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Universidade Estadual de Campinas

1. Telles, Antonio Carlos da Costa, 1963-. Contribui??o ? modelagem e realiza??o de osciladores de tens?o ultrabaixa com aplica??o em extra??o de energia : Contribution to modeling and realization of ultralow voltage oscillators with application to energy harvesting .

Degree: 2016, Universidade Estadual de Campinas

Resumo: Sistemas aut?nomos como dispositivos implant?veis, redes de sensores sem fio e sistemas embarcados requerem uma fonte de energia usualmente na forma de bateria ou supercapacitor. A miniaturiza??o e a redu??o do consumo de pot?ncia em dispositivos eletr?nicos modernos permite o uso de fontes alternativas como forma de estender a vida ?til destes sistemas. A energia pode ser fornecida pelo ambiente, na forma de luz solar, vibra??o, calor ou ondas eletromagn?ticas. O processo de capta??o e adequa??o desta energia ? chamado de extra??o ou coleta de energia. O desenvolvimento de sistemas de extra??o de energia envolve desafios. Algumas fontes fornecem apenas dezenas de milivolts ou nanoamperes. Uma abordagem para extrair energia de fontes de baixa tens?o ? o projeto de osciladores que possam operar nestas condi??es. Esta ?rea do conhecimento vem sendo objeto de intensa pesquisa. V?rias estrat?gias s?o utilizadas, e sistemas operando com at? 3,5 mV s?o descritos. H?, contudo um compromisso entre m?nima tens?o de opera??o, capacidade de pot?ncia e volume/complexidade. O comportamento de osciladores em tens?o ultrabaixa ? altamente n?o-linear e dependente dos par?metros dos dispositivos e condi??es de opera??o. T?cnicas convencionais s?o inadequadas para a an?lise destes circuitos em situa??o t?o extrema. A impossibilidade de prever com precis?o aceit?vel par?metros como excurs?o de tens?o e frequ?ncia de oscila??o e a falta de compreens?o mais profunda do mecanismo de funcionamento tornam dif?cil a especifica??o dos blocos seguintes ao oscilador no sistema de extra??o de energia. Este trabalho prop?e a aplica??o do oscilador com acoplamento nas portas como um m?dulo de extra??o de energia de tens?o ultrabaixa. O comportamento do circuito ? tipicamente como multivibrador ast?vel e uma modelagem utilizando a teoria de oscila??es n?o lineares ? apresentada, tanto para circuitos com transistores MOS (MOSFETs) como com transistores bipolares (BJTs). A validade do modelo ? verificada atrav?s de experimentos com prot?tipos discretos e uma boa concord?ncia ? obtida entre a teoria e a pr?tica. A topologia necessita de uma tens?o nas bases dos BJTs ou portas de MOSFETs convencionais de forma que a oscila??o possa se iniciar. Um novo m?dulo, chamado de bloco de partida, ? proposto que deriva esta tens?o de polariza??o da fonte de alimenta??o, tornando o circuito independente de uma tens?o preexistente. Um modelo linear para este bloco ? apresentado e verificado atrav?s da caracteriza??o de um prot?tipo. Experimentos com circuitos discretos utilizando o bloco de partida mostram que os osciladores podem iniciar sua opera??o com uma tens?o ?nica t?o baixa quanto 50 mV. Os prot?tipos com BJTs e MOSFETs foram capazes de fornecer 173 ?W e 560 ?W para uma alimenta??o de 100 mV, respectivamente, demonstrando que a topologia pode ser uma alternativa competitiva em termos de desempenho, tens?o de opera??o e complexidade quando comparada a outras j? apresentadas na literatura; Abstract: Autonomous systems, such as implanted devices,… Advisors/Committee Members: Pomilio, Jos? Antenor, 1960- (advisor), Finco, Saulo (advisor), Machado, M?rcio Bender (committee member), Behrens, Frank Herman (committee member), Dias, Jos? Antonio Siqueira (committee member), Manera, Leandro Tiago (committee member).

Subjects/Keywords: Oscila??es n?o-lineares; Energia

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Telles, Antonio Carlos da Costa, 1. (2016). Contribui??o ? modelagem e realiza??o de osciladores de tens?o ultrabaixa com aplica??o em extra??o de energia : Contribution to modeling and realization of ultralow voltage oscillators with application to energy harvesting . (Thesis). Universidade Estadual de Campinas. Retrieved from http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/321549

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Chicago Manual of Style (16th Edition):

Telles, Antonio Carlos da Costa, 1963-. “Contribui??o ? modelagem e realiza??o de osciladores de tens?o ultrabaixa com aplica??o em extra??o de energia : Contribution to modeling and realization of ultralow voltage oscillators with application to energy harvesting .” 2016. Thesis, Universidade Estadual de Campinas. Accessed August 26, 2019. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/321549.

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Telles, Antonio Carlos da Costa, 1963-. “Contribui??o ? modelagem e realiza??o de osciladores de tens?o ultrabaixa com aplica??o em extra??o de energia : Contribution to modeling and realization of ultralow voltage oscillators with application to energy harvesting .” 2016. Web. 26 Aug 2019.

Vancouver:

Telles, Antonio Carlos da Costa 1. Contribui??o ? modelagem e realiza??o de osciladores de tens?o ultrabaixa com aplica??o em extra??o de energia : Contribution to modeling and realization of ultralow voltage oscillators with application to energy harvesting . [Internet] [Thesis]. Universidade Estadual de Campinas; 2016. [cited 2019 Aug 26]. Available from: http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/321549.

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Council of Science Editors:

Telles, Antonio Carlos da Costa 1. Contribui??o ? modelagem e realiza??o de osciladores de tens?o ultrabaixa com aplica??o em extra??o de energia : Contribution to modeling and realization of ultralow voltage oscillators with application to energy harvesting . [Thesis]. Universidade Estadual de Campinas; 2016. Available from: http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/321549

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