Design of a Photo Energy Harvesting Circuit Using On-chip Diodes
온칩 다이오드를 이용한 빛에너지 하베스팅 회로 설계

Eun-Jung Yoon, In-Ho Hwang, Jun-Ho Park, Jong-Tae Park, Chong-Gun Yu
2012 The Journal of the Korean Institute of Information and Communication Engineering  
본 논문은 2011년도 정부(교육과학기술부)의 재원으로 한국연구재단의 기초연구사업 지원을 받아 수행된 것임(2010-0021112). IDEC 지원에 의해서도 일부 수행되었음. 요 약 본 논문에서는 CMOS 공정의 p-diff/n-well 다이오드만을 사용한 ISC(Integrated Solar Cell)를 이용하여 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어 기능을 갖는 온칩 빛에너지 하베스팅 시스템을 제안하였다. MPPT 제어 는 PV(Photovoltaic) 셀의 개방전압과 MPP(Maximum Power Point) 전압간의 비례관계를 이용하여, 작은 pilot PV 셀 로 하여금 main PV 셀의 MPP를 실시간 추적할 수 있도록 설계하였다. 모의실험 결과 설계된 회로는 MPPT 제어기 능을 적용했을 때 부하가 큰 경우에도 MPP 근처의 전압을 부하에 공급함으로써 부하에 연결된 회로가 정상적으로 동작하는 것을 확인하였다. 제안된 회로는 0.18um
more » ... 하였다. 제안된 회로는 0.18um CMOS 공정으로 설계하였으며, main PV 셀과 pilot PV 셀의 면적 은 각각 8mm 2 와 0.4mm 2 이다. ABSTRACT In this paper an on-chip photo energy harvesting system with MPPT(Maximum Power Point Tracking) control is proposed. The ISC(Integrated Solar Cell) is implemented using p-diff/n-well diodes available in CMOS processes. MPPT control is implemented using the linear relationship between the open-circuit voltage of a PV(Photovoltaic) cell and its MPP(Maximum Power Point) voltage such that a small pilot PV cell can track the MPP of a main PV cell in real time. Simulation results show that the designed circuit with the MPPT control delivers the MPP voltage to load even though the load is heavy such that the load circuit can operate properly. The proposed circuit is designed in 0.18um CMOS process. The designed main PV cell and pilot PV cell occupy 8mm 2 and 0.4mm 2 respectively. 키워드 에너지 하베스팅, MPPT, 솔라 셀, 전하펌프
doi:10.6109/jkiice.2012.16.3.549 fatcat:qe46m657yjeetfezut3grsregi