Design of a Full-Wave Rectifier with Vibration Detector for Energy Harvesting Applications

에너지 하베스팅 응용을 위한 진동 감지기가 있는 전파정류 회로 설계

This paper describes a full-wave rectifiers for energy harvesting circuit using vibration detector. The designed circuit operates only when the vibration is detected through the vibration detector and the active diode. When there is no vibration, the comparator is turned off to prevent leakage of energy stored in the $C_{STO}$. The energy stored in the capacitor is used to drive the level converter and the active diode. The energy stored in the capacitor is supplied to an active diode designed as an output power. The vibration detector is implemented with Schmitt Trigger and Peak Detector with Hysteresis function. The proposed circuit is designed in a CMOS 0.35um technology and its functionality has been verified through extensive simulations. The designed chip occupies $590{\mu}m{\times}583{\mu}m$.

본 논문에서는 진동 감지기가 있는 전파 정류 하베스팅 회로를 설계하였다. 설계된 회로는 진동 감지기와 능동다이오드를 통해 진동이 감지될 때에만 동작하며, 진동이 없을 때 비교기를 off시켜 $C_{STO}$에 저장된 에너지의 누설을 방지한다. 커패시터에 저장된 에너지는 레벨 변환기와 능동다이오드의 구동에 사용된다. 진동 감지기는 Hysteresis 기능이 있는 Schmitt Trigger와 피크검출기로 구현하였다. 제안된 회로는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계하였으며, 모의실험을 통해 동작을 검증하였다. 설계된 에너지 하베스팅 회로의 칩 면적은 $590{\mu}m{\times}583{\mu}m$이다.