DC-DC sepic converter design for energy harvesting applications
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: İSMAİL GÜZELTEPE
Danışman: Revna Acar Vural
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Ultra düşük güçlü alıcı/vericilerin ve bataryasız çalışan uygulamaların yaygınlaşması ile birlikte, sürekli büyüyen ve gelişen Kablosuz Algılayıcı Ağları (WSN) ve Nesnelerin İnterneti (IOT) dünyasına yeni otonom ajanların katılımı da giderek artmaktadır. Verimli ve daha geniş giriş gerilimi aralığında çalışan enerji hasatlama uygulamaları ise bataryasız sistemlerin kapsayıcılığını ve uygulama alanlarını artırmaktadır. Bu nedenle daha verimli, daha az güç tüketen ve daha geniş giriş aralığında çalışabilen dönüştürücüler tasarlanmaktadır. Bu dönüştürücüler arasında çift yönlü dönüşüm sağlayan yapılar daha iyi avantajlar sağlayabilmektedir. Çünkü yükseltme yeteneklerinin yanı sıra çift yönlü dönüştürücüler fazladan devreye ihtiyaç olmadan verimli bir şekilde aşağı yönlü gerilim dönüşümü de yapabilmektedir. Bu dönüştürücüler arasında, yenilenebilir enerji başta olmak üzere birçok alanda kullanımı yaygınlaşan SEPIC dönüştürücüler; giriş akımında fazla dalgalanma yaratmaması, giriş gerilimi ile aynı polaritede çıkış gerilimi sağlaması, anahtarlama transistöründe aşırı strese neden olmaması vb. nedenlerle sıklıkla tercih edilmektedir. Ancak, literatürde Enerji hasatlama uygulamalarında kullanımı konusunda yeteri kadar çalışma bulunmamasına rağmen, SEPIC dönüştürücüler bu alanda daha uygun çözümler sunabilir. Bu çalışmada; çok düşük gerilimli enerji hasatlama uygulamaları için tümleşik aktif elemanlı DA-DA SEPIC dönüştürücülerin etkili şekilde kullanılmasına yönelik kullanımının araştırılması hedeflenmiştir. Harekete geçme (start-up) ve kontrol amacıyla 7-katlı bir ring osilatör ve iletim geçidi (transmission gate) ile evirici içeren bir iş oranı kontrol devresi kullanılmıştır. Bu kapsamda; UMC 130nm teknolojisi kullanılarak, 0.5V-1.6V giriş gerilimi aralığında sabit 1V çıkış verebilen ve azami %81 verimlilikte ortalama 2.7mW çıkış gücü sunabilen DC-DC SEPIC dönüştürücü tasarımı yapılmıştır.