Thermoelectric energy harvesting using a single inductor DC/DC converter employing a negative Dickson multiplier

Basit Öğe Kaydı
dc.authorid0000-0002-5928-0807en_US
dc.contributor.authorEguchi, Kei
dc.contributor.authorNakashima, Daigo
dc.contributor.authorDo, Wanglok
dc.contributor.authorİshibashi, Takaaki
dc.contributor.authorAsadi, Farzin
dc.date.accessioned2024-07-12T20:58:24Z
dc.date.available2024-07-12T20:58:24Z
dc.date.issued2021en_US
dc.departmentFakülteler, Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümüen_US
dc.description.abstractThermoelectric energy harvesting is the concept to convert thermal energies in an electric power. For the thermoelectric energy harvesting, a single inductor dc/dc converter using a negative Dickson multiplier is presented in this research. By merging a negative Dickson multiplier into a buck-boost converter, high voltage gain, flexible output tuning, and small power loss are attained by the proposed topology. Moreover, fewer number of switch drivers and simpler switching control are achieved than conventional hybrid boost converters, because the proposed converter with a single inductor has only one transistor switch. Through theoretical analysis, a characteristic investigation is performed regarding an example of the proposed converter with 6 diodes, 6 capacitors, a MOS-switch and an inductor, where simple formulas to clarify the converter characteristics are derived by utilizing a four-port model. Furthermore, we justify the efficacy of the proposed topology by performing the comparison among hybrid dc/dc converters with a single inductor, namely, the hybrid converter using a voltage doubler and the hybrid converter using a Cockcroft–Walton multiplier. In the comparison, computer simulations using a SPICE simulator reveal that the proposed converter achieve the best performance the compared converters. Specifically, the efficiency of the proposed converter with three multiplier stages reaches about 84% when the voltage gain is 6 and the output power is 2 W. Furthermore, some experiments verify the possibility of realization by assembling the proposed converter with three multiplier stages on a printed circuit board (PCB). In laboratory tests, maximum power efficiency of 85% and the maximum voltage gain of 6.4 are measured.en_US
dc.description.abstractTermoelektrik enerji hasadı, termal enerjileri elektrik enerjisine dönüştürme konseptidir. Termoelektrik için Bu araştırmada enerji hasadı için negatif Dickson çarpanı kullanan tek indüktörlü bir DC/DC dönüştürücü sunulmaktadır. Birleştirerek Bir yükseltici dönüştürücüye negatif bir Dickson çarpanı, yüksek voltaj kazancı, esnek çıkış ayarı ve küçük güç kaybı Önerilen topoloji ile elde edilen Ayrıca, daha az sayıda anahtar sürücüsü ve daha basit anahtarlama kontrolü elde edilir. Geleneksel hibrit boost dönüştürücüler, çünkü önerilen tek indüktörlü dönüştürücü yalnızca bir transistör anahtarına sahiptir. Teorik analiz yoluyla, önerilen 6 dönüştürücülü bir dönüştürücü örneğine ilişkin karakteristik bir inceleme yapılmıştır. diyotlar, 6 kapasitör, bir MOS anahtarı ve bir indüktör; burada dönüştürücü özelliklerini açıklığa kavuşturmak için basit formüller türetilir Dört bağlantı noktalı bir model kullanarak. Ayrıca, önerilen topolojinin etkinliğini karşılaştırma yaparak doğruluyoruz. Tek indüktörlü hibrit DC/DC dönüştürücüler arasında, yani voltaj çiftleyici kullanan hibrit dönüştürücü ve hibrit Cockcroft-Walton çarpanı kullanan dönüştürücü. Karşılaştırmada, SPICE simülatörü kullanan bilgisayar simülasyonları şunu ortaya koyuyor: Önerilen dönüştürücü, karşılaştırılan dönüştürücülerden en iyi performansı elde etmiştir. Özellikle önerilen yöntemin verimliliği üç çarpan kademeli dönüştürücü, voltaj kazancı 6 ve çıkış gücü 2 W olduğunda yaklaşık %84'e ulaşır. Bazı deneyler, önerilen dönüştürücünün üç çarpan aşamasıyla birleştirilmesiyle gerçekleştirilme olasılığını doğrulamaktadır. baskılı devre kartı (PCB). Laboratuvar testlerinde maksimum %85 güç verimliliği ve maksimum 6,4 voltaj kazancı elde edilmiştir. ölçüldü.en_US
dc.identifier.citationEguchi, K., Nakashima, D., Do, W., İshibashi, T. and Asadi, F. (2021). Thermoelectric energy harvesting using a single inductor DC/DC converter employing a negative Dickson multiplier. Energy Reports. 8, 691-698.en_US
dc.identifier.doi10.1016/j.egyr.2021.11.209
dc.identifier.endpage698en_US
dc.identifier.issn2352-4847
dc.identifier.scopus2-s2.0-85120433173en_US
dc.identifier.scopusqualityQ2en_US
dc.identifier.startpage691en_US
dc.identifier.urihttps://doi.prg/10.1016/j.egyr.2021.11.209
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.12415/3174
dc.identifier.volume8en_US
dc.identifier.wosWOS:000740790800001en_US
dc.identifier.wosqualityQ2en_US
dc.indekslendigikaynakWeb of Science
dc.indekslendigikaynakScopus
dc.institutionauthorAsadi, Farzin
dc.language.isoenen_US
dc.publisherElsevieren_US
dc.relation.ispartofEnergy Reportsen_US
dc.relation.publicationcategoryUluslararası Hakemli Dergide Makale - Kurum Öğretim Elemanıen_US
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessen_US
dc.snmzKY00802
dc.subjectThermoelectric energyen_US
dc.subjectEnergy scavengingen_US
dc.subjectNegative Dickson multipliersen_US
dc.subjectBuck-boost convertersen_US
dc.subjectPower convertersen_US
dc.subjectSingle inductor circuitsen_US
dc.subjectTermoelektrik enerjien_US
dc.subjectEnerji temizlemeen_US
dc.subjectNegatif Dickson çarpanlarıen_US
dc.subjectBuck-boost dönüştürücüleren_US
dc.subjectGüç dönüştürücüleren_US
dc.subjectTek indüktör devreleren_US
dc.titleThermoelectric energy harvesting using a single inductor DC/DC converter employing a negative Dickson multiplieren_US
dc.typeArticle
dspace.entity.typePublication

Dosyalar

Koleksiyon

Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi Koleksiyonu
Scopus İndeksli Yayınlar Koleksiyonu
WoS İndeksli Yayınlar Koleksiyonu