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2021 年度 研究成果報告書

超小型IoTデバイスに向けたナノワット・エネルギー・ハーベスティング技術の開拓

研究課題

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研究課題/領域番号 19K11875
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60040:計算機システム関連
研究機関大阪大学

研究代表者

廣瀬 哲也  大阪大学, 工学研究科, 教授 (70396315)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードIoTデバイス / 環境発電 / 電源回路 / エネルギーハーベスティング / 極低電圧動作 / 最大電力点追従制御
研究成果の概要

本研究では,次世代サイバーフィジカルシステムのキーコンポーネントとなる超低消費電力パワーマネジメント技術基盤の創出を行った.特に,フルオンチップで動作可能なパワーマネジメント回路の実現に向け,高効率スイッチトキャパシタ技術を用いた昇圧回路,極低電圧で動作するオンチップ発振回路,昇圧回路のスイッチングを担うノンオーバーラップクロック生成回路,ドライバ回路,そして最大電力体追従制御技術に関する検討を行った.これらの成果を用いることで,本研究では41mVの極低電圧で動作可能な昇圧回路技術を実現すると共に,新たにデジタル方式のMPPT制御技術を実現した.

自由記述の分野

集積回路工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,発振回路,ノンオーバーラップクロックジェネレータ,ドライバ回路,そして昇圧回路の研究を行った.世界に類を見ない極低電圧でのオンチップ発振回路を実現し,この技術を活用したノンオーバーラップ回路を実現した.さらに,昇圧回路とそのためのドライバ回路の協調設計を行うことで,従来技術と比較して高い昇圧比を少ない段数で実現するアーキテクチャを開拓した.これらの成果は,ウェアラブルエレクトロニクスに向けた環境発電技術の基盤技術となりうる重要な成果である.また,従来技術と異なるデジタルMPPT制御技術を実現した.微弱な環境エネルギー利用システムに向けた高効率電力変換技術基盤を構築した.

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公開日: 2023-01-30  

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