본 기술은 압전변환기의 교류 출력을 직류로 바꾸는 전파 정류기에 진동 감지기를 넣어, 진동이 있을 때만 액티브 다이오드의 비교기를 활성화하는 진동 에너지 하베스팅용 정류 회로입니다. 진동 감지기는 다이오드·커패시터로 된 피크 검출기와 2단 인버터 레벨 시프터로 구성됩니다.
다이오드 정류기는 전압 강하가 크고 MOSFET 정류기는 누설 전류로 효율이 떨어졌으며, 이를 개선한 액티브 다이오드 2단 전파 정류기도 비교기 전원이 저장 커패시터에 연결되어 있었습니다. 그 결과 진동이 없거나 출력이 작을 때에도 비교기가 저장된 에너지를 계속 소모하는 문제가 있었습니다.
본 기술은 피크 검출 결과가 '0'이면 두 개의 활성/비활성 스위치로 비교기를 끄고, 다이오드 강하로 낮아진 신호는 PMOS 저항을 추가한 레벨 시프터로 전원전압 절반 이하에서도 디지털 신호로 복원합니다. 무선 센서노드의 배터리 대체·충전용 진동 하베스팅 전원과 IoT 모니터링 장치에 적용될 수 있어 진동이 끊긴 시간 동안 저장 에너지 누수를 막아 센서 가동 시간을 늘릴 수 있습니다.
본 발명은 미래창조과학부의 다중입력 마이크로 에너지 하베스터 및 에너지/전력 관리 SoC 개발을 통한 자가발전 무선 센서노드 구현 지원을 통해 개발되었습니다.
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