Fast Energy-Harvesting TEG-Supplied Charging Regulator Microsystem

微系统 CMOS芯片 比较器 计算机科学 炸薯条 功率(物理) 能量收集 无线传感器网络 芯片上的系统 无线 嵌入式系统 响应时间 电气工程 电子工程 工程类 电压 电信 材料科学 计算机网络 物理 量子力学 纳米技术 计算机图形学(图像)
作者
Tianyu Chang,Gabriel A. Rincón‐Mora
出处
期刊:IEEE Transactions on Power Electronics [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:38 (7): 9116-9126 被引量:2
标识
DOI:10.1109/tpel.2023.3265068
摘要

This article presents a fast hysteretic switched-inductor charging regulator (SLCR) microsystem. It is powered by on-chip thermoelectric generators (TEGs) to supply Internet-of-Things (IoT) wireless microsensors. On-chip TEGs are appealing because they are 12–1400× smaller than off-chip ones. IoT sensors mostly idle in low-power mode and transmit data wirelessly only in high-power mode on demand. This requires CMOS SLCRs to respond quickly to abrupt load dumps caused by IoT sensors. State-of-the-art (SoA) SLCRs respond to load dumps in 100 μs–2.5 ms. This time duration amounts to a significant portion of the IoT sensor's data transmission time (500 μs–7 ms). This slow response time jeopardizes the quality of data transmission. This article presents a fast hysteretic control that responds in 9.6 μs. This control adopts nested hysteretic architecture and requires only three comparators and simple combinational logics, which is appealing, considering the low power budget limited by on-chip TEGs. Moreover, this article contributes detailed stability analysis, derives response time and accuracy, and provides intuitive and accurate system design equations. Measured results of a 180-nm CMOS prototype validate that the proposed system shortens response time by 10–260× compared with the SoA.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
冷酷小术发布了新的文献求助10
1秒前
beyondh完成签到,获得积分10
2秒前
liuxinyu发布了新的文献求助10
2秒前
hanshuwen完成签到,获得积分10
2秒前
朴素的愫发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
谷谷完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
yangting发布了新的文献求助10
4秒前
hulin_zjxu完成签到,获得积分10
4秒前
小懒发布了新的文献求助50
5秒前
zts完成签到,获得积分10
5秒前
916应助我是大眼猫采纳,获得10
5秒前
元昭诩完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
cc发布了新的文献求助20
6秒前
淡然子轩完成签到,获得积分10
6秒前
优秀的怀蕊完成签到,获得积分10
7秒前
jclin发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
等待从波完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
iota完成签到,获得积分10
7秒前
wanghe发布了新的文献求助10
8秒前
可乐加冰完成签到,获得积分20
8秒前
Sweet发布了新的文献求助10
9秒前
ning完成签到 ,获得积分10
9秒前
生动的真完成签到,获得积分10
9秒前
hint应助执着的老姆采纳,获得10
9秒前
NexusExplorer应助优秀的怀蕊采纳,获得10
10秒前
10秒前
liao完成签到,获得积分10
10秒前
libby完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
zts发布了新的文献求助10
11秒前
等待从波发布了新的文献求助10
11秒前
adam完成签到,获得积分10
11秒前
gAle完成签到 ,获得积分10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
The Sage Handbook of Digital Labour 600
汪玉姣:《金钱与血脉:泰国侨批商业帝国的百年激荡(1850年代-1990年代)》(2025) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6415472
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8234620
关于积分的说明 17487118
捐赠科研通 5468450
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2889095
邀请新用户注册赠送积分活动 1866003
关于科研通互助平台的介绍 1703611