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講演抄録/キーワード
講演名 2020-08-06 13:00
高出力インピーダンス発電素子用電力変換回路の入力インピーダンス時分割変調制御方式の提案
纐纈一真丹沢 徹静岡大
抄録 (和) 本論文では、出力インピーダンスの高い発電素子から電力変換を行う回路システムの実用的な制御方式を提案する。従来の制御回路方式では、出力電力が最大となるように電力変換回路の入力電圧(これは発電素子の出力電圧に等しい)を設定していた。現実には、この動作点電圧が制御回路の動作下限より低くなる場合がある。本論文では、電力変換回路の負荷となる回路システムの必要な動作電圧V_PPが仕様として与えられたときに、出力電圧がV_PPに達しておらず、かつ入力電圧が所定電圧V_DD以上となっている条件でのみ、電力変換回路を動作させることによってシステムの安定動作を実現した。この制御によって電力変換回路の入力インピーダンスZ_CPinは、動作中は低く、入力端の電源コンデンサC_DDより低インピーダンスで電力を入力し、非動作時はZ_CPinは高く、高い発電素子の出力インピーダンスでC_DDを充電する。この時分割変調制御によって1)動作点電圧を回路の動作下限電圧より常に高く、2)発電素子から最大電力を取り出し、3)出力電圧をターゲット電圧に制御することができる。提案回路システムを1V CMOSで設計・試作し動作の検証を行ったところ、開放電圧V_OC=0.9V、出力インピーダンスR_TEG=400ΩのTEGから50µW@2.5Vの電力変換が行えることを確認した。 
(英) This paper proposes a practical control circuit design of power converter for energy transducer with high output impedance. In conventional control circuit systems, the input voltage of the power converter is set so that the output power becomes maximum. In reality, this operating point voltage can be lower than the lower limit of the supply voltage at whicih the power converter can work. A proposed control circuit enables the power converter to operate when the output voltage is lower than V_PP and the input voltage is higher than a specified voltage V_DD. As a result, the input impedance Z_CPin of the power converter can be low enough to extract power from the energy transducer via a power supply capacitor C_DD when the power converter is enabled. The power is input from the power supply capacitor C_DD to the converter with low impedance. On the other hand, Z_CPin can be high enough to charge up C_DD via the energy transducer when the power converter is disabled. As a result, 1) the operating point of the input voltage can be controlled to be higher than the minimum supply voltage, 2) a maximum power can be extracted, and 3) the output voltage is controlled to be the target voltage. The proposed circuit system was fabricated in 65nm 1V CMOS and its operation was verified. As a result, the proposed integrated circuit converts an output power of 50µW at an output voltage of 2.5V from a thermoelectric energy transducer with an open circuit voltage of 0.9V and output impedance of 400Ω.
キーワード (和) IoT / エネルギーハーベスティング / 熱電発電 / DC/DC / チャージポンプ / / /  
(英) IoT / Energy harvesting / Thermoelectric generator / DC/DC / Charge pump / / /  
文献情報 映情学技報
資料番号  
発行日  
ISSN Print edition: ISSN 1342-6893  Online edition: ISSN 2424-1970
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研究会情報
研究会 IEICE-ICD IEICE-SDM IST  
開催期間 2020-08-06 - 2020-08-07 
開催地(和) オンライン開催 
開催地(英) Online 
テーマ(和) アナログ、アナデジ混載、RF及びセンサインタフェース回路、低電圧・低消費電力技術、新デバイス・回路とその応用 
テーマ(英) Analog, Mixed Analog and Digital, RF, and Sensor Interface, Low Voltage/Low Power Techniques, Novel Devices/Circuits, and the Applications 
講演論文情報の詳細
申込み研究会 IEICE-ICD 
会議コード 2020-08-ICD-SDM-IST 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) 高出力インピーダンス発電素子用電力変換回路の入力インピーダンス時分割変調制御方式の提案 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) A control circuit design of power converter with time-division input impedance modulation for energy transducer with high output impedance 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) IoT / IoT  
キーワード(2)(和/英) エネルギーハーベスティング / Energy harvesting  
キーワード(3)(和/英) 熱電発電 / Thermoelectric generator  
キーワード(4)(和/英) DC/DC / DC/DC  
キーワード(5)(和/英) チャージポンプ / Charge pump  
キーワード(6)(和/英) /  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 纐纈 一真 / Kazuma Koketsu / コウケツ カズマ
第1著者 所属(和/英) 静岡大学 (略称: 静岡大)
Shizuoka University (略称: Shizuoka Univ.)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 丹沢 徹 / Toru Tanzawa / タンザワ トオル
第2著者 所属(和/英) 静岡大学 (略称: 静岡大)
Shizuoka University (略称: Shizuoka Univ.)
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講演者
発表日時 2020-08-06 13:00:00 
発表時間 25 
申込先研究会 IEICE-ICD 
資料番号  
巻番号(vol) ITE-44 
号番号(no)  
ページ範囲  
ページ数 ITE- 
発行日  


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