Un nuevo rectificador reconfigurable CMOS para recolectores de energía piezoeléctrica en dispositivos portables

Resumen

Los recolectores de energía para dispositivos portables tienen una aplicación potencial en la conversión de la energía del movimiento humano en energía eléctrica para alimentar dispositivos inteligentes de monitoreo de la salud, de la industria textil, así como de relojes y lentes inteligentes. Estos recolectores de energía requieren circuitos rectificadores óptimos que maximicen sus eficiencias de carga. En este estudio se presenta el diseño de un novedoso rectificador reconfigurable metal óxido semiconductor complementario (CMOS) para recolectores de energía piezoeléctrica portables que puede aumentar sus eficiencias de carga. El rectificador diseñado se basa en la tecnología de proceso CMOS estándar de 0,18 µm considerando un patrón geométrico con un área total de silicio de . El circuito rectificador propuesto tiene dos puertas de transmisión (TG) que están compuestas por cuatro transistores rectificadores con una carga de 45 kΩ, un voltaje mínimo de entrada de 500 mV y un voltaje máximo de 3,3 V. Los resultados de las simulaciones numéricas del funcionamiento del rectificador indican una eficiencia de conversión de voltaje del 99,4 % y una eficiencia de conversión de potencia de hasta el 63,3 %. El rectificador propuesto puede utilizarse para aumentar la eficiencia de carga de los recolectores de energía piezoeléctrica portables.