Triboelektrik enerji hasatlayıcı uygulamaları için DC-DC buck dönüştürücü

Enerji hasatlama uygulamaları gün geçtikçe daha popülerleşiyor. Birçok uygulama için kendi kendini besleyebilen uygulamalar çoğu durumda bir lüksten ziyade bir ihtiyaca dönüştü. Büyük boyutu ve sürekli değiştirilme gereksiniminden dolayı batarya kullanımı maliyetli ve kullanışsız hale geldi. Bu nedenle, daha az maliyetli ve kullanışlı olan enerji hasatlama uygulamaları alanındaki yatırımlar ve araştırmalar artmakta. Enerji hasatlamak için birçok yöntem bulunmaktadır. Bunlardan biri triboelektrik enerji hasatlama yöntemidir. Bu yöntemde, triboelektrik çeviricilerden AC gerilim elde edilir ve bu gerilimin değeri 100V gibi yüksek mertebeleri bulabilmektedir. Dolayısıyla, yüksek voltajı kullanılabilir hale getirebilecek rektife devre, DC-DC buck dönüştürücü ve kapasitör anahtarlamalı DC-DC dönüştürücüden oluşan bir sistem gerekmektedir. Bu sistem kademeli olarak yüksek voltajı düşük seviyelere indirger. DC-DC buck dönüştürücü, giriş kapasitöründe 70V olarak depolanan enerjiyi kapasitör anahtarlamalı DC-DC dönüştürücüye 10V DC olarak verir. Amaç, voltajı 70V olan düşük giriş enerjisi (10u-30uJ) olabildiğince verimli bir şekilde 10V'a dönüştürmektir. Bu tezde, PFM modunda çalışan asenkron bir buck dönüştürücü sunulmuştur. Alt bloklar, yüksek voltaj nedeniyle bozulmayı önleyecek şekilde tasarlanmıştır. Buck dönüştürücüsünü çalıştırabilmek için bir başlatma devresi tasarlanmıştır. Her alt blok, transistör seviyesi çizimleri ile birlikte gösterilmiş ve yaklaşık %70 verimlilik elde edilmiştir.