RF Enerji Hasat Teknolojisi

Günlük hayatımızda giderek daha fazla elektronik cihaz var ve bunların hepsi düzgün çalışabilmek için bir tür güç kaynağına ihtiyaç duyuyor. Neyse ki etrafımızda rüzgar enerjisini, ışık enerjisini, nesnelerin kinetik enerjisini elektrik enerjisine dönüştürebilen ve hatta yüksek frekanslı radyo sinyallerinin iletiminden bir miktar enerji toplayabilen birçok enerji türü var.

Daha az yaygın ancak hızla popülerlik kazanan bir diğer yöntem ise radyo/televizyon yayın istasyonlarından ve kablosuz cihazlardan toplanabilen RF/mikrodalga sinyallerinden enerji toplama şemasıdır. Bu enerji toplama şeması, Nesnelerin İnterneti (IoT) sensörleri ve radyo frekansı tanımlama (RFID) etiketleri gibi düşük güç uygulamalarında pillerin yerini alabilir. Enerjinin yeniden kullanılması, işletme maliyetlerini düşürür ve mevcut elektronik sistemlerin ve ekipmanların enerji verimliliğini artırır.

RF, enerji hasadının zengin bir kaynağıdır ve cep telefonları, cep telefonu baz istasyonları ve TV/radyo sinyal iletim baz istasyonları dahil olmak üzere dünya çapında milyarlarca radyo vericisinden yayılmaktadır. Bu nedenle, bazı düşük güç devrelerine güç sağlamak için RF enerjisinin kullanılması bir trend haline gelmiştir.

RF'den enerji hasadı kavramı yeni değildir ve süreç nispeten basittir. Radyo dalgaları antene ulaşır ve uzunluğu boyunca potansiyel farkında bir değişikliğe neden olur. Bu potansiyel farkı, yük taşıyıcılarının alanı eşitlemek amacıyla antenin uzunluğu boyunca hareket etmesine neden olur ve RF-DC entegre devresi bu yük taşıyıcılarının hareketinden enerji yakalayabilir. Enerji geçici olarak kapasitörde depolanır ve daha sonra yükte gerekli potansiyel farkını oluşturmak için kullanılır.

RF enerji sinyali anten aracılığıyla alınır, bu nedenle antenin çalışma frekansı alınan sinyalin frekansıyla aynı olmalıdır. RF sinyali anten aracılığıyla alındıktan sonra hem RF-DC dönüştürücülerde hem de saf RF uygulamalarında kullanılabilir; RF-DC dönüştürücü, RF sinyalini bir DC sinyaline dönüştürür, böylece elde edilen enerji bir enerji depolama aygıtında depolanabilir; enerji depolama aygıtı RF-DC dönüştürücüler, RF aygıtları ve düşük güç uygulamaları için enerji sağlayabilir.

Alt sistem için RF-DC dönüşümü gerçekleştirmek üzere hazır bileşenlerle bir devre oluşturulabilir. Antenlerin, kablosuz şarj bobinlerinin, PMIC'lerin (güç yönetimi IC'leri), güç alıcı çiplerinin, uyarıcı vericilerin vb. çeşitli kombinasyonlarını kullanarak RF'den enerji toplayabilen sistemler oluşturulabilir.

RF enerji sinyali anten aracılığıyla alınır, bu nedenle antenin çalışma frekansı alınan sinyalin frekansıyla aynı olmalıdır. RF sinyali anten aracılığıyla alındıktan sonra hem RF-DC dönüştürücülerde hem de saf RF uygulamalarında kullanılabilir; RF-DC dönüştürücü RF sinyalini bir DC sinyaline dönüştürür, böylece elde edilen enerji bir enerji depolama aygıtında depolanabilir; enerji depolama aygıtı RF-DC dönüştürücüler, RF aygıtları ve düşük güç uygulamaları için enerji sağlayabilir.