에너지 하베스팅을 위한 이중 모드 부스트 컨버터

Abstract

본 논문은 에너지 하베스팅용 이중 모드 부스트 컨버터 설계에 관한 것이다. 설계된 회로는 에너지 하베스팅에 의해 출력된 작은 전압으로부터 startup 회로를 통해 승압된 전압을 얻는다. 이 전압이 일정 전압 이상이 되면, 전압 감지기에 의해 startup 회로에 공급되는 전압이 차단이 된다. 승압된 전압은 부스트 컨트롤러에 의해 최종적으로 VOUT이 된다. 회로는 크게 전하 펌프를 위한 오실레이터, 전하 펌프, 펄스 생성기, 전압 감지기, 부스트 컨트롤러로 구성되어있다. 매그나칩 / SK하이닉스의 0.18㎛ CMOS 공정을 사용하였다. 설계된 회로는 테스트 결과 최소 입력 전압은 600mV이며, 출력은 3V이고, startup time은 20ms이다. 제작된 부스트 컨버터의 효율은 load current가 3mA일때, 47%로 측정되었다.

This paper presents the design of dual mode boost converter for energy harvesting. The designed converter boosts low voltage from energy harvester through a startup circuit. When the voltage goes above predefined value, supplied voltage to startup circuit is blocked by voltage detector. Boost controller makes the boosted voltage into VOUT. The proposed circuit consists of oscillator for charge pump, charge pump, pulse generator, voltage detector, and boost controller. The proposed converter is designed and fabricated using a 0.18㎛ CMOS process. The designed circuit shows that minimum input voltage is 600mV, output is 3V and startup time is 20ms. The boost converter achieves 47% efficiency at a load current of 3mA.