ترجمه فارسی عنوان مقاله

مدار معادل دیود افت پایین تغذیۀ مستقیم سیگنال برای یکسوساز پل تمام موج

عنوان انگلیسی

Signal-Powered Low-Drop-Diode Equivalent Circuit for Full-Wave Bridge Rectifier

کد مقاله	سال انتشار	تعداد صفحات مقاله انگلیسی
53147	2012	10 صفحه PDF

منبع

Publisher : IEEE (آی تریپل ای)

Journal : IEEE Transactions on Power Electronics, Page(s): 4192 - 4201 ISSN : 0885-8993 INSPEC Accession Number: 12769096

فهرست مطالب ترجمه فارسی

چکیده

مقدمه

شکل1. مدار معادل در رزونانس

قانون عملکرد ارائه شده

شکل2. دیاگرام مداری ارائه شده

مدار تشخیص معکوس شدن جریان

یکسوساز پل تمام موج

شکل3. پیاده‌سازی مبتنی بر

ملاحظات توان

قابلیت کاربردی در دیگر مدارات یکسوسازی

تایید از طریق شبیه‌سازی

شکل5. و فیلتر برای PZD

شکل6. تغییرات توان استخراج شده و توان کنترلی با افت دیود.

مدار معادل PZD

شکل7. تغییر توان خروجی با افت دیود.

نتایج شبیه‌سازی

شکل8. تغییر توان خروجی FBR مبتنی بر LDDE با مقاومت بار.

شکل9. شکل‌موج‌های راه‌اندازی FBR مبتنی بر LDDE در I_{p peak} برابر 25 میکروآمپر و f_p برابر 85 هرتز.

عملکرد FBR مبتنی بر LDDE به عنوان تابعی از I_{p peak}شکل11. برای مقادیر مختلف

شکل‌موج‌های حالت ماندگار FBR مبتنی بر LDDE در I_{p peak}شکل10.

شکل12. مقایسۀ افت دیود LDDE با افت دیود DCMOS.

شکل13. مقایسۀ توان ورودی FBR مبتنی بر LDDE با توان ورودی FBR مبتنی بر DCMOS.

جدول 3 : مقایسۀ مدار مبتنی بر LDDE ارائه شده با پیاده‌سازی‌های قبلی

تاییدۀ آزمایشگاهی

جزئیات PZD

جزئیات مدار یکسوساز پل تمام موج (FBR)

جدول 4 : لیست اجزای به کار رفته در آزمایش

شکل14. چیدمان آزمایشگاهی

چیدمان آزمایشگاهی

نتایج اندازه‌گیری

خروجی FBR مبتنی بر LDDE ر 8/0 g، 85 هرتز لرزش PZDشکل16.

شکل17. توان خروجی FBR مبتنی بر LDDE در فرکانس‌ها و دامنه‌های مختلف لرزش PZD.

شکل18. مقایسۀ افت هدایت مستقیم LDDE با DCMOS (فرکانس لرزش = 85 هرتز).

مقایسۀ توان خروجی FBR مبتنی بر LDDEشکل19. با مورد مشابه آن

مقایسۀ توان خروجی FBR مبتنی بر LDDEشکل20.با مورد مشابه آن

نتیجه‌گیری

ترجمه کلمات کلیدی

یکسوسازهای پل تمام پل (FBR)، معادل دیود افت پایین LDDE)، تجهیزات پیزوالکتریک (PZD)، یکسوسازهای سنکرون، برداشت انرژی لرزشی -

کلمات کلیدی انگلیسی

Full-wave bridge rectifiers (FBRs), low-dropdiode equivalent (LDDE), piezoelectric devices (PZDs), synchronous rectifiers, vibration energy harvesting.

ترجمه چکیده

برداشت انرژی لرزشی حاصل از تجهیز پیزوالکتریک نیازمند یک یکسوساز برای تبدیل ورودی ac به شکل مفید dc است. تلفات توان ناشی از افت دیود در یکسوساز یک بخش قابل توجهی از سطوح پایین کنونی توان برداشتی را به خود اختصاص می‌دهد. مدار ارائه شده در اینجا یک مدار معادل دیود افت پایین است، که با کمک ماسفت (MOSFET) با عملکرد در ناحیۀ خطی از یک دیود تقلید می‌کند. معادل دیود ارائه شده به طور مستقیم از سیگنال ورودی تغذیه می‌شود و نیازی به منبع تغذیه برای کنترل آن نیست. توان استفاده شده با مدار کنترل در یک سطح حداقل حفظ یم‌شود تا یک بهبود کلی در توان خروجی مشاهده شود. معادل دیود به منظور جایگزینی برای چهار دیود موجود در یک یکسوساز پل تمام موج به کار می‌رود که یکسوساز تمام موج اساسی بوده و بخشی از یکسوسازهای پیشرفته‌تری چون یکسوسازهای switch-only (فقط کلید) و bias-flip است. شبیه‌سازی در فناوری 130 نانومتری و آزمایش با اجزای گسسته نشان می‌دهد که یک یکسوساز پل با دیود ارائه شده در اینجا، در مقایسه با یکسوساز پل با دیود متصل به ماسفت‌ها افزایش 30 تا 169% در توان خروجی استخراج شده از تجهیز پیزوالکتریک را نشان می‌دهد. یکسوساز پل با دیود ارائه شده می‌تواند 90% حداکثر توان موجود یک مدار یکسوساز پل تجهیز پیزوالکتریکی را استخراج و کسب کند. با کنار گذاشتن تلفات توان، شبیه‌سازی‌ها حاکی از آن است که افت دیودی به کوچکی 10 میلی‌ولت در 38 میکروآمپر قابل حصول است.

ترجمه مقدمه

انرژی لرزشی پیرامون را می‌توان برداشت کرده و به انرژی الکتریکی سودمند تبدیل کرد. انرژی الکتریکی را می‌توان برای سیستم‌های الکترونیک قدرت توان پایینی چون حسگرها، تجهیزات سیستم‌های میکروالکترومکانیکی، یا دستگاه‌های الکترونیکی پزشکی قابل ایمپلنت به کار برد. انرژی لرزشی را می‌توان با استفاده از انواع مختلف ترانسدیوسرها مثل الکترومغناطیسی، الکترواستاتیکی و یا پیزوالکتریکی برداشت کرد. برداشت‌کننده‌های مبتنی بر تجهیز الکترومغناطیسی برای بهره‌برداری انرژی از یک میدان مغناطیسی دوار حاصل از آهنرباها که در لرزشی پیرامون حرکت می‌کنند، از یک کویل استفاده می‌کنند [1]. در ترانسدیوسرهای الکترواستاتیکی انرژی، لرزش منجر به یک حرکت موازی نسبی بین یک الکترت و صفحۀ فلزی مجاور می‌شود [2]. این کار باعث می‌شود بار کانتور روی فلز القا شود، با باری که به سادگی از حرکت نسبی الکترت‌ها پیروی می‌کند. به این ترتیب جریان الکتریکی تولید می‌شود. برداشت‌کننده‌های پیزوالکتریک از طریق تحت تنش قرار دادن یک مادۀ پیزوالکتریکی در تطابق با لرزش و بهره‌برداری از بار الکتریکی تولید شده از ماده، کار می‌کنند. انرژی الکتریکی حاصل از هر تجهیز برداشت‌کنندۀ انرژی لرزشی با استفاده از یک مدار رابط، که بین تجهیز و بار آن متصل است، به یک شکل مفید بار تبدیل می‌شود. مدار رابط شامل یک بخش فیلتر یکسوساز برای تبدیل ورودی ac به dc است. دیودهای یکسوساز با یک افت ولتاژ هدایت می‌کنند که منجر به افت توان می‌شود. تلفات توان ناشی از افت دیودی قسمت قابل توجهی از کل توان برداشت شده است (10 تا 100 میکرووات، [3]، [4]). بنابراین لازم است دیودها با حداقل افت ولتاژ هدایت کنند. لذا، به یک معادل دیود افت پایین (LDDE) نیاز است که بتوان آن را جایگزین دیودهای یکسوساز کرد. به خصوص، معادل دیود افت پایین باید قادر باشد جایگزین چهار دیود موجود در یکسوساز پل تمام موج (FBR) گردد، چون یکسوساز پل تمام موج مرسوم‌ترین مداری است که در نوشته‌های مربوط به برداشت انرژی به کار رفته است، برخی اوقات هم از آن به عنوان استاندارد یاد می‌شود

دانلود رایگان 2 صفحه اول مقاله لاتین (PDF)

پیش نمایش مقاله

چکیده انگلیسی

Piezoelectric-device-based vibration energy harvesting requires a rectifier for conversion of input ac to usable dc form. Power loss due to diode drop in rectifier is a significant fraction of the already low levels of harvested power. The proposed circuit is a low-drop-diode equivalent, which mimics a diode using linear region-operated MOSFET. The proposed diode equivalent is powered directly from input signal and requires no additional power supply for its control. Power used by the control circuit is kept at a bare minimum to have an overall output power improvement. Diode equivalent was used to replace the four diodes in a fullwave bridge rectifier, which is the basic full-wave rectifier and is a part of the more advanced rectifiers like switch-only and bias-flip rectifiers. Simulation in 130-nm technology and experiment with discrete components show that a bridge rectifier with the proposed diode provides a 30–169% increase in output power extracted from piezoelectric device, as compared to a bridge rectifier with diodeconnected MOSFETs. The bridge rectifier with the proposed diode can extract 90% of the maximum available power from an ideal piezoelectric device-bridge rectifier circuit. Setting aside the constraint of power loss, simulations indicate that diode drop as low as 10 mV at 38 μA can be achieved.