Tecnologia di raccolta dell'energia RF

Ci sono sempre più dispositivi elettronici nella nostra vita quotidiana e tutti richiedono una qualche forma di alimentazione per funzionare correttamente. Fortunatamente, ci sono molte forme di energia intorno a noi, che possono convertire l'energia eolica, l'energia luminosa, l'energia cinetica degli oggetti in energia elettrica e persino raccogliere parte dell'energia dalla trasmissione di segnali radio ad alta frequenza.

Meno comune ma che sta rapidamente guadagnando popolarità è lo schema di raccolta di energia dai segnali RF/microonde, che può essere raccolto da stazioni di trasmissione radio/televisive e dispositivi wireless. Questo schema di raccolta di energia può sostituire le batterie in applicazioni a bassa potenza come i sensori dell'Internet of Things (IoT) e i tag di identificazione a radiofrequenza (RFID). Il riutilizzo dell'energia riduce i costi operativi e aumenta l'efficienza energetica dei sistemi e delle apparecchiature elettroniche esistenti.

La RF è una ricca fonte di raccolta di energia e viene emessa da miliardi di trasmettitori radio in tutto il mondo, tra cui telefoni cellulari, stazioni base per telefoni cellulari e stazioni base di trasmissione del segnale TV/radio. Pertanto, è diventata una tendenza utilizzare l'energia RF per alimentare alcuni circuiti a bassa potenza.

Il concetto di raccolta di energia dalla RF non è nuovo e il processo è relativamente semplice. Le onde radio raggiungono l'antenna e causano una variazione della differenza di potenziale lungo la sua lunghezza. Questa differenza di potenziale fa sì che i portatori di carica si muovano lungo la lunghezza dell'antenna nel tentativo di equalizzare il campo e il circuito integrato RF-DC è in grado di catturare energia dal movimento di questi portatori di carica. L'energia viene temporaneamente immagazzinata nel condensatore e quindi utilizzata per creare la differenza di potenziale richiesta al carico.

Il segnale di energia RF viene ricevuto tramite l'antenna, quindi la frequenza operativa dell'antenna deve essere la stessa della frequenza del segnale ricevuto. Dopo che il segnale RF è stato ricevuto tramite l'antenna, può essere utilizzato sia nei convertitori RF-DC che nelle applicazioni RF pure; Il convertitore RF-DC converte il segnale RF in un segnale CC, in modo che l'energia ottenuta possa essere immagazzinata in un dispositivo di accumulo di energia; il dispositivo di accumulo di energia può fornire energia per convertitori RF-DC, dispositivi RF e applicazioni a bassa potenza.

È possibile creare un circuito per eseguire la conversione RF-CC per il sottosistema con componenti standard. Utilizzando varie combinazioni di antenne, bobine di ricarica wireless, PMIC (circuiti integrati di gestione dell'alimentazione), chip di ricezione dell'alimentazione, trasmettitori eccitatori, ecc. è possibile creare sistemi in grado di raccogliere energia da RF.

Il segnale energetico RF viene ricevuto tramite l'antenna, quindi la frequenza operativa dell'antenna deve essere la stessa della frequenza del segnale ricevuto. Dopo che il segnale RF è stato ricevuto tramite l'antenna, può essere utilizzato sia nei convertitori RF-DC che nelle applicazioni RF pure; il convertitore RF-DC converte il segnale RF in un segnale DC, in modo che l'energia ottenuta possa essere immagazzinata in un dispositivo di accumulo di energia; il dispositivo di accumulo di energia può fornire energia per convertitori RF-DC, dispositivi RF e applicazioni a bassa potenza.