Light-Powered Starter for Micro-Power Boost DC–DC Converter for CMOS Image Sensors - Publikacja - MOST Wiedzy

Wyszukiwarka

Light-Powered Starter for Micro-Power Boost DC–DC Converter for CMOS Image Sensors

Abstrakt

The design of a starter for a low-voltage, micro-power boost DC–DC converter intended for powering CMOS image sensors is presented. A unique feature of the starter is extremely low current, below 1 nA, supplying its control circuit. Therefore, a high-voltage (1.3 V) configuration of series-connected photovoltaic diodes available in a standard CMOS process or a small external LED working in photovoltaic mode can be used as an auxiliary supply for the control circuit. With this auxiliary supply, the starter can generate a starting voltage from 1 to 2.7 V using 50–200 mV supply voltage. The starter was verified by simulations and measurements of a prototype chip fabricated in a standard 180-nm CMOS technology. The results of simulations and tests showed correct operation of the starter in the temperature from 0 to 50 °C and under process parameters variation.

Cytowania

  • 1

    CrossRef

  • 1

    Web of Science

  • 1

    Scopus

Cytuj jako

Pełna treść

pobierz publikację
pobrano 6 razy
Wersja publikacji
Accepted albo Published Version
Licencja
Creative Commons: CC-BY otwiera się w nowej karcie

Słowa kluczowe

Informacje szczegółowe

Kategoria:
Publikacja w czasopiśmie
Typ:
artykuły w czasopismach
Opublikowano w:
CIRCUITS SYSTEMS AND SIGNAL PROCESSING nr 39, strony 1192 - 1212,
ISSN: 0278-081X
Język:
angielski
Rok wydania:
2020
Opis bibliograficzny:
Blakiewicz G., Jakusz J., Kłosowski M., Jendernalik W., Szczepański S.: Light-Powered Starter for Micro-Power Boost DC–DC Converter for CMOS Image Sensors// CIRCUITS SYSTEMS AND SIGNAL PROCESSING -Vol. 39,iss. 3 (2020), s.1192-1212
DOI:
Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.1007/s00034-019-01194-y
Bibliografia: test
  1. E. Carlson, K. Strunz, B. Otis, A 20 mV input boost converter with efficient digital control for thermo- electric energy harvesting. IEEE J. Solid-State Circuits 45, 741-750 (2010). https://doi.org/10.1109/ JSSC.2010.2042251 otwiera się w nowej karcie
  2. J. Damaschke, Design of a low-input-voltage converter for thermoelectric generator. IEEE Trans. Ind. Appl. 33, 1203-1207 (1997). https://doi.org/10.1109/28.633797 otwiera się w nowej karcie
  3. I. Doms, P. Merken, R. Mertens, C. Van Hoof, Integrated capacitive power-management circuit for thermal harvesters with output power 10 to 1000 µW, in Digest of Technical Papers IEEE Interna- tional Solid-State Circuits Conference (ISSCC) (2009), pp. 300-301. https://doi.org/10.1109/isscc. 2009.4977427 otwiera się w nowej karcie
  4. H. Fuketa, S. O'uchi, T. Matsukawa, Fully integrated, 100-mV minimum input voltage converter with gate-boosted charge pump kick-started by LC oscillator for energy harvesting. IEEE Trans. Circuits Syst. II Express Briefs 64, 392-396 (2017). https://doi.org/10.1109/tcsii.2016.2573382 otwiera się w nowej karcie
  5. J.-P. Im, S.-W. Wang, S.-T. Ryu, G.-H. Cho, A 40 mV transformer-reuse self-startup boost converter with MPPT control for thermoelectric energy harvesting. IEEE J. Solid-State Circuits 47, 3055-3067 (2012). https://doi.org/10.1109/JSSC.2012.2225734 otwiera się w nowej karcie
  6. W. Jendernalik, G. Blakiewicz, J. Jakusz, S. Szczepański, An analog sub-miliwatt CMOS image sensor with pixel-level convolution processing. IEEE Trans. Circuits Syst. I Reg. Pap. 60, 279-289 (2013). https://doi.org/10.1109/tcsi.2012.2215803 otwiera się w nowej karcie
  7. J. Katic, S. Rodriguez, A. Rusu, A dual-output thermoelectric energy harvesting interface with 86.6% peak efficiency at 30 µW and total control power of 160 nW. IEEE J. Solid-State Circuits 51, 189-204 (2016). https://doi.org/10.1109/jssc.2016.2561959 otwiera się w nowej karcie
  8. M. Kłosowski, W. Jendernalik, J. Jakusz, G. Blakiewicz, S. Szczepański, A CMOS pixel with embedded ADC, digital CDS and gain correction capability for massively parallel imaging array. IEEE Trans. Circuits Syst. I Reg. Pap. 64, 38-49 (2017). https://doi.org/10.1109/tcsi.2016.2610524 otwiera się w nowej karcie
  9. K.R. Laker, W.M.C. Sansen, Design of Analog Integrated Circuits and Systems (McGraw-Hill, New York, 1994)
  10. M.K. Law, A. Bermak, High-voltage generation with stacked photodiodes in standard CMOS process. IEEE Electron Device Lett. 31, 1425-1427 (2010). https://doi.org/10.1109/LED.2010.2075910 otwiera się w nowej karcie
  11. V. Leonov, T. Torfs, P. Fiorini, C. Van Hoof, Thermoelectric converters of human warmth for self- powered wireless sensor nodes. IEEE Sens. J. 5, 650-657 (2007). https://doi.org/10.1109/JSEN.2007. 894917 otwiera się w nowej karcie
  12. B. Lim, J. Seo, S. Lee, A Colpitts oscillator-based self-starting boost converter for thermoelectric energy harvesting with 40-mV startup voltage and 75% maximum efficiency. IEEE J. Solid-State Circuits 53, 3293-3302 (2018). https://doi.org/10.1109/JSSC.2018.2863951 otwiera się w nowej karcie
  13. L. Liu, J. Mu, N. Ma, W. Tu, Z. Zhu, Y. Yang, An ultra-low-power integrated RF energy harvesting system in 65-nm CMOS process. Circuits Syst. Signal Process. 35, 421-441 (2016). https://doi.org/ 10.1007/s00034-015-0092-7 otwiera się w nowej karcie
  14. R.D. Prabha, G.A. Rincon-Mora, CMOS photovoltaic-cell layout configurations for harvesting microsystems, in Proceedings of International Midwest Symposium on Circuits and Systems (MWS- CAS) (2013), pp. 368-371. https://doi.org/10.1109/mwscas.2013.6674662 otwiera się w nowej karcie
  15. Y. Ramadass, A. Chandrakasan, An efficient piezoelectric energy harvesting interface circuit using a bias-flip rectifier and shared inductor. IEEE J. Solid-State Circuits 45, 189-204 (2010). https://doi.org/ 10.1109/JSSC.2009.2034442 otwiera się w nowej karcie
  16. Y. Ramadass, A. Chandrakasan, A battery-less thermoelectric energy harvesting interface circuit with 35 mV startup voltage. IEEE J. Solid-State Circuits 46, 333-341 (2011). https://doi.org/10.1109/JSSC. 2010.2074090 otwiera się w nowej karcie
  17. Y.-K. The, P.K.T. Mok, Design of transformer-based boost converter for high internal resistance energy harvesting sources with 21 mV self-startup voltage and 74% power efficiency. IEEE J. Solid-State Circuits 49, 2694-2704 (2014). https://doi.org/10.1109/JSSC.2014.2354645 otwiera się w nowej karcie
  18. P.-S. Weng, H.-Y. Tang, P.-C. Ku, L.-H. Lu, 50 mV-input batteryless boost converter for thermal energy harvesting. IEEE J. Solid-State Circuits 48, 1031-1041 (2013). https://doi.org/10.1109/JSSC. 2013.2237998 otwiera się w nowej karcie
  19. Y. Yang, X.-J. Wei, J. Liu, Suitability of a thermoelectric power generator for implantable medical electronic devices. J. Phys. D Appl. Phys. 40, 5790-5800 (2007). https://doi.org/10.1088/0022-3727/ 40/18/042 otwiera się w nowej karcie
  20. Y. Zhang, F. Zhang, Y. Shakhsheer, J.D. Silver, A. Klinefelter, M. Nagaraju, J. Boley, J. Pandey, A. Shrivastava, E.J. Carlson, A. Wood, B.H. Calhoun, B.P. Otis, A batteryless 19 µW MICS/ISM-band energy harvesting body sensor node SoC for ExG applications. IEEE J. Solid-State Circuits 48, 199-213 (2013). https://doi.org/10.1109/JSSC.2012.2221217 otwiera się w nowej karcie
Weryfikacja:
Politechnika Gdańska

wyświetlono 40 razy

Publikacje, które mogą cię zainteresować

Meta Tagi