Intern ati o n a l  Jo u r n a l  of  P o we r El ec tr on i c an d D r i v e   S y stem   (I JPE D S)   V o l.  11 , N o . 2, Jun e   20 20 , pp . 65 8 ~ 66 I SSN 208 8-8 6 9 4 , D O I:  10. 115 91 /i jp e d s.v 1 1 .i2 . p p65 8-6 66          6 58     Jo urn a l  h o me pa ge : h t t p :/ /ijpe d s. i a e s c o re. c o m   Simul a tion of adaptive pow e management ci rcuit for hybrid  energy ha rvester and real -time sensi n g application       M .  S.  Tamrin, M .  R. A h mad  Dep a rtm e n t  o f  Elec trical  and   Ele ctro ni c En g i ne er i n g,   Universi ti T e knol ogi  PE TR ONAS,  Mala ysia      A r ticle In fo    A B S T RAC T   A r tic le  h i st o r y:  Rec e i v ed  No v 1 8 , 2 019  Rev i sed  D e c  22 , 20 19  A c ce p t ed  Jan  28 , 20 20      M a ny  wire less  s e n s o r   netw ork  ( W S N ) ap plic ation s , now aday s,  req u ire  real- t i m e  c o m m u nica ti on,  wh ic h de m a nd c a u t i o u s d e si gn   c o nsid e r a t i o n t o   reso lv e inh e ren t  con f lic ts   b e tw een  en ergy   effi ciency   a n d  the  ne ed to  m e e t   Qu ality   o f   S e r v ices (Q oS ), su ch as  end - to - e n d  d e lay  com m u n icatio ns .   Nu merous  inn o v a tiv e  so lu tion a r e p r op osed  s u ch  as  Real-t ime  Power-A ware  Ro ut in g (R PAR) p r ot oc ol wh ich  dy na m i ca l l ad a p t s   t r a n sm i s sio n  p o we r t o   mee t   spec ified   c o mmu nic a tio n d e lay s   at  low   ene r g y  co st. H e nc e, to  enab le   real- t im e  co mmu nic a tion  w i t h  RP A R  pro t oco l an  adap tive  P o we r   Ma n a ge m e nt  Circ u it (PMC) u s i n g  hy bri d   e n e r gy h a rve s te to  s u pp ort  WS N   real- t im e  com m u n i ca tion   is p r o p o s ed . In   th is p a p e r, a   h i g h - l e v el ar chitec t ure   of the p r op os e d  P M C  is  discu s s e d, w h ich c o ns ists o f  Th er mal  Energy   Generat o (T EG ),  and Piezoele ctri Energ y   H a rves ter (P EG ) as  energy   providers,  wi th  low-powe r M a xi mum  P o w e r P o int  Tra c king   (M P P T) fe atur e   enab led .   P r e l im in ary simul a tio ns   w h ich an aly ze an d ch arac ter i ze   TEG and   P E G  sy stem ar e co ndu cted  se p a rately   to d e termin e th e o p t i mal  design   p a ra me te r s  to  su pp ort   t h e c o nve nt io na l WSN  Qo re q u i rem e nt. Ne x t ,  bo th   sy st ems w i l l  b e  in t e g r at ed  in t o   a si ng le P M C  i m pl e m en tat i o n  p r io r  to   fabric ation  and  lab ch ara c ter i z a tio n .   Ke yw ords:   F r a c tion a l op e n - c ir c u i t  vo lta ge   Hy bri d  e n erg y   harvest e r   P i e z o e le ct ri c e n e r gy  Po we r ma nage ment   c i rc ui t   Therma l e n er g y   Th is  is a n  o p en   acces s a r ticle   un d e r the   C C  B Y -SA  licens e   Corres p o n din g  A u t h or:   M. S.  Tam r i n   Depa rt me nt o f   Ele c t r i c a l  and  El e c t r oni c   E n g i nee r i n g,    Uni v ersi t i  Te k nol ogi  PETR O N A S S e r i  Isk a nd a r 3 261 0 Per a k,   M a l a y s i a Emai l:  sha h ri ta mri n @ g ma il .c om       1.   IN TR O DUCTION  Wit h  t h e  re ce nt a dva nc eme n t   i n  wi rel e ss   se nso r   a p pl i c a t i ons, s u c h   a s  Int e r n et  of  Thi n gs (IoT ),  ambi enc e   i n t e l l i ge nce,   a n d  w i rel e ss  se nsor  n e two r ks  (W SN ), it  i s  e xpe ct e d  t o  ha ve   5 0   bi ll i on of   se n s or  no des   by t h e  ye ar  2 0 25  [1, 2] . T h e s e l a rge  n u mb e r  o f  se ns or  n ode s are  n o rma l l y  re q u ire d  t o  o p e r at e for a  lon g   peri od  of  ti me,  ran g i n g from  mo nt hs t o  ye a r s. In ad di t i on  t o  t h at , ma n y   WS N  ap pl ic at i ons  re qui re  rea l -ti m comm uni ca t i o n Fo r e x am pl e, a s u rve i l l an c e  mo nit o ri n g  syst em  nee d s  t o  a l e r t  a u t h o r i t ie s inst ant a n e ou sl   (o wi t h i n  fe se co nds of s u spic io us i n t r u d e rs.  H o we ve r,  sup p o rt i ng  real -t i m e co mm uni c a t i ons i n  WS Ns is   v e ry c h al le ng i n g d u e  t o  i n h e r e n t  c onf lic t   b e tw een  str i nge n t  re qu ir emen t o f  en d- to- e n d  d e la y an d en e r gy  e f f i c i e n cy   [ 3 ,   4] A ll th e s e   ch alle n g e s   r e qu ire a v e ry  ca r e fu d e sign  c o n s id era t i o to   ma n a g e  en ergy  resou r c e s.  Ba tte r i es  ar e  co m m on ly  u s ed to  pow e r  u p   W S N  sen s or s. Al th oug h t h e y   ar e d e sig n e d to  b e  l o w- po we r, e v ent u al l y   t h ei b a t t e r i e s w i l l  be   dra i ne o u t ,   an d  a r re qui re d t o  b e  re pl ace d ,   h e nce  i n c u rrin g   hi g h   ma in t e n a n c e co st . Th e r e f or e, e n ergy  h a r v estin g  d e v i ce ha v e   now  b ecome  a  pr ef err e d so l u tion  t o   pro v i d e   che a p ,  cl ean , and  unl i m it ed  al te rnat i v e n e r g y C onve nti onal l y ,  e n ergy  harve s t i n g   s y ste m  is  mai n l y   b u i l t   u pon   thr e e  m a j o c o mp on en t s .  Fi rs t co mpon e n is en er gy g e n e r a tor ,   whic h  is  u s ed  t o  h a rv e s e n e r gy f r o m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n J Po w El ec   &  Dr S y st  IS SN:  208 8-8 6 9 4       Si m u l a t i o n of   a d a p t i ve p o we r ma n age me nt ci rcui t   f o r hy bri d   e n er gy harv e s t e …  (M.  S. T a mri n 6 59  ambi anc e ,  a n co nve rt  i t  i n to  e l e c t r i c a l   ener g y   (e .g pi ez oe l ect ri c, p hot ovol t a i c , an d t h er moe l e c t r i c ) .  Se con d   com p o n e n t   i s  c a l l e d ene r g y   c a p t u re & st ora g e,  w h i c co nsi s ts of p o w er m a na ge ment   c i rc ui t a nd st o r a g e .  The  l a st  com p o n e n t  i s  e n e r g y   c o ns umpt i o n ,   whic varie s   ba se on  us a g e  c o n d it i on.  H o w e ver, d u to re la t i ve ly l o o u t p ut  po we r ge ne rat e by  st anda l one   e n e r g y   harve s te r, t h e foc u of  re se arc h  a r ea   has  n o w  s h i f t e from  st a n d a lone  t o  H y bri d   E n erg y   Ha rve s te (HE H ).  HE H  i s   ba si ca ll te c h n i qu e to in te gr at e mu l tip le  e n e r gy  sou r ce s in to   a si n g l e  syst em w h ich  is ca pab l e  to  g e n e r a te h i g h e r   out put   po we r a s  c o mpa r e d  t o   st andal one   h a rvest e r. T h e  i n p u t  e n erg y  c a n   come   from  di f f ere n t  s o urce s,  s u ch   as vi b r a t i o n ,   th e r mal ,  l i g h t, a c o u s ti c, sol a r,  wi n d ra di o   fre q u e nc y e t c .  C a et  al [5]  ha li st ed do w n  c l e a rl con v e n t i onal  e n e r g y  s o u r ce s, a n d i t s c o rre s po n d i n po we r  de nsi t a n h a rvest i n g  met h od Ho we ve r,  one  o f   t h e ke y   c h al le nge s fo r an y  H E H   s y st em   i s   t o   d e sig n  a   Po we M a na g e ment  Ci rc uit ,  w h i c h  ca p r ovi de  effi ci ent  a nd  se aml e ss o u t p ut   po we r t o  a n y l o ad   ap pli c at ion s O v e r  t h e  ye a r s ,   ma n y  t e c hni que have   bee n   de ve lo pe d   t o  desi gn  a n  e f fi ci ent   P M fo r st an dal o ne   ene r g y  h a rve s t e rs.  In  t h is se c t ion,  we  wil l  d i scuss  on  P M C  t echni ques  u s ed  fo r t h e r ma l  a n d  vi brat i o n-base d   e n ergy  h a rv e s t e rs fo ll o w e d  b y  br ie in trodu c t io o f   M a xim u m Po w e r   P o in t Tra c k i ng (M P P T) t e c h n i qu e s and  l a st  b u t   not  l east ,  di scussi on   on  c o mmo n  arc h i t e c t u re use d  i n  HE H  s y st ems. T h e  ma i n   obj ec ti ves   of t h is   pape r a r e ;  t o   pro pose  a  ne w  ada p t i ve P M C  arc h it ec t u re  fo r H E H syst em t o   s u pp o r t  re al -t ime  WS N,  wit h   ove ra l l  effic i e n cy  of  > 8 0%, an d to  cha r act e r i ze TEG, a n d  PEG su b-s y st em  se pa ra te l y   t h rou g h   si mul a t i o n.  The r mal - base d P M C ,  A  c o m m o n  e x am p l e  of t h e r ma l- bas e PMC  de si g n  a p proa c h  is   thr o u gh t h i n te grat i o of i n d u ct o r -ba s e d   bo ost  c o n v erte r a n d s w it c h e d -ca p ac it o r   buc k co n v ert e r i n t o  an  i n t e g r at ed  c h ip   [ 6 ] .   Th is En erg y   H a rv e s t i ng IC   ( E HI C)  is  fa b r ic at ed w i th 6 5  n m   C M OS , w i th  ar ea  les s  t h a n  0. 5 mm 2 . The  pro pose d  PMC   i s   ba sic a l l y di vide i n t o   t w o sta g es:   P o we r C onve rsi o n, fo w h i c in d u ct or-ba s ed   co n v e r te i s   use d  to  bo ost l o i n p u t   v o l t a g e t o   a   s u i t a bl e  out put   vol t a ge , wi th Ze ro C u rre nt Sw it chi n g (ZC S ) ca pa b i li t y   to   i m pro v e  e f fi ci ency   du rin g  l o w c u rre n mo de, a n P o wer  Ma na ge me nt  U n it , i n   whic h  swi t c h e d  ca p aci t o c o nv ert e r  is  u s ed  to   r e g u l at o u t p u t  vo lt ag in t o   mu l tip le le v e ls. In   a d d i tio n t o  th a t , in l o w en e r gy   c ond i t io n ,   P M C  is   ab le   to   b y p a ss sw it ch e d  ca p a citor ,  and   th e lo a d  is  g e tt ing   dir e ct sup p l y from   in du c t or -b a s ed  c o nv ert e r .   Th p e ak   e f f i c i e n cy, how ev er , v a ri es w ith ou tpu t   v o l tag e .     A n  i m p r o v e d   versi on  of the r mal - base P M C i s  pro p o se d  i n  [7 ].  T h e  B oost   LC   fi lt e r  is equi ppe d   wi th  a fee d ba c k  l o op s t o   re g u l a te  t h e o u t p u t  vol ta ge A n y  di ffe re nc e be t w e e o u t p ut  a nd  de sire v o l t age  is  a m p l i f i e d  and  th en   m odu la te d to  Pu lse  D e n s ity   Mo du la tio n  (PD M )  sign a l , w h ich  is us ed   t o  co n t ro l on /o ff   o f   MO S p o w e r  s w i t c h . T h e  cha r ge  pu mp ci rc ui t r y i s  ad de t o  re d u ce  lo sse s a c ros s  M O swi t ch,  by i n c r ea sing   th e  vo l t ag o f   P D M  sign a l .   Th is  PM C  te ch niq u e  c o m e s wi t h  f e e d b a c k  con t r o l loo p .  To  ach i e v e  t h e o r e tic al ly   i n fi nit e   li fe ti m e , a  syst em i s   expe ct e d  t o  ru in  E n e r gy  N e utral   Ope r at i on  (EN O ) .   He n ce, a  lo w - co m p le xi ty   Po we Ma na g e (PM )   is  p r opose d , [ 8 ] w h i c h i s  use d   t o  a d apt   wi t h  i t s c o mp ut at i o n a l  l o ad t o  e n s u re  t h e   c o nsume d  en erg y  is   e q u a l t o   t h h a rv est e d en ergy . On ly if  th is   co nd i tio me e t s,  t h e   sy st e m  is c o n s id ere d   to  ac hie v EN O.  The  pro pose d   P M  i s   ba sic a l l deci di n g  a n d  cha n gi ng  d u t y  cycl e  of t h e l o ad acc ordi ng  t o  t h e   e s tim at io n  of  h a rv e s t e a n d co nsume d   en erg y , pr ov id ed  by a  low - po wer   su per- ca p a cit o r - b a sed    ene r g y  m o nit o r.    Ty pi ca ll y,  a   de sired  v o l t a g e o f  su pe r-ca pa ci tor  w h en t h e  lo a d   h a c o n v erg e d  t o   EN O i s  p r e-de fi ne d .   Thi s  met h o d  is  very s u i t a b le  for l ong-t e rm moni t o ri ng a p p l i c a t i ons,  b u t   n o t  for  re al -t i m e  se nsi n g a ppl i c at i on,  whi c h re q u ires  string e n t e n d - t o -e nd  del a y  r e qui reme nt . W h il e  ma jorit y   of t h er ma l-ba s e d P M C  t ech n i ques  empl o y   D C -t o-D C   bo ost  c o n v e rt ers, a si m p l e  an no vel  i m pl ement a t i o o f  t h e r mal   P M C  i s  p r o pose d  in  [ 9 ],   w h ich   r e qu ir es no  com p lex  star t- up c i r c u i tr (e .g . ch a r g e   pu mp ) or t y p i c a l  D C - t o - D C  boo st  indu c t or , be ca u s TEG   u s ed  in   t h i s   s y ste m   i s   c a pabl e  to  ge ne ra te  hi g h   e n ou gh  vol ta ge  t o  dri v e l o a d   a p p l i cat i on di rec t l y . T h i s   PMC  ba sic a l l y   c o nsist s  of  tw mai n  P o si t i v e -cha nne l  M O S   (P MO S )  s w i t c h es, M P P T  c ont rol  bl oc k ,  a n d   one   St ora g e C a pac i t o r. T h e “b rai n ” o f  t h i s   P M C de si g n  l i e s  wit h i n   MPP T  cont rol   bl oc k,  whi c h i s  c a pa bl e   t o   cont rol  act i v e/ sle e p st at e of t h e l o a d he nc mini miz i ng a n p o w e r   mism at ch bet w e e TEG  devi ces a nd l o ad   appl i cat i o n. T h ere f ore ,   t h i s  P M C   c a n  suc ces sful l y   a c hi e v very  hi gh  pea k  p o we e f fi ci en cy, w h i c h  i s  ~9 5%.   Vi br ati o n- b a sed   P M C K ong  et  a l .  [1 0]   p r e s e n te d  a  simp le  a n d   sel f - pow ere d  P M C, w h i c h  d o e s no re qui re   a d dit i onal  po w e r t o  o p erat e. The   P M C is  basi ca ll divi de d i n to  fo ur maj o r c o mpone nts:  1 )  A C -to - D C   con v e r te r, usi n g full -brid g e  rec t i f i e r. 2 )  B u c k -B oo st  Con v e r t o whi c h is ru n n i n a t   D i scont i n u ous C u rre n t   Mo de  (DC M i s  i m pl ement e d t o  s upp ort  w i de ra nge  of  in put   vol ta g e  as  we ll  as t o  mat c h s o u r c e  i m p e dance .   3)  ul t r a-l o we r mic r o - c ontr o l l er, w h i c h i s  con f i g u r e d   for  MP P T  a n d o u t p ut  vol t a ge re g u l a t i on.  4)  Su pe rca p aci t o a s   st o r a g e  dev i ce . The  MP PT  te chni que  u s e d  fo t h i s  P M C   i s   ca l l e d   i m pe dance   mat c hi n g   Be sid e s, Elie   e t   al . [11 ]  d e v e lop e d a  sing le - s w i tc h  in du ct orl e s s   P M C   fo ele c t ro sta tic  v i bra t i o n   harve s te r,  w h i c co nsi s t s  o f   a singl e swi t ch, one bi a s i n c a pac i t o r (C bia s ), an th ree   d i o d es. C h argi n g  o r   di sc ha rgi n g  st at e of t h e   C bias   i s  con t ro l l ed  by th is si ng le  switc h . Th i s   PM C d e sign   o p e r a te s in  t w o mo de s: 1)  Ch arg i ng  of C bi a s ,   w h ere  si ngl e  swi t ch  i s  i n  “ ope n  sta t e   2)  Cha r gi ng  o f  B a t t e ry,  for  whi c h si ngl e   s w i t c h i s   i n   “c lose d  st at e.  One   gre a t  a d v a nt a g o f  t h i s   PMC  d e si g n  i s  t h at   it   can  b e  e m be dde d i n  mi ni at uri z e d   s y st em   si n c e  i t  d o e s no r e qu i r e  i nduc to r  co mpo n e nt.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I SSN : 2 088 -8 6 94  Int   J  P o w  Ele c   & D r i   S y st, V o l .  1 1 N o 2, Ju ne  20 2 0   :   6 5 8  –  666   66 0 M a x i mum   P o w e r Po in t  Tr ack in g ,  wh en disc u ssing e ffi ci en c y  fo r en erg y   h a rv est i ng  d e v i c e s,  one  sh ou ld  a l w a y s  co n s id er t h e   fo l l ow ing s :   1 )  c o n v e r sion  ef f i c i en cy 2)  tr a n sf er  eff i c i en cy ; 3 )  buff e ri ng   effi ci enc y ;  a n d   4 )  c o n s u m pti o n ef fi ci ency . In ge ne ri te rm , t r a n sfer e ffi c i e n cy c o nsi d e r s  a m o unt   of  lo s s  due   t o  po wer   t r a n s f e r  a c t i v i t y fro m e n er gy   s o u r ce   t o   l o ad He nc e, the r e  i s  a  t e chni que , cal l e d Ma ximu m Po we Poi n t   T r ac ki n g  (M PP T ) whi c h i s  t y pic a l l y   use d  t o  mi ni mi ze p o we m i sma t c h   be t w e e n en e r gy so urc e  an l o ad  [1 3]. Cu rrent l y , t h e r e  a r e  several   MPP T  te chni q u es  de vel o ped .  O n of t h em i s  le ve ra gi ng  di gi ta l  si gnal   proce s si ng  [1 2 ] . A n ot her  MP P T   t e c hni que   i s  ba se d  o n  i m pe d a nce  mat c h i ng   [ 14,   1 5 ] . T h is a p proa c h   i s   n o t   onl si mpl e  t o  i m pl e m ent ,   b u t  a l so c o nsume   very  l o po we r.  The   ba si c i d e a  i s  t o   ma tc bet w e e n  i n p u t   i m pe da nce ,  w h ic va ri es fro m   one   e n e r g y   ge nerat o de vi ce t o   a n othe r,  a n d  i n d u ct o r  va l u e  of b o o s t   c o nv ert e r.  Ho we ve r, d u e   t o   hu ge t o l e ra nce  of i n d u ct or i t se lf , t h is t e c hni que   i s  n o t  be   very ac c u ra te . A n ot he r MP P T   te c h n i qu e   u s e d   is  c a l l e d  fr ac t i o n al o p e n- cir c u it  vo lt ag e  (FO C )  [16- 18 ].   Th e  op en- c ir c u i t   vo lta g e  ( V o c of  a  sp e c i f i c en ergy   g e ne r a t o r is  sa mp led   p e r i od ic a l ly  to d e ter m in e its max i mu p o w e po in t   vo l t a g (V M PP),  le a v in g t h is ene r gy  g e n e r a to r el ec tr ic al ly  ope n .   In   t h is p a pe r ,   w e  w ill   f o c u s on   F O C te ch n i q u e  a s  it  is  p r ov e n   t o   ac hie v e ~ 9 9 . 5%  of effi c i e n cy.  C o mmo n P M C  Arc h it e c t u re s for  HE S y st em, T h ere  a r e  fe w  p r i o wo rks  do ne t o   des i gn  PMC  for   HEH  sy ste m The si mpl e st   me t hod i s  ca ll ed “ c o mpl e me nta r y,”  as  de fi ned  b y  [1 9],  whi c h ma i n l y   col l e c t ene r g y   fr om a  pri m a r s o urc e , w h i l e   sec o n d ary tra n sd uce r i s   mere l y  us ed  t o  po we up au xi l i a r c i r c ui t r y ,   su ch  a s  b i a s ing   a nd  boo t- up cir c u itr y. A s   sh own  in F i g. 5 ,   th e P i e z o e le c t ri G e n e r a t o is u s e d  dur ing   c o l d   st ar t- up , in whic h  at  t h a t  tim e ,  th e pow e r  g e n e ra ted   b y  th Th e r m a l   G e n e rat o r i s  no t suf f ic ie n t  to  su s t a i n  t h e   wh ol ope ra ti o n H o we ve r, t h i s  si mple  me t h od  d o es  n o t i m p l e m e n ma xi mum  p o w er p o i nt t r a c ki ng   ( M P P T) whi c h is cr u c i a l   t o  ensu re   m a xi mum ha rve s ti ng effic i e n c y . B e si des ,  an ot he c o mm on   t e chni que   t o   harve s t   mu l tip l e  so u r ce  o f  e n ergy  i s  ca ll ed  “ P o w er  O R i n g  archit ec tu r e   [2 0-2 2 ] ,   w h i c h   o f f e rs m odu la r appr o a c h con n ec t i n g   mu lt i p l e  sou r ce s i n   paral l e l  th ro ug di o d es . E a ch  of e n e r gy   sou r ce s i s  i n de pen d e n t  fr om e ach   ot he r,  he nce  c oul perfo rm   it s ow MP P T  t e c h niq u e .   The  dio d e s  i s  use d  t o  e n su re sel f-sync hroni ze d   ope ra t i o n Ho we ve r, t h ere  a r e  se ve ra di sa dva nt age s   l i nk e d  t o  t h i s  met h o d Fi rst ,   t h ere  i s  a ddi ti o n al   p o w e l o ss d u e t o  fo rwar v o l t age  d r o p  o n   t h di o d es, a s   we ll  as havi ng  i nde pe n d e n t M P P T  c oul i n c r ease   c o st an d   si ze   o f  th e   sy stem . Th e “Powe r   O R i n g,”   ar c h i t e c tu re Last  bu t no leas t,  an o t h e mo r e  so ph i s tic a t ed  te chn i qu e  co mmon l y u s ed  in  man a g i ng   m u ltis ou rce   ene r g y   harve s t i ng is  c a l l e d   v o lt age  le vel  de t ect i on met hod . F o r e x a m ple ,  i n   [2 3] t h e  c h argi n g   of a  mi cro   bat t e ry i s  t a ke n ei t h er  from t h e   v o l t a g ge n e rat e b y  a t h e r mal  or  R F   h a rve s ti n g  su bs yst e m,  de pen d i ng on  whi c h e x hi bi ts  hi ghe r v o l t age   val u e. H o w e v e r, t h is c a n not   be a p pl i e d  for   loa d s t h a t  re q u i re c o n s t a nt   v o l ta ge   sup p l y   [2 4].  In  [2 5 ] an  i m p r ove d te c hni que  is  use d :  ea c h  i nput  i s   c o n n ect ed  t o  t h e   out put  at   pre - defi ned   p e rio d  o f   tim e, pr ov i d e d   its r e s p ec tiv e  vo lta g e  sur p asse s th e   d e te rm in ed   v o l t ag e   th r e sh o l d.       2.   RES E ARCH M ETH O D OLOGY   2.1.  Sp eci fi ca tion   d e fin i tion   S i nce ea c h   a n e v ery  WS N  a ppli c a t io ns  h a i t s ow re qu i r e m e n t,  de te rmini n g spe c i f i c  Q u al i t of   Se rvi ces (Q oS i s   a   c r uci a l  st e p . Ta ble  1 sh o w s a  Q o for  spe c i f i c  St ruct u r a l  M o nto r in Ap pli c a t ion .       Tabl e  1.  Q o for str u ct ural  m oni to rin g  a p pl ic at i on [8   E ffi c i en c y   (% )   No min a l V o lta g (v A v er a g e Cur r e n t R e quir e m e nts ( A Sle e Ac tive  (N o r m a l )   Ac ti v e  (P e r fo r m a n ce )   Qual ity of   S e r v ic e   (Q oS)  >80  3 . 175e -6   3. 5e- 3   M i n.  20% highe r than norm a oper a tio n       3.2.  Arc h i t ec tu re De fin i ti on   In th i s   p a p e r,   we   p r o p o se an  a d ap tiv e PMC ,  wh ic i s   c a p a b l e  to in te grat e in pu t s   f r om two  e n er gy  harve s te rs w h i c h are  TE G &  P E G .   T h i s   prop ose d   P M i n t e g r at es so me  of t h e  el eme n t a ry te c hni que s fr om   t h pre v io us  w o rk s i n t o   o n e  si ngl arc h it ec t u re.  F o r  exa m pl e,  t h e p r op ose d   P M C  a ppl i e basi c   “c o m ple m ent a ry”  t ech ni q u t o  mee t  s p eci fi ed  wo rkl o a d  re qui reme nt . F o r st ruc t u r al  mo ni t o ri ng  ap pl i cat i on,  whi c st a y s in   sle e m o de fo r most  o f   t h e  ti me,  TE G is  us ed  t o   p r ovi de   e n e r g y  du ri n g  sl ee m o de, w h i l P E G   is  du r i n g   a c t i ve  mo d e . Bes i de s,  t h e   pr opo sed  P M also i m p l e m en ts MP PT  te chn i qu e fo r TEG  sub - sy ste m Unl i ke  “ P o w e r  OR ing , ” t h e T E G an d P E G i s  not   i n de pe n d e n t   from  e a c h   ot he - the y   a r e c ontrol l e by  Pul s e   Gene rat o r, w h i c h al re a d y   ha v e  pre - det e rmi n ed  t i min g  in fo rmat ion  bet w ee sl ee p an d ac t i v e mode . T h is Pul s e   Gene rat o r i s   us ed  t o   c o ntr o l t h O N” a n d  “OFF” st at f o e a c h  s u b-s y ste m Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J   P o w   Elec &  Dri Sy st   I SSN : 2 0 8 8 -8 69     Sim u l a t i o n   of a d a p ti v e   p o w e ma n age me nt  ci rcui t f o hy bri d   e n e r g y  harve ste r   … ( M .   S. T a mri n )   6 61  Th e  h i gh - l ev el  a r ch it ec tur e  of   pr opo sed  PM C  d e sig n  i s  sh own  i n  Figur e   1.  Th prop o s e d  PM C   a r chi t e c t u r e co nsist s   o f   se ve r a l  mai n  bl oc k s , an d c o m p o n ent s . F o r e x a m pl e,  P u l s e G e ner a t o r is  use d   t o   co n t ro l sw it ch i n b e tw een TEG  and  PEG sup p l y .   Th e   pu lse  i s   g e n e r a ted  b a se d  on t h e   load ing c ond it io n s , i. e.   sl ee mo de  =   TEG  is a c t i v at ed;  ac ti ve   mo d e  =  P E G  i s   act i v at ed.  E n abl e   Ge ne ra to r  bl oc k,  w h i c c o nsi s t s  o f   2 - s t ag e co mp ara t o r  a n d  lat c h c i r c u i try  is c r i tic al   t o  en su re  TEG sy s t e m  o p e r a te w ithin  t o le ra ted  sup p l y,  he nce  ma xi miz i ng  po we r t r a n sfe r   fr om  TEG  har v est e r t o  th e  loa d . P W M  G e ne r a t o r, a n d   t h e   Er ro Am pl if ie r   a r used  as a   c o ntr o l l o op  t o   e n su re P E G s y ste m  i s   r e gul at ed  int o   d e sir e volt a g e . F u l l - wa ve  r ect i f i e r ,   t oget h e r   w i t h   r i pple - ca ncel l a t i on c a p a c i t or C1,  a r e  t h ma j o co m p o n e n t  of  t h AC -t o- DC   vol t a ge  c o nve rt er .   C o mpa r a t o r  a n d   P h ase  Del a y bl oc ks  a r e  ad ded  to e n s u re se aml e ss t r ansi t i on   be t w een  TE a n d PE G   subsyste         Fi gu re  1.  Hi gh -l evel   dia g ram of   t h Pr op ose d  P M C  Ar c h i t e c t u re       Det a il impl e m ent a t i o fo r ea ch po we st a t es  (i.e.  sl ee p/ a c t i v e)  i s  descri be d   b y  fl o w c h art s   in Fig u re  2  an Figur e   3 .           F i gur 2.  P r o p o se arc h it e c t u ral  f l o w     du ri n g  a c t i ve   mo de       Fi gu re  3.  Pr o p o s e d ar c h i t e c t u ral  fl o w    du ri n g  sl ee p mode       Th e ma in ch a l len g e s t o   d e si g n  PM C   fo H E H sy st em  is to in t e g r a t su b- sy ste m se a m le ssly .   The r e f ore,  t o  e n su r e  smo o t h  tr ansi ti o n ,  t h e  P M re quir e d  d e fi ni te   ove rl ap pe d  ti me  bet w ee n t w o - s u b s y s t e ms ,   as show n in  t h e   F i gu r e  4.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I SSN : 2 088 -8 6 94  Int   J  P o w  Ele c   & D r i   S y st, V o l .  1 1 N o 2, Ju ne  20 2 0   :   6 5 8  –  666   66 2     F i g u r e  4 .  Po w e r - s ta te  tr an sit i on   p o lic     3.   R E S U LTS  AND ANALY S IS     fea s ib i lit y  stu d y   of   th e pr opo sed  PM C  ar c h i t ec tu r e  is c a rr ie d   ou t u s in g HS PI C E   so f t wa re  1 )  To  cha r ac te ri ze de si gn   pa ramet e r s  for  PE G   s y st e m  i n  o r de t o  mee t  Q o S  d u ri ng   a c t i ve  mo de ;   2) To   a n al yze   f e a s i b ilit y   o f  TEG  t o   me et  effi cie n c y  t a rg e t   3.1.  C h ar ac te r i zati o n   of  PEG  P E G  i s   basi ca l l ge ne rat o tha t   co n v erts  v i bra t i o ge nera te d from  st eps  i n t o  el e c t r i cal  e n e r g y .  I n   t h is  [ 26]. PE G   syst em   t y pic a l ly co nsist s  of  two  pa rt s: AC - t o- DC co n v ert e r, a n d DC -t o - DC  bo ost   c o n v ert e r .   For AC -t o-DC  con v erte r,  we  a r e eva l ua ti ng  fo r o p t i mal  ca paci t o r t o  mi ni mi ze vol t a ge  ri ppl e.  Mea n whi l e, fo b o o s t  c onv e r t e r ,  w e  ar tun i ng  du ty  cy cl e,  swi t c h ing   fr e quen c y,  a n d   induc to r  t o   f i nd   the  o p tima so l u tio n s .   For  thi s  si mul a t i on, we  ass u me 5-l a ye pi ezoe l e c t r i c  t h i c fil m s as  o u r  P E de vi ce w h i c ha 5.3 x   hi ghe out put  c u rre nt  vs.  si n g l e  la ye r PEG  d e vi ce , 34x  sma l l e r mat c hi n g   i m pe dan c e [27 ] .   F i rst, w e  c h a r a c t e ri z e d t h rec t ifyin g  c i rc u i t .  Fi gu re  5 s h ows  t h e c o nve rte d   DC v o l t a ge, t oget h er  wi th i t co rre s po n d in v o lt age  rip p l e   fo r va ryi n g ca pa c i ta nce v a l u e.   B a sed   on   t h i s   re s u lt s,  mini mu m   ca paci t a nce   of 1 0 u F  i s  re q u i red t o  meet   sub - m V   vol t a ge  ri ppl e .  We , t h e n  c h a r ac t e ri zed  DC -DC  b oost   con v e r te r b y   s w e e pi ng  c r uci a l  desi g n   pa ram e t e rs. Fi g u r e   t o   F i g u re  7 sho w  sen s i t ivi t it i e s of  dif f ere n t   d e sign   para met e rs suc h  dut c y c l e, s w i t c h in fre que ncy ,   a n d  i ndu c t or val u e s .           F i g u r e  5 .  Vo lt ag e   r i pp l e   du e  t o   A C - t o- D C   co nv ersi on  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n J Po w El ec   &  Dr S y st  IS SN:  208 8-8 6 9 4       Si m u l a t i o n of   a d a p t i ve p o we r ma n age me nt ci rcui t   f o r hy bri d   e n er gy harv e s t e …  (M.  S. T a mri n 6 63      F i gu re 6.  D u ty  cycl e   se nsi t i v i t st udy fo r DC / D C   b o o st   c o nve rt er          Fi gu re  7. S w it chi n g fre q  se nsi t i vi ty stu d y  for DC/ D C  b oost  con v e r t e     B a se d   on   t h pre l i m i n a r y si mula t i on  res u l t s,  a   rec o m m e ndat i o n  for o p t ima l  desi g n  o f  t h e P E G   syste m  t o  me et   spe c i f i e Qo is sh ow n i n   Ta bl e 2 .       Ta ble   2.  R e c o mmen d e d  desi gn  pa ramet e rs fo r peg   s y st em   D e si g n  P a r a m a te rs   Pr oposed V a lue   ( f or  nor m a l acti v oper a tion)  Qos Simula te d   R e sult s   D u ty Clyc le  0. 10   O u tput V o lta g e   3 . 55 V   S w it ching Fr e quency  150 K H z   O u tput Cur r e n 3 . 55 m A   I nducto r   22 uF   O u tput Pow e 1 2 . 3  m A   O u tput Ca pac itor   47 uF   I nductor  Cur r e n 9 6  m A       4.1.  C h ar ac te r i zati o n   of TE Un l i k e  t h e P E G Syst em,  TE G ef fi ci enc y  i s  very c r uci a l   t o  ens u re we   can mee t  > 8 0 %  effi ci enc y   re qui re me nt B a sed o n  Y o o n e t   a l . [7],  due  t o   the   l i ne ar I-V  c h a r ac te ri sti c o f   T E G ,  Ma xi mu m P o wer P o i n t   ( M P P ), f o e ach  TEG  d e v i ce  ca n  e a s ily  be  determ ined  by (1)  and  ( 2 ) .     V m pp  = 1/ 2 V o c     (1 Pmax=  Voc^ 2/ 4RT    (2   H e nce ,  b y  kn o w i n th e   RT  &  V o c   o f   a n y   TEG de vi ce , we   ca n det e rm i n i t s c o rre s p ondi n g  V m p p .   Fi gu re  8 sh ows  M P Vol t a g e (V mpp)   for   TE devi ce  wi t h  Voc  =  6 V   a n d  RT =  30 0 K O h m.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I SSN : 2 088 -8 6 94  Int   J  P o w  Ele c   & D r i   S y st, V o l .  1 1 N o 2, Ju ne  20 2 0   :   6 5 8  –  666   66 4         F i gu re  8.  M a xi mum  p o w e r  p o i nt  ve rsu s   Voc .       F i gure 9  sh ow s t h at  maxi m u pow e r  c a b e  harve s te fro m  t h i s   spe f i c i c  TEG  i s   ~3.5  V ,  mea n in g   th a t   if w e  c a n r e g u l ate   ou TEG s y stem t o   ~ 3 .5   V ,  ou r po wer e ffi ci en c y   w i l l  b e  almo st   10 0%.  Ho w e v e r,  ac hie v ei ng 10 0 %  effi ci enc y  i s  neve rt hel e ss u n real i s ti c.  He n c e ,  fo r t h is stu d y ,   we   a r e o n l y  t a rge t i ng e f fi c i e n cy  of > 8 0% whi c h is t y pic a l  for  b u ck -b o o st  pl a t fo rm reg u l a t o r. T h e r efore ,  we  ca n al l o w Vst o 1 t o  be  v a ri e d   sl ig h tly   f r o m  i t op tim al  Vmpp         Fi gu re  9. Pr oje c t e d p o w e r effic i ency  ve rsu s  Voc .       Othe r t h a n  t h at , f o r  t h is a r chi t ect ure  t o   work  dece ntl y we  ne ed  t o   g u ara n t e e PEG  can  s u st ai n sl ee p   current   f o l o ng  pe ri od   of t i m e. T h i s  i s  a c t ua ll rel a t e d  t o   ca paci t o se le ct i on o f  C s t o 1 .  T h e  bi g g er   t h e   ca paci t o r, t h e  l onge r it  ca n su sta i n. H o weve r ,  t h is c oul i m pact  t h e c h a r g i ng  ti me o f  ca p a ci t o r as w e l l . F i gu re   10  sho w s l i n ea r co rre l at ion  b e t w e e susta i n  t i me  vs. ca pa c i t a nce  v a l u e ,  a s sumi ng V s t o 1  vari e s  be t w e e n   4.25   V a n d  2   V (i .e >8 0%  e f fi ci en cy)  for  1 7 5   uA  l o adi n g  cu rre n t .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n J Po w El ec   &  Dr S y st  IS SN:  208 8-8 6 9 4       Si m u l a t i o n of   a d a p t i ve p o we r ma n age me nt ci rcui t   f o r hy bri d   e n er gy harv e s t e …  (M.  S. T a mri n 6 65      Fi gu re  1 0 . Ca p aci t a nc vs s u sta i n t i me for 1 7 5 u a l o a d  cu rrent     4.   CO NCL U S I O N   In  sum m ary,   b a sed  o n   pre l i m ina r simul a t i o n res u l t s,  we  c a n  see  l i n o f   si ght  t o  mee t  c onve nti onal   WS Q o S   re q u i r eme n t  for  struct ural  mo ni t o ri ng  a ppl i c a tion .  O p t i m a l  d e si gn pa ra met e rs  for P E G ha a l so   bee n  i d e n t i f i e d  t o   su p port  out put  cu rre n t   of  3.5  mA  d u r i n g  act i v e st at e.  B e si des,  TE G i s  p r oje c t e d t o  s u st a i n   out put  c u rre n t   of  17 5   uA , w h i c h i s  re q u ire d  du ri n g  sl eep s t at e, for > 6 00  ms, w i t h  e f fi ci enc y   of > 80%   usin 47  uF c a p ac it o r . In a ddi t i o n  t o  tha t re la ti on shi p   of  out p u t   volt a ge   o f  TE G t o   pow e r  e ffi ci enc y   h a s al s o   be e n   cha r ac te ri zed i n   t h i s  pa pe r. N e xt ste p   i s  t o  in t e grat bot h s y ste m s an d t o  i m pl eme n t  o u r po we r-st a t e  t r a n si t i on   pol ic y ,   w h ic h i s  ke c o m p one nt  o f   o u p r op o s e d  P M C   a r c h i t ect ure .       A C KNOW LE D G E M EN TS  Au t h or w o u l d l i k e   to  a c kn ow le dg e  th e  su pp or ts g i v e n  by  th e  Ele c tr ic a l  a n d  Ele c t r on i c  D e p a r t m e n t   of  Uni v ersit i  T e kn ol o g i P E T R ON AS  in  pr o v i d i n g t h fa ci l i t i es t o  perfo r m t h e si mul a t i ons a n d n o t  to   fo rget   t h Y a yasa U T P fo provi ding  the  fun d i n g.      RE FERE NC E S     [1]   J.  J. Estrade-L o pez, A. Abue l l il,  Z .   Zeng, E . S.   Si ne n c io,   M ul tipl e  Inp u t  En e r gy Ha rve s tin g fo Au to no m o us  Io End - No des ,  J ourna l o f  Lo Powe r E l e c t ro n i c s   an d A p p l i c ati o n s ,  Ma r 20 18 [2]   L .  Atzori,  A.  Iera, and  G. Morabit o “T he Inter n et of   T h ings:   A survey" in  Co mp ut e r  Ne t w ork s ,  vo l.   54,  no   15 ,     pp.  27 87 -28 0 5 ,   Oct 20 10 .   [3]   O. Chipara   O, H.  Zhim in, X.   Gu oliang C .   Qi n, W. Xiaorui ,  L. Ch eny a ng, S.  John, A. Tar e k ,  “Re a l- tim e   Power   Awa re   R o u t i ng in  Se nsor Ne tworks,”   IEEE ,  20 06.  [4]   C.  M a r i o,  G. C.  D a niel, F .  F r a n c i s c o F ,  an d K .  X i anjie,  “N e w   c h all e ng es of  r e a l -tim e   w i reles s   sen s o r   n e tw orks Theo ry an d ap pl ica t io ns,”   In te rn at io na J o urna l   o f  Distrib u t e d  Sen s o r  Ne t w ork s ,  S e ptemb e 2 016 .   [5]   S .  Cao ,  an d   L.  Jia n qing “A  s u rvey  o n   amb i e n en ergy  s o u r c e s an h a rv e s ti ng  me th od for  s t ru ctu r al h e a l t h   m o n i t o ri ng a pplic a tio ns,   A d v ance s  i n  Me c h a n ic al E ngin e e r i n g ,  v o l.  9 ,  n o .  4 ,  pp.   1-1 4 ,  20 17.  [6]   M.  Alhaw a ri, D. Kilani,  M. Ba ker,  S.  Han i an M .  Is m a il,  “An  Effic i en t Ther mal  En erg y   Har v es ting  for  Po we r   M a na g e me n t  for u W a tt W e a r a b le  Bi oc hi ps,”  IE E E ,  2 0 16.  [7]   H. Lh erme t,  C.  Con d emine ,  M .   P l is so nnier,  an d  R. S a lo t ,  “E ff ici e nt  Pow e r Managem e nt Circui t: Ther mal   E n erg y   Harves ting   to  A b ov e-IC  M i crob att e ry En ergy  S t o r age,”  IEEE Int e rn atio nal  So lid- S t a t e  Circui ts  C o n f er enc e , 20 07 [8]   L.E .  Tr o n g  N h a n , P .  Al ain ,  S .   Ol iv ier ,  B .  Ol iv i e r ,  a n d  B. C ecil e , “Du t y - Cy cle   P o w e r M a nager   fo r Th erm a l-Po wer   Wire less  S e ns or N e tw orks ,”   201 3 IEEE   2 4 th  I n ter natio na l S y mp os ium  o n  Pe rso na l,  Ind oor   a nd  Mob il e Ra dio   Comm un icatio ns : MAC an d  Cr os s-L a yer  Des i g n   T r ack ,  2 0 13.  [9]   E .  J.   Yo on ,  J. T.  Pa rk,  a n d  C .   G.  Yu,  “ T h e rma l  e n e r gy  ha rvesti ng  c i rc u it with m a xim u m   powe r  po in t   tra c k ing  c o n t ro for  sel f -p owe r e d  se nsor no de  a p p l ic at io n s ,   Fr ontier s  of  In fo rma tion   T e c h n o log y   &  Ele c t r o n ic Engine er ing F e b r uary  20 18 .   [10]   N.  Ko ng , T .   Chc h ra n ,  D.  Sm -Ha ,  H. C.  Li n, a nd  D.   J.  I n m a n,   A  S e lf-p owe r ed  Po we r Ma n a ge m e n t  C i rc u it,  fo E n ergy Harvest e d by  Pi ezoelectric C a ntilever, ”  IE E E ,  p p .  21 5-2 160 , 2 0 1 0 .   [11]   E .   Le fe uv re,  J. W e i ,   H.  Mat h i a s,   a n d  F. Costa ,  “ S in gle - Switc h In d u ct orle ss Po we r Ma na g e m e nt  Circ u it fo Electros t a t ic  Vi bration  Ene r g y  Harv esters ”  IEE E  13 th   In ter n a t ion a l  New  Cir c uits  a n d  S y stem  Con f eren ces  (N EWCAS) ,  Jun  20 15 .   [12]   R.Y. Ki m,  and J . S. Lai, “A  se a m les s  mod e  tr an sf er   m a x i mu m p o w er   p o i n tr a c k i ng  co nt r o l l e r   f o r   th er moe l e c t r i c   generator applicat ions,”  I EEE  T r a n s  Po w e r E l e c t r on ,  20 08 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I SSN : 2 088 -8 6 94  Int   J  P o w  Ele c   & D r i   S y st, V o l .  1 1 N o 2, Ju ne  20 2 0   :   6 5 8  –  666   66 6 [13]   A. A .   A b dulr a zzaq,  and A. H .   Al i, “Effi ciency Perform a n ce s of  Two MPPT   Al go rit h ms  for PV   System s   w ith  Di fferent Solar  Pa nels Irradiances,”  In tern at io n a Jour na of   Power  E l ec tr on ics  a n d  D r iv e   S y s t em  (I JPED S )   vol.  9 ,   n o .  4 ,  pp .  17 55 -1 76 4, 20 1 8 .   [14]   Y. K. R a ma d a ss   an d   A .  P.   Ch a n drak asan,   “A  b a ttery-less  ther moel ectr i c   en er g y  h a rv es ting   in terfa ce  c i rcu it w i th   3 5 m V sta r t up volt a g e ,   IEEE J S o l-State Ci rc , 20 11 .   [15]   W .  Da na n g , a n d   L. H .  Pra t om o,  I m p e d a n ce  M a tc h i n g   Meth od  i n  T w o - St a g e C onve rt e r fo r Si n g le  Pha s e  PV-Grid  Sy ste m ,  Inte rna t i o n a l   J o u r n a l   o f  El e c t r i c al an d  Co mp ut e r   E ngine e r in g (IJ E CE ) , 20 15 .   [16]   J. K i m, and  C.  Kim ,   “A DC-DC b o o s co nv erter with   v a r i at io n   to leran t   M P P T tech n i que an d ef fici ent ZCS   c i rc uit  for ther moel ec tric  en ergy  h a rv est i n g  ap p l ic ation s ,”  IE EE  T r a n s  Po w e r E l ect ron ,  2013 [17]   B .  At hi r a ,   V .  Gre e s h m a.   J.  Jo hn so n,  “ A n a ly si s   of   Di f f e r e n t  MPP T  Tec h n i q u e s ,   Intern ation a l  Jo ur na of Adva n c ed   R e se arc h   i n   E l ect ri c a l,  El ec tron ic s,  an d  In st ru me nt at io E n g i ne e r in g , v o l .  5,   20 16.   [18]   J.  Ahm a d ,  “ F rac t io na ope circ ui t v o lt a g e   b a se d  m a xim u m po we po in t trac ke for  ph o t ov olt a ic  a rra ys,”   In  Pro ceed ing s   o f  the 2n In ter n a tio na l Co nf eren ce on   S o ftwar T e chn o logy  an d E n g i n e er in g ,  Sa n   Ju an P R , USA v o l .  1 ,  pp.   V1 -2 4 7 -V1 - 25 0,  Oc 20 10 [19]   C. V a nheck e, L .  As souère,  A.  W a ng, P.  Du ran d -Estèbe ,  F.   Caig net, et   al., “M ultiso urc e  an d   B a ttery -fre Ener g y   Harves t i ng A r chi t ect u re for  A e ronautics Applicat ions,   IE E E  Transact ions on  Power  E l ect r oni c s,  Institut e  of   Electrica l an d  E l ec tron ics  En g i n eer s , v o l .  3 0 ,   no .  6,   pp .  32 15 -32 2 7 ,  20 15 .   [20]   D.  C a rl i ,  D. B r unell i ,   L.  Ben i ni,   M .  Ruggeri,  “An   eff ective multi -source energy   harvester for low   power  applicat io ns,”   Desi gn,  Auto ma ti on &  Te st ,  M a r 20 11 .   [21]   H.  Li , G.  Zha ng,  R. Ma , a n Z .   Yo u,  “ D e s i g n  and  Ex pe ri ment al Evalu a tion  on   an A d v a nced  Mu ltis ou rce Energ y   Harves t i ng Sys t em for  W i r e less  S e ns or N o des, ”  Sc i .  W o r l d  J , 20 1 4 [22]   Y. K.  Ta n, a nd  S. K.  Pa nd a,   E ne rgy  Ha rve s ti ng from Hyb r id  In d o o r  Am bi e n t   Li gh a n T h e r ma l   En e r g y  So urce for Enha n ced Perform ance of   Wireless  Sens or N o des , ”  IEEE   Trans. Ind. Elect r on.   58 ,  44 24 -44 3 5 ,   20 11 [23]   H. Lher met,  C.   Co ndemine M.   P l iss onn ier,  R.   S a lo t,  P .  Au deb e rt,  an d M .  Ros s e t,  “ E fficien t P o w e r M a nage me n t   Circuit:  The r ma l Energ y  Harv e s ting   to  Abo v e - I C M i cro   b a tt er y En ergy  S t ora g e,”   IEE E  Int e r n at io n a l Di ge st  of   Te c h n i c a l P ape rs So li d- St a t e  Circ ui ts Con f e r e n ce ,  p p 6 2 -5 87,  2 008 [24]   S. A.  Abd.   Hami d,   E. H Majla n ,   R. E .   Rosli, W. R .   W a n   Daud ,   R.  M o h a med,   T.   H u saini,   and  R.  S itang gang ,  “En e r g Man a gem e nt S t r a tegy fo r A F u el  Cell /Ul t ra  capacit or /B at t e ry Hy brid Sy s t em for  Por t able  Applicat ions,”  Ma l a y s ia   J o u r n a l  of  A n alyti c al Sci e nc e s , Ap ril  20 16.  [25]   T.  K a ng ,  S .   Kim,   C.  Hy ou ng ,  S .   K a ng ,  K .  P a rk,   “An  En erg y   Co mbin er  fo r  a  M u lti- Inpu Energ y -H arvest in g   Sy ste m ,   IEEE  Tr an s.  Cir c uits  S y st. II  E x pr ess  Br iefs  6 2 ,   pp.  91 1 - 91 5,  20 15 .   [26]   S. S.  Iswa n t o ,  F. Mu ja hi d, K.T.  Pu tra ,  N. P. Ap riy a n t o, a nd Y.  Ap ria n i ,  “ E n e rgy Ha rv e s tin g   on Fo ot st e p s Usi n g   P i ezoe l ec tric  bas e d  o n  Circu i t LC T3 588  an d Bo os t u p   Co nv erter, ”  In ter n a t iona l Jo ur na of  Ele c tri c al an Comp uter  E n gi neering (I JE CE ),  vo l. 8 ,   n o .  6,  pp.   41 04 -411 0, De 2 0 1 8 .   [27]   M .  S .  W o o ,  J .  H .   A h n ,  J .  H .  E o m ,  W .  S .  H w a n g ,  J .  H .  K i m ,  C. H. Yang, G .  J.   So ng ,  S.  D .   Ho ng ,  J.  P.  Jh un , T.   H .   Sung,  “S tudy on   increasing  ou tput current of piezoel ect r i energ y  harvest e r by  fabricat io n of   multil ay e r   t h ick fi l m ,”  Sens or s a n d  Act u a t o rs  A: Ph ys ic al ,  pp 52 4-5 3 4 ,   20 18     BIOGRAPHIES  OF AUTH O R S        M o hamad  Sh ahr i r bin T a mrin  o b t ain e his Bac h e l or   of E l ec tri c al Eng i n eering  ( H o n s )  in  2 011  fro m  S t ev ens   I n stitute o f  Tech no lo gy   U S A.  He is   cu rr ently  ho ld in p o s itio n  of  An a l og   Eng i ne er in In te l M a lay s ia  fo r th e pas t  8  y ears .  On  to p o f  th a t ,  he is a l so  curre ntly  pu rsu i ng  a   MSc in  El ectrical   E n gineeri ng f r om Uni v ersiti   Tek nolog P ETRO NAS  Malaysia.  His  res e arch   interes t  is  ma inl y  on P o wer Man a gem e nt  C i rcu i t for Hyb r id  En er gy   Harv esting   S y s t em.           D r . M o h a m a d R a d z i A h mad   re ce ived  h i s BS c.  in   Electrical  En g i n eerin g  fro m  P u rd ue U n iversi ty   Sc ho o l  of  E n g i ne e r i ng a nd Tec h n o l o g y  In dia n a p o l i s  USA i n  19 91,  MSc .   i n   E l e c tro n i c s Sy st e m   D e sig n   Eng i n eer in g f r o Un iver s i t i  S a i n s  M a lay s ia  in  20 10 ,  and   P h D  in  E l ect r i c a l  an d   El ec tr on ic s En g i ne e r in g  fro m Un iv e r si ti Te k n o l o g i  PE TRONAS Ma l a ysia   i n  2 014.  He  j o ine d   U n i v er si ti  Tek n o l o g P E T R O N A S  in  20 16 ,  w h er e  he  is  cur r ent l y  a  S e ni or   Le ctu r er   in  th e   El ec tr ic a l  a nd  Ele c t ro n i c   En g i ne erin g De pa rtme n t .  Pri o r to   jo in i ng  UT P, Dr Ra dzi   ha d  20  y e a r o f  pro f ession al e x perien ce  w ith   e l e c tron ic  ind u s t ries   s u ch  a s   In te l,  Av ago, Wes t ern  Digital and   F a irchild  Sem i c o n ductor,  and  he ld  v a r i ou s pos itio ns   rang in g fro m S e nio r   M a nag e to   P r od uct  R&D En gin eer   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.