Optimierung thermoelektrischer Systeme zum Betrieb von DC-DC-Wandlern
Conference: Sensoren und Messsysteme 2010 - 15. ITG/GMA-Fachtagung
05/18/2010 - 05/19/2010 at Nürnberg
Proceedings: Sensoren und Messsysteme 2010
Pages: 6Language: germanTyp: PDF
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Authors:
Freunek, Michael; Walker, William D.; Reindl, Leonhard M. (Lehrstuhl für elektrische Mess- und Prüfverfahren, Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK), Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, 79110 Freiburg, Deutschland)
Abstract:
Mit der Entwicklung elektronischer Systeme mit einem Leistungsbedarf im Mikrowatt-Bereich und dem steigenden Bedarf an autarker Sensorik bietet thermoelektrisches Energy Harvesting (TEH) eine vielversprechende Möglichkeit zur Energieversorgung. Thermoelektrische Generatoren (TEGs) wandeln Wärmeströme aufgrund von Temperaturdifferenzen in elektrische Leistung. Jedoch sind in vielen möglichen Applikationen die nutzbaren Temperaturdifferenzen Δ T < 10 K und damit die erzeugten elektrischen Spannungen relativ gering. Liefert der TEG genügend Strom und Spannung, so kann mit DC-DC-Wandlern die geringe Spannung auf ein für die Elektronik nutzbares Niveau hoch transformiert werden. In diesem Beitrag wird beschrieben, wie thermoelektrische Systeme hinsichtlich den thermischen Gegebenheiten (Temperaturdifferenz, thermische Kopplung des TEG an die Wärmequelle/Senke) und den elektrischen Eigenschaften des DC-DC-Wandlers optimiert werden können. Als Konsequenz wird das Δ T, welches zum Betrieb eines DC-DC-Wandler benötigt wird, minimiert und die Ausgangsleistung maximiert. Damit wird TEH bereits bei kleinsten Temperaturdifferenzen ermöglicht.