Zwei neue Bücher über Energy-Harvesting-Schnittstellen veröffentlicht

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Chipintegrierte Lösungen für Leistungsmanagement sind unabdingbar für Systeme mit geringstem Leistungsverbrauch. Diese ermöglichen nicht nur die Optimierung innovativer Sensoranwendungen. Sie sind auch wesentlich bei der Integration und der Miniaturisierung der Spannungsversorgung von tragbaren, autonomen Überwachungssystemen. Die beiden Bücher widmen sich der Herausforderung, Umgebungsvibrationen in elektrische Energie umzuwandeln, um kleine und leistungsarme elektronische Geräte, z.B. drahtlose Sensorknoten, mit Energie zu versorgen. Um eine hohe Wandlungseffizienz zu erreichen, sind Schaltungen mit geringen Leistungsverlusten insbesondere bei schwachen Vibrationen mit geringem Energieinhalt erforderlich. Die Bücher bieten eine umfassende Übersicht der Technologien und Anwendungen und behandeln die Grundlagen der Wandlermechanik, des Schaltungs- und Steuerungsdesigns, der Entwicklung von Prototypen und der Testmethodik.

CMOS Circuits for Piezoelectric Energy Harvesters

Im besonderen Fall des piezoelektrischen Energy Harvesting besitzt die gepulste Leistungsentnahme das Potential, mehr Leistung als einfache Diodengleichrichter zu extrahieren. Zu diesem Zweck wird eine vollständig energieautonome CMOS-integrierte Schnittstellenschaltung für piezoelektrische Generatoren vorgestellt, welche die beschriebenen Bedingungen erfüllt.

CMOS Circuits for Electromagnetic Vibration Transducers

Die Chips für elektromagnetische Vibrationsgeneratoren bieten einen der größten Spannungsbereiche, welche je in Standard-CMOS-Technologie vorgestellt wurden: 0.44V bis über 4.1V. Die Chips beinhalten neuartige Schnittstellenkonzepte inklusive Maximum Power Point Tracking für sowohl DC- als auch AC-Quellen. Die vorgestellten Microchips verarbeiten auch Leistungen von unter 100µW noch effizient.

Ein Buch über die mechanische Auslegung von elektromagnetischen Vibrationsgeneratoren,  Electromagnetic Vibration Energy Harvesting Devices, wurde durch diese Gruppe im Jahr 2012 veröffentlicht.

Kontakt: Dr. Dominic Maurath & Dr. Thorsten Hehn

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