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Dissertação

{pt_PT=Charge Pump for Solar Cell} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Nesta dissertação apresenta-se um sistema projectado para efectuar a recolha de energia com base num painel solar. Uma célula solar é usada para absorver energia da luz. A energia obtida é optimizada por um circuito que continuamente procura o ponto de potencia máximo (MPP) que esta pode fornecer (MPPT). Este circuito altera a frequência de funcionamento de forma a forçar a operação da celula com a tensão correspondente ao seu MPP. O Charge Pump é usado para elevar a tensão que a célula consegue fornecer, pois o valor obtido nos terminais da célula é pequeno e insuficiente para alimentar os circuitos alvo. De forma a obter um Charge Pump com pequenas dimensões, o circuito deve ser totalmente composto por transístores. Esta condição aplica-se, para além dos interruptores, aos condensadores que são imprescindíveis num circuito deste tipo. Os condensadores usados devem ser implementados por transístores NMOS ou PMOS. Esta situação tem um problema associado, as grandes capacidades parasitas dos condensadores MOS. De modo a atenuar este problema dois métodos são avaliados, a inserção de uma resistência em série com a capacidade parasita e a reutilização de carga. Ao simular o Charge Pump concluiu-se que os condensadores PMOS permitem obter melhores rendimentos para a mesma área, 63,3% contra 48.3% alcançados pelos condensadores NMOS. As técnicas usadas para diminuir as capacidades parasitas revelaram-se úteis sendo capazes de subir este valor para 66.7% no caso da resistência de 1MOhm em serie com a capacidade parasita e 68.3% com reutilização de carga., en=In this dissertation an energy harvesting system using a solar panel is presented. A solar cell is used to absorb energy from light, and is optimized by a Maximum Power Point Tracker (MPPT). The circuit designed changes the frequency of the solar cell load, the Charge Pump, in such a way that the voltage obtained at the cell correspond to the Maximum Power Point (MPP). The Charge-Pump is used to boost the voltage that the cell can provide, as its value is small and insufficient to power the target circuits. In order to obtain a fully integrated Charge Pump with small area the circuit must be fully implemented with transistors. This condition is applicable, beside the switches, to the capacitors, which are essential to charge pump operations. Capacitors must then be implemented by either NMOS or PMOS transistors. On the other hand, there is a problem associated with MOS capacitors that is its significant parasitic capacitance when compared with regular capacitors. To attenuate this problem, two methods were implemented, the insertion of a resistance in series with the parasitic capacitance and the charge reusing. By simulating the Charge Pump it was concluded that PMOS capacitors allow to obtain better efficiencies for the same area, 63.3% against 48.3% obtainable with NMOS capacitors. The techniques used to decrease the parasitic capacitance revealed very useful as they could improve the previous results to 66.7% using 1MOhm series resistance and 68.3% with charge reusing.}
Keywords: {pt=Charge Pump, Recolha de Energia, Célula Solar, MPPT, en=Charge Pump, Energy Harvesting, Solar Cell, MPPT}

Discussão: novembro 14, 2017, 9:30