普适射频提供现成电源
时间：10-02
整理：3721RD
点击：
由于无线通信的广泛发展，环境射频能量的可用性提供了一个越来越有吸引力的功率源，为许多低功耗设计。射频能量收获的许多应用程序提供了显着的优势，但它需要仔细注意的关键组成部分，包括接收线圈和电源调理电路所需的这种方法。
随着消费和工业市场的减少，射频能量来源的大量存在，并希望将其扩展到更为严重的无线通信技术中，为每一种类型的通信从短到长的距离。随着无处不在的Wi-Fi来源，工程师可以找到RF能源从短距离的技术，如蓝牙、ZigBee、到不同的远程技术在蜂窝电话服务。
随着它的日益普及，射频能量采集系统设计本身带来了多方面的好处。除了享受减少布线和布线的要求，设计动力从周围的射频能量可以完全密封，并保护环境条件和危险材料。减少维修的要求不仅提供了它自己的优点，而且还允许工程师将系统放置在很难到达的位置，或遭受来自其他环境能量来源，如光，温度，或振动的减少可用性。对于网状网络，如在物联网（物联网）的设想，工程师可以将射频能量收集与先进的设备，设备通信使用环境后向散射调制的射频源的每个单独的设备。
收获能源需要至少几个基本的组成部分，包括一个能源转换器，整流器，存储和输出调节器（图1）。对于射频能量收集，接收线圈作为能量源，产生一个电压响应于电磁耦合与射频发射机。与能量收集一般，射频能量采集的挑战在于，在一个给定的环境能量水平，在最大限度地提高输出的换能器（在这里，接收线圈）。
图1：能量采集电路通常由传感器收集整顿环境能量输出电压。大多数应用程序需要一种手段来存储所产生的能量和调节电压输出传递给负载
随着射频能量采集，工程师们面临着独特的挑战，确保最大的能量输出。在一个基本的水平，工程师必须抗衡弱环境射频源。虽然形式的射频能量渗透最封闭的领域，他们往往在下面的水平，工程师们可以期待找到与替代的环境源（图2）。
图2：虽然越来越普遍，环境射频源如Wi-Fi和蜂窝GSM通常享有比其他来源更高的效率，但通常导致较低的收获功率
通信的射频发射机通常被限制在他们可以辐射的功率的量。此外，对于一个给定的放射源，在接收天线脱落的距离由Friis传输方程预测的力量：
在这样的环境中，接收天线的设计起着至关重要的作用，最大限度地提高效率的能量收集。虽然接收天线可以被蚀刻成印刷电路板，工程师可以找到可接收线圈组件，专为任务设计。作为这个班的许多这样的设备，Vishay戴尔48毫米x 32毫米iwas-3827ec-50接收线圈（图3）具有低直流电阻（200米Ω）和电感（9.7μH）。优化的无线功率应用，这些接收线圈通常具有高渗透性屏蔽，并建立从其他电路元件的充电通量
图3：接收线圈如Vishay戴尔iwas-3827ec-50是无线电源应用和特征屏蔽保护邻近的电子设备进行了优化
为了产生最大的电压降跨线圈，工程师通常会增加一个并联电容器，以形成一个谐振电路调谐频率的最高功率射频信号。正确调谐和匹配的负载，该谐振电路的输出将代表最佳的可能的能量输出的最佳射频源。
利用射频能量应用电路通常需要一个功率级驱动负载或充电储能设备如电容器或薄膜电池。在过去，工程师们希望实现的RF能量收集需要一个定制的功率级包括至少一个整流器如罗姆半导体fmn1或罗姆FMP1的设计，以及许多其他的人。此外，功率级通常需要升压整流电压输出的DC/DC升压变换器如Intersil isl9111或线性技术ltc3429利用负载或充电存储设备之前。
而不是从头开始建立一个电源阶段，但是，工程师可以找到集成的设备，提供射频能量采集所需的功能。虽然许多这些设备都是建立在特定的应用领域的要求，他们可以提供更多的通用设计需求。意法半导体的m24lr16e-r是专为传统的NFC /RFID应用，但该装置包括RF能量收集的特点。
在输入端，该m24lr16e-r提供用于从接收线圈射频输入引脚。除了支持NFC /RFID在输出端的应用功能，该设备提供了一个专用的模拟引脚输出。当以编程方式设置为获取能量的方式，该设备采用Vout输出过剩的能量捕获到射频场的装置。电源输出有限保证m24lr16e-r有足够的内在力量，但这种残余功率足以驱动各种低功耗的应用电路。工程师可以探索装置的能量利用ST的robot-m24lr16e-a评估板的模式，包括蚀刻感应天线，m24lr16e-r IC、电脑连接器及相关部件。
增加了无线电源和无线充电应用的兴趣，也带动了集成电路的出现，能够满足更一般的射频能量采集的需求。德克萨斯仪器bq51221旨在支持无线电力的协议，但具有全功率调节路径更一般的RF能量收集设计所需的（图4）。该集成电路集成了一个集成了一个同步整流效率百分之96，效率为百分之97，效率为百分之79
图4：德克萨斯仪器bq51221无线电源接收器提供功率调节功能，对于更一般的RF能量收集应用要求
结论
快速增长的移动通信系统和无线智能传感器的扩散继续推动各种形式的无线通信的爆炸性增长，导致近无处不在的环境射频能量的可用性。对于工程师来说，射频能量收集提供了一个越来越有利的替代提供低功耗设计，如无线传感器和其他设备的物联网。使用可用的组件，工程师可以轻松地构建电路能够收获射频能量，但无线功率集成电路的日益普及提供了一个现成的解决方案，将射频能量收集在任何低功耗设计。
随着消费和工业市场的减少，射频能量来源的大量存在，并希望将其扩展到更为严重的无线通信技术中，为每一种类型的通信从短到长的距离。随着无处不在的Wi-Fi来源，工程师可以找到RF能源从短距离的技术，如蓝牙、ZigBee、到不同的远程技术在蜂窝电话服务。
随着它的日益普及，射频能量采集系统设计本身带来了多方面的好处。除了享受减少布线和布线的要求，设计动力从周围的射频能量可以完全密封，并保护环境条件和危险材料。减少维修的要求不仅提供了它自己的优点，而且还允许工程师将系统放置在很难到达的位置，或遭受来自其他环境能量来源，如光，温度，或振动的减少可用性。对于网状网络，如在物联网（物联网）的设想，工程师可以将射频能量收集与先进的设备，设备通信使用环境后向散射调制的射频源的每个单独的设备。
收获能源需要至少几个基本的组成部分，包括一个能源转换器，整流器，存储和输出调节器（图1）。对于射频能量收集，接收线圈作为能量源，产生一个电压响应于电磁耦合与射频发射机。与能量收集一般，射频能量采集的挑战在于，在一个给定的环境能量水平，在最大限度地提高输出的换能器（在这里，接收线圈）。
图1：能量采集电路通常由传感器收集整顿环境能量输出电压。大多数应用程序需要一种手段来存储所产生的能量和调节电压输出传递给负载
随着射频能量采集，工程师们面临着独特的挑战，确保最大的能量输出。在一个基本的水平，工程师必须抗衡弱环境射频源。虽然形式的射频能量渗透最封闭的领域，他们往往在下面的水平，工程师们可以期待找到与替代的环境源（图2）。
图2：虽然越来越普遍，环境射频源如Wi-Fi和蜂窝GSM通常享有比其他来源更高的效率，但通常导致较低的收获功率
通信的射频发射机通常被限制在他们可以辐射的功率的量。此外，对于一个给定的放射源，在接收天线脱落的距离由Friis传输方程预测的力量：
在这样的环境中，接收天线的设计起着至关重要的作用，最大限度地提高效率的能量收集。虽然接收天线可以被蚀刻成印刷电路板，工程师可以找到可接收线圈组件，专为任务设计。作为这个班的许多这样的设备，Vishay戴尔48毫米x 32毫米iwas-3827ec-50接收线圈（图3）具有低直流电阻（200米Ω）和电感（9.7μH）。优化的无线功率应用，这些接收线圈通常具有高渗透性屏蔽，并建立从其他电路元件的充电通量
图3：接收线圈如Vishay戴尔iwas-3827ec-50是无线电源应用和特征屏蔽保护邻近的电子设备进行了优化
为了产生最大的电压降跨线圈，工程师通常会增加一个并联电容器，以形成一个谐振电路调谐频率的最高功率射频信号。正确调谐和匹配的负载，该谐振电路的输出将代表最佳的可能的能量输出的最佳射频源。
利用射频能量应用电路通常需要一个功率级驱动负载或充电储能设备如电容器或薄膜电池。在过去，工程师们希望实现的RF能量收集需要一个定制的功率级包括至少一个整流器如罗姆半导体fmn1或罗姆FMP1的设计，以及许多其他的人。此外，功率级通常需要升压整流电压输出的DC/DC升压变换器如Intersil isl9111或线性技术ltc3429利用负载或充电存储设备之前。
而不是从头开始建立一个电源阶段，但是，工程师可以找到集成的设备，提供射频能量采集所需的功能。虽然许多这些设备都是建立在特定的应用领域的要求，他们可以提供更多的通用设计需求。意法半导体的m24lr16e-r是专为传统的NFC /RFID应用，但该装置包括RF能量收集的特点。
在输入端，该m24lr16e-r提供用于从接收线圈射频输入引脚。除了支持NFC /RFID在输出端的应用功能，该设备提供了一个专用的模拟引脚输出。当以编程方式设置为获取能量的方式，该设备采用Vout输出过剩的能量捕获到射频场的装置。电源输出有限保证m24lr16e-r有足够的内在力量，但这种残余功率足以驱动各种低功耗的应用电路。工程师可以探索装置的能量利用ST的robot-m24lr16e-a评估板的模式，包括蚀刻感应天线，m24lr16e-r IC、电脑连接器及相关部件。
增加了无线电源和无线充电应用的兴趣，也带动了集成电路的出现，能够满足更一般的射频能量采集的需求。德克萨斯仪器bq51221旨在支持无线电力的协议，但具有全功率调节路径更一般的RF能量收集设计所需的（图4）。该集成电路集成了一个集成了一个同步整流效率百分之96，效率为百分之97，效率为百分之79
图4：德克萨斯仪器bq51221无线电源接收器提供功率调节功能，对于更一般的RF能量收集应用要求
结论
快速增长的移动通信系统和无线智能传感器的扩散继续推动各种形式的无线通信的爆炸性增长，导致近无处不在的环境射频能量的可用性。对于工程师来说，射频能量收集提供了一个越来越有利的替代提供低功耗设计，如无线传感器和其他设备的物联网。使用可用的组件，工程师可以轻松地构建电路能够收获射频能量，但无线功率集成电路的日益普及提供了一个现成的解决方案，将射频能量收集在任何低功耗设计。