matching circuit benefits the system without a matching circuit for low input power because all designs depend on the efficiency level. Hence, the comparison result and data analysis for both voltage and efficiency has been done in detail for all simulation parts in this thesis.
Benzer Tezler
- Geniş bantlı enerji hasatlama devrelerinin tasarımı ve gerçeklenmesi
Design and implementation of broadband energy harvesting circuits
ÖMER KASAR
Doktora
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUD KAHRİMAN
- Design and analysis of implantable antenna for ISM and WMTS bands
ISM ve WMTS bantları i̇çin vücuda yerleşti̇ri̇lebi̇li̇r anteni̇n tasarım ve anali̇zi̇
HASEN AHMED M. AL WERFALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKarabük ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHATTİN TÜRETKEN
- Güvenlik maksatlı doppler radar vericisi için güç bölücü, güç yükseltici, güç toplayıcı devre tasarımı, üretimi ve analizi
The design, fabrication and analysis of power divider, power amplifier and power combiner for security purpose pulse doppler radar
EMRE ELİBOL
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHava Harp Okulu KomutanlığıElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET ÖNCÜ
YRD. DOÇ. DR. ERSİN GÖSE
- The future development of communication networks from 5g to 6g
5g'den 6g'ye iletişim ağlarının gelecekteki gelişimi
FIRAS ABDULMUNTASSER ALBAKER
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAltınbaş ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEFER KURNAZ
- Design and analysis of plasmonic nanoantennas with ground plane and impedance matching
Toprak düzlem ve empedans uyumlama ile plazmonik nanoantenlerin tasarımı ve analizi
ADEEL AFRIDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ŞÜKRÜ EKİN KOCABAŞ