Ventajas de los sistemas de transferencia inalámbrica de energía (WPT) en el diseño
Estructura del sistema: Los sistemas WPT suelen consistir en rectennas compuestas por antenas y rectificadores para recolectar energía electromagnética y suministrar energía a los sensores inalámbricos. Las antenas capturan la energía electromagnética ambiental, mientras que los rectificadores la convierten en corriente continua para dispositivos electrónicos [1] [2].
Fases de operación: El sistema funciona capturando la energía electromagnética ambiental a través de antenas, convirtiéndola en señales de RF guiadas y, a continuación, rectificando estas señales en corriente continua para activar los convertidores amplificadores de CC a CC y suministrar energía a los sensores [1].
Hardware clave: Los componentes de hardware más destacados incluyen antenas para la captura de energía, rectificadores para la conversión de RF a CC y dispositivos no lineales como diodos Schottky o transistores para rectificar señales de baja potencia [1].
Parámetros logrados: los sistemas WPT tienen como objetivo maximizar la eficiencia de radiación de las antenas, optimizar el tamaño de las antenas para integrarlas en sistemas modernos y mejorar la eficiencia de conversión de RF a DC. Parámetros como la tensión de corriente continua, la alimentación de corriente continua y la eficiencia de conversión de RF a corriente continua son parámetros clave para el rendimiento del sistema [3] [1].
Información relevante sobre el diseño: Entre las consideraciones de diseño se incluyen maximizar la eficiencia de la radiación de la antena, minimizar el tamaño de la antena, seleccionar los dispositivos no lineales adecuados para la rectificación e implementar circuitos y filtros de paso de banda compatibles para evitar armónicos no deseados y maximizar la transferencia de energía [1].
Metodología: La metodología consiste en diseñar rectenas compactas para aplicaciones de transmisión inalámbrica de consumo ultrabajo, centrarse en las técnicas de miniaturización de las antenas, optimizar la eficiencia de conversión de RF a CC y probar rectenas con convertidores de amplificación de CC a CC y LED que emulan transmisores de bajo consumo [4].
Resultados: Las rectenas diseñadas demuestran una captación eficiente de energía de RF en la banda ISM, lo que permite lograr una alta eficiencia de conversión de RF a CC, voltaje de salida de CC y potencia para densidades de potencia bajas. Los sistemas alimentan correctamente las etiquetas pasivas o los nodos de sensores inalámbricos en escenarios reales [5] [4].
Conceptos teóricos: Entre los conceptos teóricos explicados se incluyen el ajuste de la frecuencia resonante, el ajuste de la red de distribución de energía y el impacto de la flexión en los parámetros de los parches. Comprender los parámetros de enlace para la gestión de los cambios de frecuencia es crucial para diseñar un sistema WPT de forma eficaz [4].
Aplicaciones: Los sistemas WPT encuentran aplicaciones en escenarios de transmisión inalámbrica de consumo ultrabajo, ya que alimentan etiquetas pasivas, nodos de sensores inalámbricos y emulan transmisores de bajo consumo, como los módulos Bluetooth. Estos sistemas son esenciales para captar la energía ambiental y suministrar energía a varios dispositivos electrónicos de forma inalámbrica [4].
Estrcutura
Diagrama de bloques de una recena estándar cargada por el convertidor
elevador CC a CC y el sensor pasivo (sin batería) e inalámbrico. Está compuesta por una antena dipolo plana de banda ancha y un rectificador de media onda.
resonador rectangular acoplado electromagnéticamente al dipolo plano. S
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