CMOS Circuits for Passive Wireless Microsystems

Yuan, Fei

doi:10.1007/978-1-4419-7680-2

Cited by 41 publications

(33 citation statements)

References 57 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Z tego powodu alternatywne metody dostarczania energii, eliminujące konieczność uŜycia klasycznych źródeł, są przedmiotem badań na całym świecie [1]. Odejście od ogniw cechują-cych się duŜymi gabarytami, związane jest nie tylko z minimalizacją rozmiarów, kosztów implementacji, ale takŜe brakiem konieczności wykonywania przeglą-dów systemu elektronicznego, mających na celu wymianę lub regenerację źródła energii [2].…”

Section: Wprowadzenieunclassified

“…Rozmiar geometryczny tego elementu jest odwrotnie proporcjonalny do jego poŜądanej częstotliwości rezonansowej i porównywalny do długości fali odpowiadającej polu elektromagnetycznemu, z którego pozyskuje się energię [6]. Antena dołączana jest do prostownika mikrofalowego, który moŜe być zrealizowany na kilka sposobów, zwykle poprzez obwód dopasowania impedancyjnego, zapewniający maksimum transmisji mocy do obciąŜenia, często wykonany w oparciu o reaktywne elementy (cewki lub kondensatory) [2]. Połączenie trzech bloków: anteny, układu dopasowania impedancyjnego oraz prostownika w literaturze anglojęzycznej określane jest jako Rectenna, czyli antena prostująca [6,8,9].…”

Section: System Pozyskiwania Energiiunclassified

“…Sprawność konwersji energii w głównej mierze 292 G. Tomaszewski uzaleŜniona jest od sprawności: anteny, obwodu dopasowania impedancyjnego oraz bloku prostownika (powielacza napięcia) [2].…”

Section: Sprawność Przetwarzania Energiiunclassified

See 2 more Smart Citations

Evaluation of Energy Conversion Efficiency of Electromagnetic Field in the P2110 Powerharvester for Uhf Frequency Band

Tomaszewski¹

2013

ZN PRz Elektrotechnika

View full text Add to dashboard Cite

Celem artykułu było przedstawienie wyników badań oceny efektywności przetwarzania energii pola elektromagnetycznego w układzie P2110 firmy Powercast. W ramach omawianego zagadnienia ujęto aspekty związane z pozyskiwaniem małych ilości energii do zasilania autonomicznych układów elektronicznych o zmniejszonym zapotrzebowaniu na moc. Potencjał energetyczny otaczającego środowiska, eliminacja zagroŜeń środowiskowych, a takŜe wzrost funkcjonalności nowoczesnych systemów elektronicznych są istotnymi czynnikami przemawiają-cymi za opracowaniem efektywnych rozwiązań w zakresie pozyskiwania, przetwarzania oraz gromadzenia energii. Technika pozyskiwania/recyrkulacji energii (Energy Harvesting) znajduje zastosowanie w wielu róŜnych obszarach aktywności społeczno-gospodarczej człowieka. Na przestrzeni ostatnich lat w środowisku obserwuje się wzrost poziomu pól elektromagnetycznych, których źródłem są róŜ-nego rodzaju systemy radiokomunikacyjne. Przenoszona przez nie energia moŜe zostać pozyskana i wykorzystana do celów niezwiązanych z funkcjonowaniem wspomnianych systemów. Obecnie brak jest efektywnych rozwiązań pozwalają-cych na przetwarzanie energii pól o bardzo niskich poziomach przy duŜym zakresie zmienności tych poziomów. Jednym z nielicznych komercyjnie dostępnych struktur realizujących taki proces jest układ P2110. W niniejszym artykule przedstawiono sposób doświadczalnego wyznaczenia sprawności przetwarzania energii przez taki układ za pomocą metody, która nie wymaga uŜycia zaawansowanej aparatury pomiarowej. Na potrzeby badań wygenerowano sztuczne pole elektromagnetyczne, w którym umieszczono układ pozyskujący energię -P2110. Zmiana odległości pomiędzy anteną generującą pole elektromagnetyczne, a układem P2110, umoŜliwiła realizację pomiarów i ocenę wpływu poziomu mocy wejścio-wej na sprawność przetwarzania energii w warunkach zbliŜonych do rzeczywistych -aplikacyjnych. Wyniki pokazują, Ŝe układ osiąga relatywnie duŜą sprawność dla poziomu mocy wejściowej wyŜszego niŜ -7 dBm. Istotny wpływ na sprawność przetwarzania ma równieŜ wartość rezystancji obciąŜenia. Wzrost obciąŜenia powoduje obniŜenie wartości tego parametru.Słowa kluczowe: pozyskiwanie energii z pola elektromagnetycznego (UHF), konwersja energii, sprawność przetwarzania energii, układ pozyskiwania energii

show abstract

Section: Wprowadzenieunclassified

Section: System Pozyskiwania Energiiunclassified

See 1 more Smart Citation

Evaluation of Energy Conversion Efficiency of Electromagnetic Field in the P2110 Powerharvester for Uhf Frequency Band

Tomaszewski¹

2013

ZN PRz Elektrotechnika

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Although the efficiency of the active CMOS based rectifier is high [9,10], it is not suitable for energy harvesting in a passive DBS device because of its requirement for an external bias. Moreover, the passive CMOS based rectifiers have low conversion efficiency at low power levels [11,12]. Shameli et al [13] presented a passive CMOS based rectifier with low efficiency at -14.1 dBm.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

RF rectifiers for EM power harvesting in a Deep Brain Stimulating device

Hosain

Kouzani

Tye

et al. 2015

Australas Phys Eng Sci Med

View full text Add to dashboard Cite

A passive deep brain stimulation (DBS) device can be equipped with a rectenna, consisting of an antenna and a rectifier, to harvest energy from electromagnetic fields for its operation. This paper presents optimization of radio frequency rectifier circuits for wireless energy harvesting in a passive head-mountable DBS device. The aim is to achieve a compact size, high conversion efficiency, and high output voltage rectifier. Four different rectifiers based on the Delon doubler, Greinacher voltage tripler, Delon voltage quadrupler, and 2-stage charge pumped architectures are designed, simulated, fabricated, and evaluated. The design and simulation are conducted using Agilent Genesys at operating frequency of 915 MHz. A dielectric substrate of FR-4 with thickness of 1.6 mm, and surface mount devices (SMD) components are used to fabricate the designed rectifiers. The performance of the fabricated rectifiers is evaluated using a 915 MHz radio frequency (RF) energy source. The maximum measured conversion efficiency of the Delon doubler, Greinacher tripler, Delon quadrupler, and 2-stage charge pumped rectifiers are 78, 75, 73, and 76 % at -5 dBm input power and for load resistances of 5-15 kΩ. The conversion efficiency of the rectifiers decreases significantly with the increase in the input power level. The Delon doubler rectifier provides the highest efficiency at both -5 and 5 dBm input power levels, whereas the Delon quadrupler rectifier gives the lowest efficiency for the same inputs. By considering both efficiency and DC output voltage, the charge pump rectifier outperforms the other three rectifiers. Accordingly, the optimised 2-stage charge pumped rectifier is used together with an antenna to harvest energy in our DBS device.

show abstract

“…Schottky diodes are commonly exploited component in a RF to DC converter circuit [1]; however, production cost may increase because of the non-standard CMOS process [2].An alternative solution for this problem is to use diode connected CMOS. The problem arises in using diode connected CMOS transistor is the threshold voltage of the transistor itself.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Design of 900 Mhz AC to DC Converter Using Native Cmos Device of TSMC 0.18 Micron Technology for RF Energy Harvest Application

Rodriguez¹,

Cruz²,

Ramos³

2015

ujeee

View full text Add to dashboard Cite

RF signal carries very low amount of energy and can be easily dissipated as heat loss. Threshold voltage and leakage current that are inherent in MOS transistors significantly affect the performance of an RF AC to DC converter. A device with bulk connected to its drain improves the threshold voltage and leakage current. This work designs the half-wave and full-wave AC to DC converters with devices' bulk connected to source and devices' bulk connected to drain. The designs used the native devices in TSMC 0.18 micron CMOS technology, and were simulated using transient analysis in different process corners and operating temperatures. In simulations, the RF signal was represented by a sinusoidal input of 900 MHz frequency and of 390 mV amplitude. The sizes of transistors and the number of stages, of each converter, that resulted to highest power efficiency were determined via circuit simulations. The optimal design was a four-stage half-wave AC to DC converter with devices' bulk connected to drain, which produced a DC output of 2.7 V with 37.42 % efficiency at 100 kilo ohm load.

show abstract

CMOS Circuits for Passive Wireless Microsystems

Cited by 41 publications

References 57 publications

Evaluation of Energy Conversion Efficiency of Electromagnetic Field in the P2110 Powerharvester for Uhf Frequency Band

Evaluation of Energy Conversion Efficiency of Electromagnetic Field in the P2110 Powerharvester for Uhf Frequency Band

RF rectifiers for EM power harvesting in a Deep Brain Stimulating device

Design of 900 Mhz AC to DC Converter Using Native Cmos Device of TSMC 0.18 Micron Technology for RF Energy Harvest Application

Contact Info

Product

Resources

About