一種環(huán)境射頻能量收集器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及移動(dòng)充電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種實(shí)現(xiàn)射頻無(wú)線信號(hào)能量收 集器。
【背景技術(shù)】
[0002] 能量采集是實(shí)現(xiàn)低功耗電子器件（如無(wú)線傳感器）長(zhǎng)期免維護(hù)工作的一項(xiàng)關(guān)鍵技 術(shù)。通過(guò)捕獲環(huán)境中的多余能量（如照明、溫差、振動(dòng)和無(wú)線電波（射頻能量）），完全可W 讓低功耗電子器件正常工作。在該些微功率能源中，來(lái)自射頻發(fā)射器的能量具有獨(dú)特的優(yōu) 勢(shì)，包括隨距離變化可預(yù)測(cè)和一致的功率，從而允許能量采集器遠(yuǎn)離能源的束縛。
[0003] 環(huán)境射頻能量如今可W從全球數(shù)十億個(gè)無(wú)線發(fā)射器獲得，包括移動(dòng)電話、手持無(wú) 線電設(shè)備、移動(dòng)基站W(wǎng)及電視/無(wú)線廣播臺(tái)等。捕獲該類能量的能力有助于創(chuàng)建新的無(wú)電 池設(shè)備，并允許電池供電設(shè)備通過(guò)無(wú)線方式實(shí)現(xiàn)點(diǎn)滴式充電。
[0004] 環(huán)境中的無(wú)線電波數(shù)量非常鹿大，特別是在人口稠密的城市內(nèi)，而且頻率范圍越 來(lái)越大，功率水平越來(lái)越高。如果該種自由流動(dòng)的射頻能量能夠被有效和高效地采集，那么 該些無(wú)線電波就能夠成為一種獨(dú)特且廣泛可用的微能源。數(shù)量不斷增加的無(wú)線發(fā)射器將導(dǎo) 致射頻功率密度和可用性日漸提高。專用功率發(fā)射器將進(jìn)一步使可實(shí)現(xiàn)、可預(yù)測(cè)的無(wú)線電 源解決方案成為可能。
[0005] 無(wú)線電發(fā)射器的數(shù)量，特別是用于移動(dòng)基站和手機(jī)的發(fā)射器數(shù)量正在不斷增加。 據(jù)估計(jì)，移動(dòng)手機(jī)用戶數(shù)量近期已經(jīng)超過(guò)50億，ITU估計(jì)其中有10億多是移動(dòng)寬帶用戶。 此外還有眾多的Wi-Fi路由器W及諸如筆記本電腦等無(wú)線終端設(shè)備。在一些城市環(huán)境中， 有可能檢測(cè)到數(shù)百個(gè)Wi-Fi接入點(diǎn)。在短距離范圍內(nèi)，比如同一房間內(nèi)，可W從發(fā)射功率為 50mW至lOOmW的典型Wi-Fi路由器中收集到微小的能量。在更長(zhǎng)距離的情況下，需要使用 具有更高增益的更長(zhǎng)天線才能真正收集到來(lái)自移動(dòng)基站和無(wú)線廣播培的射頻能量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 1、本發(fā)明的目的。
[0007] 本發(fā)明基于現(xiàn)有的技術(shù)中對(duì)射頻能量收集的大量迫切的需求，而提出了一種實(shí)現(xiàn) 射頻能量收集器W解決上述問(wèn)題。
[000引 2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案。
[0009]包括RF-DC轉(zhuǎn)換電路、升壓斬波電路、電壓監(jiān)控電路、電阻R1、電阻R2,外部存儲(chǔ)電 容連接在VeAP，其中RF-DC轉(zhuǎn)換電路將天線接收到的無(wú)線射頻能量轉(zhuǎn)換為直流能量，并將其 存儲(chǔ)在外接電容器中；電壓監(jiān)控電路控制升壓斬波電路，當(dāng)充電達(dá)到電容器的高闊值時(shí)，升 壓至設(shè)定輸出電壓電平，使電壓輸出；當(dāng)電容器上的電荷下降到低闊值電壓的電壓輸出關(guān) 閉，直流輸出電壓值VauT由電阻R1和R2決定。
[0010] 3、本發(fā)明的有益效果。
[0011](1)本發(fā)明能夠有效的捕獲環(huán)境中的多余能量，讓低功耗電子器件正常工作。
[0012] (2)本發(fā)明能夠有助于創(chuàng)建新的無(wú)電池設(shè)備。
[0013] (3)本發(fā)明使現(xiàn)有環(huán)境中的無(wú)線電波就能夠成為一種獨(dú)特且廣泛可用的微能源。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為本發(fā)明的電路圖。 【具體實(shí)施方式】 [001引實(shí)施例1 如圖1所示，一種環(huán)境射頻能量收集器，包括RF-DC轉(zhuǎn)換電路、升壓斬波電路、電壓監(jiān)控 電路、電阻R1、電阻R2,外部存儲(chǔ)電容連接在VeAP，其中RF-DC轉(zhuǎn)換電路將天線接收到的無(wú) 線射頻能量轉(zhuǎn)換為直流能量，并將其存儲(chǔ)在外接電容器中；電壓監(jiān)控電路控制升壓斬波電 路，當(dāng)充電達(dá)到電容器的高闊值時(shí)，升壓至設(shè)定輸出電壓電平，使電壓輸出；當(dāng)電容器上的 電荷下降到低闊值電壓的電壓輸出關(guān)閉，直流輸出電壓值VauT由電阻R1和R2決定。所述 的電容的容值由輸出電壓VwT確定引腳，容值小于1yA在1. 2V，電容ESR值小于200mQ。 所述的電容的最小電容值可W使用下面的公式來(lái)估算： c=巧VwtUT。。 Vwt是輸出電壓，I?t是平均輸出電流，T。。是工作時(shí)間 實(shí)施例2 一種環(huán)境射頻能量收集器，包括RF-DC轉(zhuǎn)換電路、升壓斬波電路、電壓監(jiān)控電路、電阻R1、電阻R2,外部存儲(chǔ)電容連接在VeAP，其中RF-DC轉(zhuǎn)換電路將天線接收到的無(wú)線射頻能量 轉(zhuǎn)換為直流能量，并將其存儲(chǔ)在外接電容器中；電壓監(jiān)控電路控制升壓斬波電路，當(dāng)充電達(dá) 到電容器的高闊值時(shí)，升壓至設(shè)定輸出電壓電平，使電壓輸出；當(dāng)電容器上的電荷下降到低 闊值電壓的電壓輸出關(guān)閉，直流輸出電壓值VoiT由電阻R1和R2決定，直流輸出電壓值與R1 和R2的關(guān)系式：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種環(huán)境射頻能量收集器，其特征在于：包括RF-DC轉(zhuǎn)換電路、升壓斬波電路、電壓 監(jiān)控電路、電阻RU電阻R2,外部存儲(chǔ)電容連接在V eAP，其中RF-DC轉(zhuǎn)換電路將天線接收到 的無(wú)線射頻能量轉(zhuǎn)換為直流能量，并將其存儲(chǔ)在外接電容器中；電壓監(jiān)控電路控制升壓斬 波電路，當(dāng)充電達(dá)到電容器的高閾值時(shí)，升壓至設(shè)定輸出電壓電平，使電壓輸出；當(dāng)電容器 上的電荷下降到低閾值電壓的電壓輸出關(guān)閉，直流輸出電壓值V qut由電阻Rl和R2決定。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)境射頻能量收集器，其特征在于：所述的電容的容值由輸 出電壓Vqut確定引腳，容值小于1 μ A在I. 2V，電容ESR值小于200m Ω。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)境射頻能量收集器，其特征在于：所述的電容的最小 電容值可以使用下面的公式來(lái)估算： C= 15V0Ut IoutTon Vtjut是輸出電壓，Iwt是平均輸出電流，Tm是工作時(shí)間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)境射頻能量收集器，其特征在于：所述的直流輸出電壓值 Vqut由電阻Rl和R2決定，直流輸出電壓值與Rl和R2的關(guān)系式：
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種環(huán)境射頻能量收集器，包括RF-DC轉(zhuǎn)換電路、升壓斬波電路、電壓監(jiān)控電路、電阻R1、電阻R2，外部存儲(chǔ)電容連接在VCAP，其中RF-DC轉(zhuǎn)換電路將天線接收到的無(wú)線射頻能量轉(zhuǎn)換為直流能量，并將其存儲(chǔ)在外接電容器中；電壓監(jiān)控電路控制升壓斬波電路，當(dāng)充電達(dá)到電容器的高閾值時(shí)，升壓至設(shè)定輸出電壓電平，使電壓輸出；當(dāng)電容器上的電荷下降到低閾值電壓的電壓輸出關(guān)閉，直流輸出電壓值VOUT由電阻R1和R2決定。本發(fā)明能夠有效的捕獲環(huán)境中的多余能量，讓低功耗電子器件正常工作；并有助于創(chuàng)建新的無(wú)電池設(shè)備，使現(xiàn)有環(huán)境中的無(wú)線電波就能夠成為一種獨(dú)特且廣泛可用的微能源。
【IPC分類】H02J17-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104753182
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310742101
【發(fā)明人】申明磊, 余海, 方賡
【申請(qǐng)人】南京理工大學(xué)常熟研究院有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2013年12月30日