보고서 정보
주관연구기관 |
한국과학기술원 Korea Advanced Institute of Science and Technology |
연구책임자 |
조성환
|
참여연구자 |
이윤명
,
김철우
,
김재하
|
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2017-07 |
과제시작연도 |
2016 |
주관부처 |
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
등록번호 |
TRKO201800003949 |
과제고유번호 |
1711041927 |
사업명 |
글로벌프론티어지원 |
DB 구축일자 |
2018-04-28
|
키워드 |
센서의 초저전력화.에너지 하베스팅.무선센서노드.구조믈 건전성 모니터링.운동/압전 에너지 하베스팅.Ultra-low power sensor.Energy harvesting.Wireless sensor node.Structural health monitoring.PZT energy harvesting.
|
초록
▼
● 1uW 급 온도, 습도, 조도, cap 센서 및 100nW 급 저전력 아날로그 기준 회로 설계 및 IC로 구현
● 피로균열 자동 감지 무선 센서 노드 (3주간 소모에너지 300J 이하,크기 7x4x4cm3 이하)
● 저주파수 진동에너지 기반 전력 자가 공급 모듈 (전력 자가공급률 70%이상, 크기 10x4x4cm3 이하)
● 기존의 에너지 하베스팅 기술과 비교해 세계 최고 수준의 전력 밀도(2.5μW/mm3): 의류에 부착 가능함과 동시에 배터리를 사용하
● 1uW 급 온도, 습도, 조도, cap 센서 및 100nW 급 저전력 아날로그 기준 회로 설계 및 IC로 구현
● 피로균열 자동 감지 무선 센서 노드 (3주간 소모에너지 300J 이하,크기 7x4x4cm3 이하)
● 저주파수 진동에너지 기반 전력 자가 공급 모듈 (전력 자가공급률 70%이상, 크기 10x4x4cm3 이하)
● 기존의 에너지 하베스팅 기술과 비교해 세계 최고 수준의 전력 밀도(2.5μW/mm3): 의류에 부착 가능함과 동시에 배터리를 사용하는 다양한 웨어러블 기기의 전원으로 대체 가능
● 다양한 에너지 소스를 이용하여 에너지를 수확 및 저장하는 Platform개발
● 압전소자를 이용한 무전원 무선 스위치 개발
( 출처 : 보고서 요약서 3p )
Abstract
▼
Purpose & Contents
● Ultra-low power temperature, humidity, illuminance, cap sensor and ADC / design optimization : Ultra low-power sensor(<100nW) and optimization / sensor aging and maximizing life-time research/Ultra low-power wireless transmit/receive interface design / Ultra low-power circuit
Purpose & Contents
● Ultra-low power temperature, humidity, illuminance, cap sensor and ADC / design optimization : Ultra low-power sensor(<100nW) and optimization / sensor aging and maximizing life-time research/Ultra low-power wireless transmit/receive interface design / Ultra low-power circuit design and packaging research
● Low-frequency vibration energy based power supply module & Integration and performance validation : Development and minimization of the electromagnetic based vibration energy harvester, development of the high efficient battery charging circuit, integration to the fatigue crack detection sensor node, performance validation on various real structures
● Development of multi-input energy harvesting converter (energy combiner) : Energy combiner which utilizes all of the energy from the proposed combined PEG/TENG. Fully-integrated whole system except input/output capacitor in 5mm×5mm die area. Combining PEG/TENG and the energy combiner. Energy generation from human body. 20×20×2mm3 volume. 63% maximum efficiency, 1.2V output voltage, 2mW maximum output power, 10μW minimum input power
● Power management IC for smart sensors with efficient energy harvesting and DC-DC conversion : Variable-ratio DC-DC voltage converter for DVS (Dynamic Voltage Scaling) implementation for low power smart sensors, Energy harvestor capable of efficient energyharesting from <100mV ~1nW DC energy source, PZT energy harvester for energy harvesting from irregular energy input
Results
● 1uW temperature, humidity, illuminance, cap sensor and 100nW low power analog reference circuit design and IC design
● Electromagnetic based low-frequency vibration energy harvester(Size: Less than 30x5x5cm3) and field validation, High efficient battery charging circuit (Charging efficiency: Over 50%) and integration to the sensor node
● Development of TENG (Implementation and measurement for the prototype, 15uW RMS output power, 1mW instantaneous output power(30V output voltage), 13x32x1mm2 volume, implementation and measuremenet for the dual mode rectifier for kinetic/piezo energy harvesting
● Publication on International conferences and journals, domestic/international patent application/registration, train experts for power management IC for low power smart sensors
Expected Contribution
● Development of ultra-low power sensor which can cover 1 billion scale of IoT market it can reduce the rate of dependency of imports at IoT market, diminish the unit cost, and get the competitiveness.
●Securement of source technology for structural health monitoring/energy harvesting and prevention of catastrophic disasters and satisfaction of the social demand to safety which can be applied to various structures such as bridges, offshore cranes, high-speed trains, aircrafts
● High output power density device can be attached/integrated in clothes, can substitute the power supplies of various wearable devices which uses batteries
● Commercialization of power management IC for low power smart sensors, technology transfer for energy autonomy solution, also can be paired with other smart sensors from CISS
( 출처 : SUMMARY 5p )
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제출문 ... 2
- 보고서 요약서 ... 3
- 요약문 ... 4
- SUMMARY ... 5
- Contents ... 6
- 목차 ... 6
- 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 7
- 1. 연구개발 목적 ... 7
- 2. 연구개발의 필요성 ... 7
- 3. 연구개발 범위 ... 7
- 제2장. 국내외 기술 개발 현황 ... 9
- 제3장. 연구 수행 내용 및 성과 ... 10
- 제4장. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 10
- 1. 목표 달성도 ... 10
- 2. 관련 분야 기여도 ... 10
- 제5장. 연구개발성과의 활용계획 ... 11
- 제6장. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 12
- 제7장. 연구개발성과의 보안등급 ... 12
- 제8장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 12
- 제9장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 13
- 1. 안전 환경 관리 규정 운영 ... 13
- 2. 안전점검활동 ... 13
- 3. 교육 훈련 ... 13
- 4. 건강 검진 ... 13
- 5. 보험 가입 ... 13
- 제10장. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 14
- 제11장. 기타 사항 ... 15
- 제12장. 참고 문헌 ... 15
- 끝페이지 ... 16
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.