Tecnologia de recollida d'energia de RF

Cada cop hi ha més dispositius electrònics a la nostra vida diària, i tots requereixen algun tipus d'alimentació per funcionar correctament. Afortunadament, hi ha moltes formes d'energia al nostre voltant, que poden convertir l'energia eòlica, l'energia lluminosa, l'energia cinètica dels objectes en energia elèctrica i fins i tot recollir una mica d'energia de la transmissió de senyals de ràdio d'alta freqüència.

Menys comú, però que guanya popularitat ràpidament, és l'esquema de recollida d'energia dels senyals de RF/microones, que es poden recollir des d'estacions de difusió de ràdio/televisió i dispositius sense fil. Aquest esquema de recollida d'energia pot substituir les bateries en aplicacions de baix consum, com ara sensors d'Internet de les coses (IoT) i etiquetes d'identificació de radiofreqüència (RFID). La reutilització de l'energia redueix els costos operatius i augmenta l'eficiència energètica dels sistemes i equips electrònics existents.

La RF és una rica font de recollida d'energia i s'emet des de milers de milions de transmissors de ràdio a tot el món, inclosos els telèfons mòbils, les estacions base de telefonia mòbil i les estacions base de transmissió de senyal de TV/ràdio. Per tant, s'ha convertit en una tendència utilitzar l'energia de RF per alimentar alguns circuits de baixa potència.

El concepte de recollir energia de RF no és nou i el procés és relativament senzill. Les ones de ràdio arriben a l'antena i provoquen un canvi en la diferència de potencial al llarg de la seva longitud. Aquesta diferència de potencial fa que els portadors de càrrega es moguin al llarg de la longitud de l'antena en un intent d'igualitzar el camp, i el circuit integrat RF-DC és capaç de capturar energia del moviment d'aquests portadors de càrrega. L'energia s'emmagatzema temporalment al condensador i després s'utilitza per crear la diferència de potencial necessària a la càrrega.

El senyal d'energia de RF es rep a través de l'antena, de manera que la freqüència de funcionament de l'antena ha de ser la mateixa que la freqüència del senyal rebut. Després de rebre el senyal de RF a través de l'antena, es pot utilitzar tant en convertidors RF-DC com en aplicacions de RF pura; El convertidor RF-DC converteix el senyal de RF en un senyal de CC, de manera que l'energia obtinguda es pot emmagatzemar en un dispositiu d'emmagatzematge d'energia; el dispositiu d'emmagatzematge d'energia pot proporcionar energia per a convertidors RF-DC, dispositius RF i aplicacions de baixa potència.

Es pot crear un circuit per realitzar la conversió de RF a CC per al subsistema amb components disponibles. L'ús de diverses combinacions d'antenes, bobines de càrrega sense fil, PMIC (CI de gestió d'energia), xips de receptors d'energia, transmissors excitadors, etc. poden crear sistemes capaços de recollir energia de RF.

El senyal d'energia de RF es rep a través de l'antena, de manera que la freqüència de funcionament de l'antena ha de ser la mateixa que la freqüència del senyal rebut. Després de rebre el senyal de RF a través de l'antena, es pot utilitzar tant en convertidors RF-DC com en aplicacions de RF pura; El convertidor RF-DC converteix el senyal de RF en un senyal de CC, de manera que l'energia obtinguda es pot emmagatzemar en un dispositiu d'emmagatzematge d'energia; el dispositiu d'emmagatzematge d'energia pot proporcionar energia per a convertidors RF-DC, dispositius RF i aplicacions de baixa potència.