RF Energy Harvesting Technology

Det finns fler och fler elektroniska enheter i vårt dagliga liv, och de kräver alla någon form av strömförsörjning för att fungera korrekt. Lyckligtvis finns det många former av energi runt omkring oss, som kan omvandla vindenergi, ljusenergi, objekts kinetiska energi till elektrisk energi och till och med skörda lite energi från överföringen av högfrekventa radiosignaler.

Mindre vanligt men snabbt växande popularitet är energiinsamlingsschemat från RF/mikrovågssignaler, som kan skördas från radio/tv-stationer och trådlösa enheter. Detta energiinsamlingssystem kan ersätta batterier i applikationer med låg effekt som Internet of Things (IoT)-sensorer och RFID-taggar (radio frequency identification). Återanvändning av energi minskar driftskostnaderna och ökar energieffektiviteten för befintliga elektroniska system och utrustning.

RF är en rik källa för energiskörd, och den sänds ut från miljarder radiosändare runt om i världen, inklusive mobiltelefoner, mobiltelefonbasstationer och basstationer för TV/radiosignalöverföring. Därför har det blivit en trend att använda RF-energi för att driva vissa lågeffektkretsar.

Konceptet att skörda energi från RF är inte nytt, och processen är relativt enkel. Radiovågor når antennen och orsakar en förändring i potentialskillnaden över dess längd. Denna potentialskillnad gör att laddningsbärarna rör sig längs antennens längd i ett försök att utjämna fältet, och den integrerade RF-DC-kretsen kan fånga energi från dessa laddningsbärares rörelse. Energin Lagras tillfälligt i kondensatorn och används sedan för att skapa den erforderliga potentialskillnaden vid belastningen.

RF-energisignalen tas emot genom antennen, så antennens driftfrekvens måste vara densamma som frekvensen för den mottagna signalen. Efter att RF-signalen tagits emot genom antennen kan den användas i både RF-DC-omvandlare och rena RF-applikationer; RF-DC-omvandlaren omvandlar RF-signalen till en DC-signal, så att den erhållna energin kan lagras i en energilagringsenhet; energilagringsenheten kan ge energi till RF-DC-omvandlare, RF-enheter och lågeffektapplikationer.

En krets kan skapas för att utföra RF-till-DC-konvertering för delsystemet med färdiga komponenter. Genom att använda olika kombinationer av antenner, trådlösa laddningsspolar, PMICs (power management ICs), strömmottagarchips, excitersändare etc. kan skapa system som kan hämta energi från RF.

RF-energisignalen tas emot genom antennen, så antennens driftfrekvens måste vara densamma som den mottagna signalens frekvens. Efter att RF-signalen tagits emot genom antennen kan den användas i både RF-DC-omvandlare och rena RF-applikationer; RF-DC-omvandlaren omvandlar RF-signalen till en DC-signal, så att den erhållna energin kan lagras i en energilagringsenhet; energilagringsenheten kan ge energi till RF-DC-omvandlare, RF-enheter och lågeffektapplikationer.