RF 에너지 수확 기술

일상 생활에는 점점 더 많은 전자 장치가 있으며, 모두 제대로 작동하려면 일정한 형태의 전원 공급 장치가 필요합니다. 다행스럽게도 우리 주변에는 바람 에너지, 빛 에너지, 물체의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있고 심지어 고주파 무선 신호 전송에서 일부 에너지를 수확할 수도 있는 다양한 형태의 에너지가 있습니다.

덜 일반적이지만 빠르게 인기를 얻고 있는 것은 RF/마이크로파 신호로부터의 에너지 수확 방식입니다. 이는 라디오/텔레비전 방송국 및 무선 장치에서 수집할 수 있습니다. 이 에너지 수확 방식은 사물 인터넷(IoT) 센서 및 무선 주파수 식별(RFID) 태그와 같은 저전력 애플리케이션에서 배터리를 대체할 수 있습니다. 에너지를 재사용하면 운영 비용이 절감되고 기존 전자 시스템 및 장비의 에너지 효율성이 향상됩니다.

RF는 에너지 수확의 풍부한 원천이며 휴대폰, 휴대폰 기지국, TV/무선 신호 전송 기지국을 포함하여 전 세계 수십억 개의 무선 송신기에서 방출되고 있습니다. 따라서 일부 저전력 회로에 전력을 공급하기 위해 RF 에너지를 사용하는 추세가 되었습니다.

RF에서 에너지를 수확한다는 개념은 새로운 것이 아니며 프로세스도 비교적 간단합니다. 전파는 안테나에 도달하여 안테나 길이에 따른 전위차의 변화를 일으킵니다. 이러한 전위차로 인해 전하 캐리어는 필드를 균등화하려는 시도로 안테나 길이를 따라 이동하게 되며, RF-DC 집적 회로는 이러한 전하 캐리어의 이동에서 에너지를 포착할 수 있습니다. 에너지는 커패시터에 일시적으로 저장된 다음 부하에서 필요한 전위차를 생성하는 데 사용됩니다.

RF 에너지 신호는 안테나를 통해 수신되므로 안테나의 작동 주파수는 수신된 신호의 주파수와 동일해야 합니다. 안테나를 통해 RF 신호가 수신되면 RF-DC 변환기와 순수 RF 애플리케이션 모두에 사용할 수 있습니다. RF-DC 변환기는 RF 신호를 DC 신호로 변환하여 획득된 에너지를 에너지 저장 장치에 저장할 수 있도록 하며; 에너지 저장 장치는 RF-DC 변환기, RF 장치 및 저전력 애플리케이션에 에너지를 제공할 수 있습니다.

기성 부품을 사용하여 하위 시스템에 대해 RF-DC 변환을 수행하는 회로를 만들 수 있습니다. 안테나, 무선 충전 코일, PMIC(전력 관리 IC), 전력 수신기 칩, 여자기 송신기 등의 다양한 조합을 활용하면 RF에서 에너지를 수확할 수 있는 시스템을 만들 수 있습니다.

RF 에너지 신호는 안테나를 통해 수신되므로 안테나의 작동 주파수는 수신된 신호의 주파수와 동일해야 합니다. 안테나를 통해 RF 신호가 수신되면 RF-DC 변환기와 순수 RF 애플리케이션 모두에 사용할 수 있습니다. RF-DC 변환기는 RF 신호를 DC 신호로 변환하여 획득된 에너지를 에너지 저장 장치에 저장할 수 있도록 하며; 에너지 저장 장치는 RF-DC 변환기, RF 장치 및 저전력 애플리케이션에 에너지를 제공할 수 있습니다.