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普遍的RF能量提供现成电源

作者:至尊 来源:世界搜集 时间:2015-11-18 阅读: 字体: 在线投稿
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由于无线通信的一个普遍增长,周围的射频能量的可用性提供在越来越具有吸引力PowerSource为许多低功率设计。射频能量收集提供显著优势对于许多应用,但它需要小心注意主要元件,包括所需的这种方法接收用线圈和功率调节电路。对于工程师,高效的射频能量采集设计成为从各种制造商,包括Intersil公司,凌力尔特,ROHM半导体,意法半导体,德州仪器和VISHAY DALE,以及其他可用的组件和集成电路简单的感谢。

RF能源比比皆是,并承诺扩大消费和工业市场剪断脐带并更多地依赖于无线技术为每一个类型的通信,从短到长的范围。伴随着无处不在的Wi-Fi无线资源,工程师们可以找到射频能量来源,从短距离技术,蓝牙和ZigBee:如,后面的蜂窝服务的各种远距离技术。

随着它的日益普及,射频能量采集带来的制度设计本身的多重效益。除了享用减少布线和布线要求,从设计环境射频能量供电可以完全通话密封不受环境条件和危险材料保护。低维护要求不仅提供自己的优点,但因此使工程师能够将系统中,是很难达到或从其他环境能源供应减少并遭受地点:如光,温度,或振动。对于网状网络,搜索的设想那些在物联网(IOT)互联网,工程师可以将射频能量采集与先进的使用射频源的环境反向散射调制由各个设备的设备到设备的通信。

收获能量需要至少只有几个基本组件,还包括在能量源换能器,整流器,存储和输出调节器(图1)。用于RF能量收获,接收线圈作为能量源,产生响应于电磁耦合的RF发射器的电压。与一般的能量采集,在RF能量收获的挑战在于从换能器(在此,在接收线圈)在一个给定环境能量水平最大化的输出。
 


图1:一种能量收获电路通常整流由一个换能器收集的环境能量的电压输出。大多数应用程序都需要一个手段来存储所产生的能量和调节输出电压提供给负载(凌力尔特公司提供)。

射频能量采集,工程师面临的最大保证能量输出独特的挑战。在一个基本水平,工程师必须与环境疲软射频源。虽然射频能量形式渗透到最封闭的地方,他们往往以低于工程师可能希望找到与替代环境资源(图2)的水平。
 


图2:虽然越来越普遍,环境射频源:如Wi-Fi和蜂窝GSM通常享有更高的效率比其他来源,但导致更低的总体收获功率(德州仪器提供)。

射频发射器通信被限制在通常情况下电力他们可以辐射量。进一步更,对于一个给定的无线电源,在接收天线的功率随着距离脱落所预言的弗里斯传输方程:

 

WHERE

PT =发射功率
PR =接收功率
GT =发射机天线增益
GR =接收天线增益
λ=波长
发射器和接收器之间D =距离

在这种环境下,接收天线的设计在最大化的能量收集效率的关键作用。虽然接收天线可以被蚀刻到印刷电路板,工程师可以找到专门为任务而设计可接收线圈组件。正如在这个类许多Web器械,所述Vishay的戴尔48毫米×32毫米IWAS-3827EC-50接收线圈(图3)具有低的直流电阻(200毫)和电感(9.7 .mu.H)。优化的无线电力应用,论文接收线圈通常具有高渗透性的屏蔽,并内置阻止来自其他电路组件充电通量。
 


图3:接收线圈:如Vishay的戴尔IWAS 3827EC-50是为无线电力应用和功能屏蔽,以保护周边电子设备(VISHAY DALE提供)进行了优化。

以产生跨越所述线圈最大压降,工程师将并联连接上电容器通常以形成一个谐振电路调谐到最高功率的RF信号的频率。适当调整和匹配于负载,该谐振电路将代表从最优RF源可以输出最佳能量的输出。

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