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배터리 관리 기능을 갖는 빛 에너지 하베스팅 충전기
A Photovoltaic Energy Harvesting Charger with Battery Management 원문보기

한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회, 2014 Oct. 28, 2014년, pp.561 - 564  

김국동 (인천대학교) ,  박사현 (인천대학교) ,  김대경 (인천대학교) ,  양민재 (인천대학교) ,  윤은정 (인천대학교) ,  유종근 (인천대학교)

초록
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본 논문에서는 배터리 관리 기능을 갖는 빛 에너지 하베스팅 충전기 회로를 제안하였다. 제안된 회로는 MPPT(Maximum Power Point Tracking)를 통해 빛 에너지를 솔라 셀로부터 수확하고, 수확한 에너지를 외부 배터리 커패시터에 연결하여 충전한다. 배터리 관리회로(Battery Management)의 신호에 따라, 배터리 커패시터의 충전 상태를 조절한다. 제안된 회로는 0.35um CMOS 공정으로 설계하였으며, 모의실험을 통해 동작을 검증하였다. 설계된 회로의 최대효율은 84.8%이며, 칩 면적은 패드를 포함하여 $1350um{\times}1200um$이다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper a photovoltaic energy harvesting charger with battery management circuit is proposed. The proposed circuit harvests maximum power from a solar cell by employing MPPT(Maximum Power Point Tracking) control and charges an external capacitor battery with the harvested energy. The charging ...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이러한 이유로 응용분야가 제한 될 수밖에 없기 때문에 이를 해결하기 위해 에너지원을 다양화하여 빛에너지, 열에너지, 진동에너지를 같이 수확하는 다중에너지 수확에 대한 연구도 진행 중이다.[5] 본 논문에서는 이 같은 문제를 빛에너지를 수확하여 배터리에 저장하고 주변 환경의 변화에 의해 빛 에너지를 수확 할 수 없을 때는 배터리에 저장된 에너지를 사용하도록 하여 문제를 해결하는 것에 중점을 두고 연구를 진행하였다. 또한 에너지 수확의 효율을 증가시키기 위해 에너지 수확이 가장 효율적으로 진행될 수 있도록 MPP(Maximum Power Point)에서 에너지 수확이 진행되도록 MPPT(Maximum Power Point Tracking)기능을 적용하였다.
  • 본 논문에서는 0.35um CMOS 공정을 이용하여 배터리 관리 기능을 갖는 빛 에너지 하베스팅 충전기 회로를 설계하였다. 솔라셀로부터 최대 전력을 수확하기 위해 pilot 솔라셀을 사용하여 MPPT 기능을 적용하였으며, 다양한 회로 기술을 적용하여 전력소모를 최소화 하도록 하여 효율을 향상시켰다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
빛 에너지 하베스팅이란 무엇인가? 빛 에너지 하베스팅(Photovoltaic Energy-Harvesting) 기술은 태양과 같은 빛에너지 원으로 부터 광기전력을 수확하여 전기 에너지로 변화하는 기술로써 솔라 패널을 사용하는 매크로 빛 에너지 하베스팅 분야에 주로 적용되어 왔다. 그러나 최근에는 소형 전자기기의 에너지원으로 사용하기 위한 마이크로 빛 에너지 하베스팅에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
빛 에너지 하베스팅 기술은 어떤 분야에 적용되는가? 빛 에너지 하베스팅(Photovoltaic Energy-Harvesting) 기술은 태양과 같은 빛에너지 원으로 부터 광기전력을 수확하여 전기 에너지로 변화하는 기술로써 솔라 패널을 사용하는 매크로 빛 에너지 하베스팅 분야에 주로 적용되어 왔다. 그러나 최근에는 소형 전자기기의 에너지원으로 사용하기 위한 마이크로 빛 에너지 하베스팅에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
시동회로의 펄스 발생기는 어떤 역할을 하는가? 오실레이터는 전하 펌프의 승압을 위한 중첩되지 않는 클럭 (CLK1, CLK2)을 발생시키고 전하 펌프는 입력전압 VSC를 NMOS스위치 Mns의 문턱전압 이상으로 승압 시킨다. 펄스 발생기는 전하 펌프를 통해 승압된 전압 Vcp를 이용하여 NMOS스위치 Mns를 ON/OFF하기 위한 펄스(Vpulse)를 생성한다.
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