环境射频能量收集

输入电压采样电路
输入电压采样电路实现获取整流器输出电压Vs的二分之一，得到参考电压0.5Vs。
由图可知，当Vs为602mV时，已经可以采样到300mV的0.5Vs。由此可见，该电路实现了采样功能。
Controller
Initial N=5 Ctr=2N-1
Sampling 0.5Vs and Vo
Power Converter
Battery
Controller
MPPT是由Controller完成。目前面临Controller的控制模式选择问题。
RF 整流器输出曲线
整 流 器 输 出 功 率
600 400 200
输入功 率密度 (μW/cm2) 70 50 30 0 1K 2K 3K
(μ W)
The MPPT OF RF Energy Harvesting
指导老师： 报告人： 日期： 201 6.1 2.1 2
01
RF能量收集系统中的 两种拓扑结构
目录
CONTENTS
RF 能量收集系统模型 RF 整流器输出模型 输入电压调整方案 模拟等效电阻方案
RF 能量收集系统模型
Rectifier
yes
Vo>0.5Vs
no
Ctr==2 -1 no Ctr=Ctr+1
N
yes
yes
Ctr==0 no
控制器算法： 当DCDC输入电压Vo高于采样 到的电压0.5Vs，则增加 DCDC开关频率，使得Vo降低。 当DCDC输入电压Vo低于采样 到的电压0.5Vs，则降低 DCDC开关频率，使得Vo升高。
Ctr=Ctr
Ctr=Ctr-1
Adjusting Frequency of DCO
Controller波形图
从控制器的波形图中可以发现控制器的算法得以实现。
面临的问题以及以后研究方向
传统应用于太阳能、 风能以及压电能的 MPPT方法由于功耗 大，不适用于RF能 量收集。
1 3
2
输入电压调整往往 应用在压电能和热 电能收集系统，RF 能量收集系统也有 用，但是比较少。
整流器负载电阻Ω
输入电压调整方案
Requ
Vo
Φ1
L
Φ2
DC
Vs
Co
整流器
Φ2
DCDC电路
Φ1
Csto
该电路图中，Vs 为整流器输出等 效电压，Requ为 整流器的等效输 出电阻。
Vo 0.5Vs
1 0
Ctr
+ -
Φ1 DCO Φ2
输入电压调整方案：整流器等效成电源。通过控制DCDC的开关，使得DCDC输入电压Vo等于整流器输 出电压的0.5 倍，此时，实现MPPT。当Vs发生变化时，DCDC的开关频率做相应变化，调整Vo的大小。
模拟等效电阻方案
Requ
Vo
Φ1 Remu Co
L
Φ2
DCΒιβλιοθήκη Baidu
Vs
Φ2
Φ1
Csto
整流器
Vo OSC
Φ1 Φ2
根据整流器的输出特性，可以观察到当整流器的负载电阻为1KΩ左右时，可以达到MPPT。 为了简化电路，固定DCDC开关的频率，使得DCDC输入端等效成电阻1KΩ，从而达到 MPPT。
02
输入电压调整方案 下的仿真
由于输入电压调整 方案耗能较大，未 来将会朝着模拟等 效电阻方案进行研 究，这取决于整流 器的输出特性。
4
目前多数文献中， 系统只能收集到 950MHz能量，能 同时收集多个频段 的系统尚未找到。 双频天线匹配后等 效模型仍未找到。
非常感谢
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