Tecnología de recolección de energía RF

Cada vez hay más dispositivos electrónicos en nuestra vida diaria y todos requieren algún tipo de fuente de alimentación para funcionar correctamente. Afortunadamente, existen muchas formas de energía a nuestro alrededor que pueden convertir la energía eólica, la energía luminosa, la energía cinética de los objetos en energía eléctrica e incluso recolectar algo de energía a partir de la transmisión de señales de radio de alta frecuencia.

Menos común, pero que está ganando popularidad rápidamente, es el esquema de recolección de energía a partir de señales de RF/microondas, que se pueden recolectar de estaciones de transmisión de radio/televisión y dispositivos inalámbricos. Este plan de recolección de energía puede reemplazar las baterías en aplicaciones de bajo consumo, como sensores de Internet de las cosas (IoT) y etiquetas de identificación por radiofrecuencia (RFID). La reutilización de energía reduce los costos operativos y aumenta la eficiencia energética de los sistemas y equipos electrónicos existentes.

La RF es una rica fuente de recolección de energía y se emite desde miles de millones de transmisores de radio en todo el mundo, incluidos teléfonos móviles, estaciones base de telefonía móvil y estaciones base de transmisión de señales de radio/TV. Por lo tanto, se ha convertido en una tendencia utilizar energía de RF para alimentar algunos circuitos de baja potencia.

El concepto de recolectar energía de RF no es nuevo y el proceso es relativamente simple. Las ondas de radio llegan a la antena y provocan un cambio en la diferencia de potencial a lo largo de su longitud. Esta diferencia de potencial hace que los portadores de carga se muevan a lo largo de la antena en un intento de ecualizar el campo, y el circuito integrado RF-DC puede capturar energía del movimiento de estos portadores de carga. La energía se almacena temporalmente en el capacitor y luego se usa para crear la diferencia de potencial requerida en la carga.

La señal de energía de RF se recibe a través de la antena, por lo que la frecuencia de funcionamiento de la antena debe ser la misma que la frecuencia de la señal recibida. Una vez recibida la señal de RF a través de la antena, se puede utilizar tanto en convertidores RF-DC como en aplicaciones de RF pura; El convertidor RF-DC convierte la señal de RF en una señal de CC, de modo que la energía obtenida pueda almacenarse en un dispositivo de almacenamiento de energía; El dispositivo de almacenamiento de energía puede proporcionar energía para convertidores RF-DC, dispositivos RF y aplicaciones de bajo consumo.

Se puede crear un circuito para realizar la conversión de RF a CC para el subsistema con componentes disponibles en el mercado. La utilización de varias combinaciones de antenas, bobinas de carga inalámbrica, PMIC (circuitos integrados de administración de energía), chips receptores de energía, transmisores excitadores, etc. puede crear sistemas capaces de recolectar energía de RF.

La señal de energía de RF se recibe a través de la antena, por lo que la frecuencia de funcionamiento de la antena debe ser la misma que la frecuencia de la señal recibida. Una vez recibida la señal de RF a través de la antena, se puede utilizar tanto en convertidores RF-DC como en aplicaciones de RF pura; El convertidor RF-DC convierte la señal de RF en una señal de CC, de modo que la energía obtenida pueda almacenarse en un dispositivo de almacenamiento de energía; El dispositivo de almacenamiento de energía puede proporcionar energía para convertidores RF-DC, dispositivos RF y aplicaciones de bajo consumo.