low-power step-up circuits for energy harvesting

A causa del creixement significatiu de la Internet de les coses (IoT), els dispositius portàtils i els sensors de baix consum estan experimentant una demanda exponencial en diverses aplicacions, que van des del monitoratge ambiental fins als sectors de la salut i el benestar. La demanda de dispositius i sensors autoalimentats, juntament amb la necessitat de mètodes de fabricació més econòmics, ràpids i sostenibles, està augmentant. Per a abordar aquests desafiaments, la recerca actual sobre electrònica impresa aplana el camí per al disseny de dispositius de baix cost i flexibles per a aplicacions de recol·lecció d'energia, convertint-se en una tecnologia clau que permet desenvolupar noves aplicacions. La forma principal d'obtenir dispositius autoalimentats és centrar-se en la recol·lecció d'energia a través de fonts d'energia sostenibles, com a termoelèctrica, solar, vibracions, RF, triboelèctrica, etc. En aplicacions de potència prou baixa, aquestes fonts d'energia poden fins i tot eliminar la necessitat de bateries, reduint encara més els costos de fabricació i la contaminació. En aquest treball de tesi, s'explora el procés de disseny d'un circuit recol·lector d'energia que pugui alimentar una aplicació de la vida real, així com els desafiaments i beneficis d'usar electrònica híbrida flexible per a aquesta tasca. El procés s'aborda de manera holística, des de la introducció dels generadors termoelèctrics, fins als convertidors DC-DC i els circuits d'arrencada que conformen el nucli del circuit recol·lector. En conseqüència, aquest treball de tesi presenta el disseny i optimització d'un circuit flexible de *sensado ambiental utilitzant electrònica híbrida flexible. A més, presenta una topologia nova d'oscil·lador autoalimentat, amb un voltatge d'arrencada menor a 10mV i una relació de conversió a l'una amb l'estat de l'art, que pot ser utilitzat com a etapa d'arrencada per a circuits més eficients. Addicionalment, aquest treball introdueix una topologia nova de convertidor DC-DC, dissenyada per a integrar el circuit oscil·lador com la seva etapa d'arrencada, amb un voltatge d'arrencada al voltant de 100mV i la implementació d'un mètode de Seguiment del Punt de Màxima Potència (MPPT) per a una major eficiència, amb un voltatge d'arrencada menor que el de les alternatives comercials. En conclusió, en aquest treball de tesi, es van aconseguir dissenys topològics nous per a la recol·lecció d'energia de baixa potència basats en Generadors Termoelèctrics (TEGs)