Technologie RF Energy Harvesting

V našem každodenním životě je stále více elektronických zařízení a všechna vyžadují nějakou formu napájení, aby správně fungovala. Naštěstí kolem nás existuje mnoho forem energie, které dokážou přeměnit větrnou energii, světelnou energii, kinetickou energii předmětů na elektrickou energii a dokonce sklízet část energie z přenosu vysokofrekvenčních rádiových signálů.

Méně běžné, ale rychle získávající na popularitě je schéma získávání energie z RF/mikrovlnných signálů, které lze získávat z rozhlasových/televizních vysílacích stanic a bezdrátových zařízení. Toto schéma sklizně energie může nahradit baterie v aplikacích s nízkou spotřebou, jako jsou senzory internetu věcí (IoT) a radiofrekvenční identifikační štítky (RFID). Opětovné využití energie snižuje provozní náklady a zvyšuje energetickou účinnost stávajících elektronických systémů a zařízení.

<img src="/Uploads/image/20220526/1653551496764198.jpg" title="Technologie získávání energie RF" alt="Technologie získávání energie RF" width="560" height="247" border="0" vspace="0" style="width: 560>7px" výška:

RF je bohatým zdrojem získávání energie a je vyzařováno z miliard rádiových vysílačů po celém světě, včetně mobilních telefonů, základnových stanic mobilních telefonů a základnových stanic pro přenos televizního/rádiového signálu. Proto se stalo trendem využívat vysokofrekvenční energii k napájení některých nízkopříkonových obvodů.

Koncept získávání energie z RF není nový a proces je relativně jednoduchý. Rádiové vlny dosáhnou antény a způsobí změnu potenciálového rozdílu po její délce. Tento potenciálový rozdíl způsobuje, že se nosiče náboje pohybují po délce antény ve snaze vyrovnat pole a integrovaný obvod RF-DC je schopen zachytit energii z pohybu těchto nosičů náboje. Energie je dočasně uložena v kondenzátoru a následně použita k vytvoření požadovaného rozdílu potenciálu na zátěži.

Signál RF energie je přijímán přes anténu, takže pracovní frekvence antény musí být stejná jako frekvence přijímaného signálu. Poté, co je RF signál přijat přes anténu, může být použit jak v RF-DC konvertorech, tak v čistě RF aplikacích; RF-DC konvertor převádí RF signál na stejnosměrný signál, takže získaná energie může být uložena v zařízení pro ukládání energie; zařízení pro ukládání energie může poskytovat energii pro RF-DC konvertory, RF zařízení a aplikace s nízkou spotřebou.

Lze vytvořit obvod pro provádění převodu RF na stejnosměrný proud pro subsystém s běžnými součástmi. Využitím různých kombinací antén, bezdrátových nabíjecích cívek, PMIC (IO řízení napájení), čipů přijímače napájení, vysílačů budiče atd. lze vytvořit systémy schopné získávat energii z RF.

Signál RF energie je přijímán přes anténu, takže pracovní frekvence antény musí být stejná jako frekvence přijímaného signálu. Poté, co je RF signál přijat přes anténu, může být použit jak v RF-DC konvertorech, tak v čistě RF aplikacích; RF-DC konvertor převádí RF signál na stejnosměrný signál, takže získaná energie může být uložena v zařízení pro ukládání energie; zařízení pro ukládání energie může poskytovat energii pro RF-DC konvertory, RF zařízení a aplikace s nízkou spotřebou.