Tecnologia de coleta de energia RF

Há cada vez mais dispositivos eletrônicos em nossa vida diária, e todos eles exigem alguma forma de fornecimento de energia para funcionar corretamente. Felizmente, há muitas formas de energia ao nosso redor, que podem converter energia eólica, energia luminosa, energia cinética de objetos em energia elétrica e até mesmo coletar alguma energia da transmissão de sinais de rádio de alta frequência.

Menos comum, mas ganhando popularidade rapidamente, é o esquema de coleta de energia de sinais de RF/micro-ondas, que podem ser coletados de estações de transmissão de rádio/televisão e dispositivos sem fio. Esse esquema de coleta de energia pode substituir baterias em aplicações de baixa potência, como sensores de Internet das Coisas (IoT) e etiquetas de identificação por radiofrequência (RFID). A reutilização de energia reduz os custos operacionais e aumenta a eficiência energética dos sistemas e equipamentos eletrônicos existentes.

RF é uma rica fonte de coleta de energia e está sendo emitida por bilhões de transmissores de rádio ao redor do mundo, incluindo telefones celulares, estações base de telefonia móvel e estações base de transmissão de sinal de TV/rádio. Portanto, tornou-se uma tendência usar energia de RF para alimentar alguns circuitos de baixa potência.

O conceito de coleta de energia de RF não é novo e o processo é relativamente simples. As ondas de rádio alcançam a antena e causam uma mudança na diferença de potencial em todo o seu comprimento. Essa diferença de potencial faz com que os portadores de carga se movam ao longo do comprimento da antena em uma tentativa de equalizar o campo, e o circuito integrado RF-DC é capaz de capturar energia do movimento desses portadores de carga. A energia é temporariamente armazenada no capacitor e então usada para criar a diferença de potencial necessária na carga.

O sinal de energia RF é recebido através da antena, então a frequência operacional da antena deve ser a mesma que a frequência do sinal recebido. Depois que o sinal RF é recebido através da antena, ele pode ser usado em conversores RF-DC e aplicações de RF puras; O conversor RF-DC converte o sinal RF em um sinal DC, para que a energia obtida possa ser armazenada em um dispositivo de armazenamento de energia; o dispositivo de armazenamento de energia pode fornecer energia para conversores RF-DC, dispositivos RF e aplicações de baixa potência.

Um circuito pode ser criado para executar a conversão RF-para-DC para o subsistema com componentes prontos para uso. Utilizando várias combinações de antenas, bobinas de carregamento sem fio, PMICs (circuitos integrados de gerenciamento de energia), chips receptores de energia, transmissores excitadores, etc., é possível criar sistemas capazes de coletar energia de RF.

O sinal de energia de RF é recebido pela antena, então a frequência operacional da antena deve ser a mesma que a frequência do sinal recebido. Depois que o sinal de RF é recebido pela antena, ele pode ser usado em conversores RF-DC e aplicações de RF puras; O conversor RF-DC converte o sinal de RF em um sinal DC, para que a energia obtida possa ser armazenada em um dispositivo de armazenamento de energia; o dispositivo de armazenamento de energia pode fornecer energia para conversores RF-DC, dispositivos de RF e aplicações de baixa potência.