استحصال انرژي بوسيله شارژ پمپ مبتني بر ترانزيستورهاي تك الكتروني

در اين تحقيق يك مبدل DC-DC افزاينده ولتاژ، با بازدهي بالا مبتني بر شارژ پمپ براي برداشت انرژي از منابع كم توان ولتاژ پايين پيشنهاد شده است. كليدهاي استفاده شده در اين ساختار از نوع ترانزيستورهاي تك الكتروني مي باشند. ترانزيستورهاي تك الكتروني ادواتي نوظهور در الكترونيك قدرت هستند كه چشم اندازهاي جديدي را براي الكترونيك قدرت در مقياس نانو باز نموده اند. نرخ تونل زني سريع، تلفات هدايتي و سويچينگ بسيار كم و نيز قابليت بالاي مجتمع سازي اين سويچها، آنها را براي استفاده در مبدلهاي با فركانس سوسچينگ بالا و در مقياس نانو مناسب نموده است. در صورت بكارگيري آنها در مبدلهاي DC-DC افراينده، با ولتاژ گيت مناسب مي توان ولتاژهاي ورودي بسيار پايين را نيز تقويت نمود. در مبدل پيشنهادي با استفاده از ترانزيستورهاي تك الكتروني، امكان تقويت ولتاژها و توانهاي پايين با بازدهي بالا فرآهم شده و قابليت ساخت مبدل بصورت خود درايو در ابعاد بسيار كوچك محقق شده است. نتايج شبيه سازي ساختار پيشنهادي در محيط MATLAB/SIMULINK نشان مي دهد كه اين مبدل قادر است ولتاژهاي بسيار كم را تقويت نموده و در توان هاي ورودي بسيار كم بازدهي بالايي داشته باشد.

In this paper, a DC-DC boost converter with high efficiency based on charge pump is proposed for energy harvesting from low-voltage and low-power resources. Single Electron Transistor SET is utilized as power electronic switches in this structure. This type of transistor opens new perspectives for power electronic in Nano-scale. Having inherently fast tunneling rate, low conduction and switching losses, and high integration capability makes them suitable for the converters with high-frequency switching in Nano-scale. In a DC-DC boost converter in which SET is utilized, with a suitable gate voltage level, one can boost input voltage with very low levels. The proposed converter with SET can be utilized for processing very low powers with low level voltages as a self-derive and low-scale converter. The simulation results in MATLAB/SIMULINK confirm that the converter can boost very low voltages and harvest very low power with high efficiency.