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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Projeto de um retificador por acoplamento cruzado para colheita de energia de RF em circuitos de ultra-baixa tensão
Autor(es): Oliveira, Tailize Cordeiro de
Primeiro Orientador: Severo, Lucas Compassi
Resumo: Este trabalho apresenta o projeto de um retificador multiplicador de tensão por acoplamento cruzado, utilizando tecnologia CMOS de 180 nm, como um dos blocos de colheita de energia por radiofrequência. Seu objetivo é converter o sinal de entrada de RF em energia de tensão ultra-baixa, alcançando a maior eficiência de conversão de potência (PCE) para alimentar dispositivos IoT de baixo consumo. Também aponta uma visão geral dos dispositivos de colheita de energia e retificadores para baixa tensão, apresentando as referências mais relevantes na literatura dos últimos anos. Para projetar o bloco de circuito retificador de tensão, é demonstrada a arquitetura básica de um coletor de energia de RF, que faz uso de uma antena, uma rede de casamento de impedância e um retificador multiplicador de tensão por acoplamento cruzado. A concentração deste trabalho ocorre apenas no bloco retificador. A metodologia é demonstrada visando maximizar a tensão de saída através do dimensionamento de transistores e capacitores para uma carga de 10 kΩ. Como resultado, este trabalho apresenta a topologia de um retificador com apenas um estágio de multiplicação, sendo capaz e suficiente para fornecer uma tensão ultra-baixa de 0,4 V, quando alimentado com -14,13 dBm. Por fim, sua máxima PCE é obtida em 41,81%. Palavras-chave: Tecnologia CMOS. Retificador Multiplicador de Tensão por Acoplamento Cruzado. Internet das Coisas. Colheita de Energia. Radiofrequência. Eficiência de Conversão de Energia.
Abstract: This work presents the design of a cross-coupled voltage multiplier rectifier, using a 180 nm CMOS technology, as one of the radiofrequency energy harvesting blocks. It aims is to convert the RF input signal into ultra-low voltage power, achieving the high-est power conversion efficiency (PCE) to power low-power IoT devices. It also points out an overview of energy harvesting devices and low voltage rectifiers, presenting the most relevant references in the literature of recent years. To design the voltage rectifier circuit block, the basic architecture of an RF energy collector is demonstrated, which makes use of an antenna, an impedance matching network and a cross-coupled voltage multiplier rectifier. The concentration of this work occurs only in the rectifier block. The methodology is demonstrated aiming to maximize the output voltage through the sizing of transistors and capacitors for a load of 10 kΩ. As a result, this work presents the topology of a rectifier with only one multiplication stage, being capable and sufficient to provide an ultra-low voltage of 0.4 V, when fed with -14.13 dBm. Finally, its maximum PCE is obtained at 41.81%. Keywords: CMOS technology, Cross-Coupled Voltage Multiplier Rectifier, Internet Of Things, Energy Harvesting, Radio Frequency, Power Conversion Efficiency.
Palavras-chave: Engenharia elétrica
Semicondutores complementares de óxido metálico
Internet das Coisas
Radiofrequência
Electrical engineering
Metal oxide semiconductors, Complementary
Internet Of Things
Radio Frequency
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal do Pampa
Sigla da Instituição: UNIPAMPA
Campus: Campus Alegrete
Citação: OLIVEIRA, Tailize Cordeiro de. Projeto de um retificador por acoplamento cruzado para colheita de energia de RF em circuitos de ultra-baixa tensão. Orientador: Lucas Compassi Severo. 2022. 49p. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharel em Engenharia Elétrica) - Universidade Federal do Pampa, Curso de Engenharia Elétrica, Alegrete, 2022.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/6866
Data do documento: 11-Mar-2022
Aparece nas coleções:Engenharia Elétrica

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