Convertitore DC-DC ad alta efficienza per alimentare nodi di una rete wireless di sensori con energia recuperata dall’ambiente

Abstract

La presente tesi descrive la progettazione, realizzazione e verifica sperimentale di un convertitore DC-DC ad alta efficienza, il cui scopo è quello di fornire l’alimentazione ad un nodo di una rete wireless (per esempio per applicazioni sensoristiche), derivando l’energia tramite un sistema di estrazione dall’ambiente (Energy Harvesting). Il sistema è suddiviso in tre blocchi: - Acquisizione e condizionamento del segnale proveniente dall’harvester - Oscillatore per la generazione del segnale di attivazione degli interruttori - Convertitore riduttore-elevatore (buck-boost) Per la simulazione circuitale verrà impiegato il simulatore LTSpice, mentre per la progettazione della scheda di circuito stampato che ospita i componenti sarà impiegato il programma KiCad. E' stato realizzato un prototipo del sistema sul quale sono state condotte verifiche del funzionamento che, in linea di massima, corrispondono a quanto atteso, almeno in alcune condizioni operative.

This thesis describes the design, implementation, and experimental verification of a high-efficiency DC-DC converter. Its purpose is to power a node in a wireless network (for instance, sensor applications) by deriving energy from an environmental extraction system (Energy Harvesting). The system is subdivided into three blocks: - Acquisition and conditioning of the signal from the harvester - Oscillator for generating the switching activation signal - Buck-boost converter For circuit simulation, the LTSpice simulator was used, while the KiCad program was employed for the design of the printed circuit board that hosts the components. A prototype of the system was built, and functional verifications were conducted on it. These generally correspond to the expected results, at least under certain operating conditions.