Conception et réalisation d'une nouvelle architecture multi-entrées multi-sorties pour la gestion de micro puissance dans les systèmes autonomes

Adrien Ramond 1
1 LAAS-N2IS - Équipe Nano Ingénierie et Intégration des Systèmes
LAAS - Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes [Toulouse]
Résumé : L'autonomie énergétique des systèmes embarqués est un frein majeur au développement de l'intelligence ambiante et de l'internet des objets. Cette thèse présente un système générique de gestion de micro-puissance capable d'alimenter un nœud de réseau de capteurs autonomes et communicant sans fil (WSN). L'architecture proposée est basée sur un convertisseur DC/DC abaisseur simple inductance multi-entrées multi-sorties (SI MIMO) associé à un circuit de recherche du point de puissance maximal (MPPT) très basse consommation. Nous montrons dans ce travail que cette famille de convertisseurs permet d'hybrider efficacement plusieurs sources et plusieurs éléments de stockage pour fournir les tensions régulées nécessaires à l'alimentation électrique d'un nœud de WSN. Pour ce faire, et dans le cadre du projet PCB², nous avons réalisé un convertisseur SI MIMO à base de composants discrets ultra basse consommation sur carte PCB. Ce convertisseur interface un récupérateur piézoélectrique, une cellule photovoltaïque et une batterie fine au LIPON (Lithium Phosphorous Oxynitride) enterrée dans le circuit imprimé, pour alimenter un capteur de température enregistreur. Le développement de modèles pour chacun de ces dispositifs et leur implémentation dans un environnement de simulation système en VHDL-AMS a permis, dans un premier temps, de valider le concept présenté, puis, a guidé le travail de conception et d'optimisation du circuit du démonstrateur. Le rendement ainsi obtenu avoisine 55% dans les conditions normales d'utilisation et tend vers 70% lorsque le niveau de puissance qui transite dans le convertisseur dépasse 500 µW.
Type de document :
Thèse
Micro et nanotechnologies/Microélectronique. INSA de Toulouse, 2011. Français


https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00660368
Contributeur : Arlette Evrard <>
Soumis le : lundi 16 janvier 2012 - 14:54:58
Dernière modification le : lundi 22 juin 2015 - 10:17:39
Document(s) archivé(s) le : mardi 17 avril 2012 - 02:36:51

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  • HAL Id : tel-00660368, version 1

Citation

Adrien Ramond. Conception et réalisation d'une nouvelle architecture multi-entrées multi-sorties pour la gestion de micro puissance dans les systèmes autonomes. Micro et nanotechnologies/Microélectronique. INSA de Toulouse, 2011. Français. <tel-00660368>

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