Revision: An Open-loop Double-Carrier Simultaneous Wireless Power and Data Transfer System

 Un sistema SWPDT de Enlace inductivo, se enrollan bobinas espirales huecas hechas de alambre Litz, con amplificador de potencia convencional Clase E , basado en la compensación LCC con doble portadora y circuito abierto, de doble cara e inyección/extracción paralela de transmisión de datos, su conmutacion permite variar frecuencias de resonancia. Transmite 44 mW en cargas resistivas de 750 $\Omega$. a frecuencias portadoras de 1,93 MHz y 1,44 MHz, con eficiencias del 38,3\% y 41,3\% 

— En este artículo se presenta un sistema inalámbrico simultáneo de transferencia de energía y datos con doble portadora y circuito abierto. 

Mensiona de Los métodos de telemetría hacia atrás (BT) se han investigado

A. Amplificador de potencia

amplificador de potencia convencional Clase E 

Enlace inductivo, se enrollan bobinas espirales huecas hechas de alambre Litz 

para reducir el factor de acoplamiento entre las dos bobinas externas (que también son coaxiales), el radio de una de las bobinas externas es mucho menor que el de la otra

El rectificador de diodo de onda completa de baja caída se utiliza para convertir el voltaje de CA en energía de CC. Cuanto menor sea la caída de voltaje en los diodos rectificadores, más eficiente será el rectificador y, a su vez, el sistema en gener

Usos

microsistemas biomédicos implantables, Internet de las cosas (IoT). 

MAteriales

microcontrolador y los condensadores (de alta Q) q

Funcionamiento

En el sistema propuesto, la comunicación de datos de enlace ascendente (desde el implante al exterior del cuerpo) se implementa mediante la conmutación de un condensador en el sitio del implante. Esta conmutación da como resultado el cambio de la frecuencia de resonancia entre dos frecuencias diferentes durante diferentes períodos de tiempo. 

Para mantener casi constantes la eficiencia de transferencia de energía (PTE) y la energía entregada a la carga (PDL), se emplean dos transmisores de energía externos, cada uno trabajando en su propia frecuencia distinta. Se evita la unidad de control de circuito cerrado, que se utiliza comúnmente para sincronizar la sincronización entre el transmisor y el receptor, para mejorar el rendimiento general, incluida la velocidad de datos y la eficiencia, y para reducir la complejidad del sistema

 La modulación LSK propuesta que utiliza la conmutación de capacitores proporciona una comunicación rápida y una transmisión de potencia inalámbrica eficiente

Circuito equivalente para la telemetría de datos y potencia propuesta.

Implementación esquemática y de circuito del sistema propuesto

Para implementar un sistema de telemetría de potencia eficiente, el acoplamiento mutuo entre las bobinas del transmisor y del receptor debe ser fuerte [ por tanto, son coaxiales

el factor de acoplamiento entre las dos bobinas externas debería ser pequeño. Si el factor de acoplamiento entre las dos bobinas externas es fuerte, la corriente inducida causada por el transmisor fuera de banda degrada la eficiencia energética

Parametros

Este sistema transmite 44 Ω a una carga resistiva de 750 Ω sobre las frecuencias portadoras de 1,93 MHz y 1,44 MHz.

 La eficiencia de la transmisión de potencia a través de PTX#1 y PTX#2 es del 38,3% y del 41,3%, respectivamente

ia, en este trabajo se utilizan las frecuencias portadoras de 1,93 MHz y 1,44 MH

La forma de onda superio on proporcionales a la corriente del estrangulador en PA1 para velocidades de datos hacia atrás de 20 kb/s y 50 kb/s, 

Mientras un transmisor está en resonancia con el receptor, una gran cantidad de corriente fluye a través de su inductor de PA (40 mA para una velocidad de datos de 20 kb/s). Cuando el receptor cambia a la otra frecuencia resonante, la corriente del inductor desafinado del transmisor disminuye bruscamente en un 77% (a 9 mA para una velocidad de datos de 20 kb/s). Esta señal también se puede utilizar para la detección de datos hacia atrás

 Este sistema transmite 44 cargas resistivas de 750 Ω sobre las frecuencias portadoras de 1,93 MHz y 1,44 MHz. La eficiencia de la transmisión de energía a través de PTX#1 y PTX#2 es 38,3% y 41,3%, respectivamente

Aporte

. En el enfoque propuesto, al eliminar la unidad de control externa y reducir el retardo asociado, se mejora la tasa de datos de retrotelemetría. La tasa de datos se puede mejorar aún más si se utilizan frecuencias portadoras más altas o estranguladores más pequeños. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que la corriente de estrangulamiento distinta de cero del sistema propuesto en el modo apagado degradaría la eficiencia general, y se debe minimizar esta corriente. 

Bibliografia

[1] M. Najjarzadegan, E. H. Hafshejani, and S. Mirabbasi, “An Open-loop Double-Carrier Simultaneous Wireless Power and Data Transfer System,” 2019, [Online]. Available: https://www.researchgate.net/publication/332413578