一种环境射频能量收集器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及移动充电设备技术领域，更具体地涉及一种实现射频无线信号能量收 集器。
【背景技术】
[0002] 能量采集是实现低功耗电子器件（如无线传感器）长期免维护工作的一项关键技 术。通过捕获环境中的多余能量（如照明、温差、振动和无线电波（射频能量）），完全可W 让低功耗电子器件正常工作。在该些微功率能源中，来自射频发射器的能量具有独特的优 势，包括随距离变化可预测和一致的功率，从而允许能量采集器远离能源的束缚。
[0003] 环境射频能量如今可W从全球数十亿个无线发射器获得，包括移动电话、手持无 线电设备、移动基站W及电视/无线广播台等。捕获该类能量的能力有助于创建新的无电 池设备，并允许电池供电设备通过无线方式实现点滴式充电。
[0004] 环境中的无线电波数量非常鹿大，特别是在人口稠密的城市内，而且频率范围越 来越大，功率水平越来越高。如果该种自由流动的射频能量能够被有效和高效地采集，那么 该些无线电波就能够成为一种独特且广泛可用的微能源。数量不断增加的无线发射器将导 致射频功率密度和可用性日渐提高。专用功率发射器将进一步使可实现、可预测的无线电 源解决方案成为可能。
[0005] 无线电发射器的数量，特别是用于移动基站和手机的发射器数量正在不断增加。 据估计，移动手机用户数量近期已经超过50亿，ITU估计其中有10亿多是移动宽带用户。 此外还有众多的Wi-Fi路由器W及诸如笔记本电脑等无线终端设备。在一些城市环境中， 有可能检测到数百个Wi-Fi接入点。在短距离范围内，比如同一房间内，可W从发射功率为 50mW至lOOmW的典型Wi-Fi路由器中收集到微小的能量。在更长距离的情况下，需要使用 具有更高增益的更长天线才能真正收集到来自移动基站和无线广播培的射频能量。
【发明内容】
[0006] 1、本发明的目的。
[0007] 本发明基于现有的技术中对射频能量收集的大量迫切的需求，而提出了一种实现 射频能量收集器W解决上述问题。
[000引 2、本发明所采用的技术方案。
[0009]包括RF-DC转换电路、升压斩波电路、电压监控电路、电阻R1、电阻R2,外部存储电 容连接在VeAP，其中RF-DC转换电路将天线接收到的无线射频能量转换为直流能量，并将其 存储在外接电容器中；电压监控电路控制升压斩波电路，当充电达到电容器的高阔值时，升 压至设定输出电压电平，使电压输出；当电容器上的电荷下降到低阔值电压的电压输出关 闭，直流输出电压值VauT由电阻R1和R2决定。
[0010] 3、本发明的有益效果。
[0011](1)本发明能够有效的捕获环境中的多余能量，让低功耗电子器件正常工作。
[0012] (2)本发明能够有助于创建新的无电池设备。
[0013] (3)本发明使现有环境中的无线电波就能够成为一种独特且广泛可用的微能源。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明的电路图。 【具体实施方式】 [001引实施例1 如图1所示，一种环境射频能量收集器，包括RF-DC转换电路、升压斩波电路、电压监控 电路、电阻R1、电阻R2,外部存储电容连接在VeAP，其中RF-DC转换电路将天线接收到的无 线射频能量转换为直流能量，并将其存储在外接电容器中；电压监控电路控制升压斩波电 路，当充电达到电容器的高阔值时，升压至设定输出电压电平，使电压输出；当电容器上的 电荷下降到低阔值电压的电压输出关闭，直流输出电压值VauT由电阻R1和R2决定。所述 的电容的容值由输出电压VwT确定引脚，容值小于1yA在1. 2V，电容ESR值小于200mQ。 所述的电容的最小电容值可W使用下面的公式来估算： c=巧VwtUT。。 Vwt是输出电压，I?t是平均输出电流，T。。是工作时间 实施例2 一种环境射频能量收集器，包括RF-DC转换电路、升压斩波电路、电压监控电路、电阻R1、电阻R2,外部存储电容连接在VeAP，其中RF-DC转换电路将天线接收到的无线射频能量 转换为直流能量，并将其存储在外接电容器中；电压监控电路控制升压斩波电路，当充电达 到电容器的高阔值时，升压至设定输出电压电平，使电压输出；当电容器上的电荷下降到低 阔值电压的电压输出关闭，直流输出电压值VoiT由电阻R1和R2决定，直流输出电压值与R1 和R2的关系式：
【主权项】
1. 一种环境射频能量收集器，其特征在于：包括RF-DC转换电路、升压斩波电路、电压 监控电路、电阻RU电阻R2,外部存储电容连接在V eAP，其中RF-DC转换电路将天线接收到 的无线射频能量转换为直流能量，并将其存储在外接电容器中；电压监控电路控制升压斩 波电路，当充电达到电容器的高阈值时，升压至设定输出电压电平，使电压输出；当电容器 上的电荷下降到低阈值电压的电压输出关闭，直流输出电压值V qut由电阻Rl和R2决定。
2. 根据权利要求1所述的环境射频能量收集器，其特征在于：所述的电容的容值由输 出电压Vqut确定引脚，容值小于1 μ A在I. 2V，电容ESR值小于200m Ω。
3. 根据权利要求1或2所述的环境射频能量收集器，其特征在于：所述的电容的最小 电容值可以使用下面的公式来估算： C= 15V0Ut IoutTon Vtjut是输出电压，Iwt是平均输出电流，Tm是工作时间。
4. 根据权利要求1所述的环境射频能量收集器，其特征在于：所述的直流输出电压值 Vqut由电阻Rl和R2决定，直流输出电压值与Rl和R2的关系式：
【专利摘要】本发明公开了一种环境射频能量收集器，包括RF-DC转换电路、升压斩波电路、电压监控电路、电阻R1、电阻R2，外部存储电容连接在VCAP，其中RF-DC转换电路将天线接收到的无线射频能量转换为直流能量，并将其存储在外接电容器中；电压监控电路控制升压斩波电路，当充电达到电容器的高阈值时，升压至设定输出电压电平，使电压输出；当电容器上的电荷下降到低阈值电压的电压输出关闭，直流输出电压值VOUT由电阻R1和R2决定。本发明能够有效的捕获环境中的多余能量，让低功耗电子器件正常工作；并有助于创建新的无电池设备，使现有环境中的无线电波就能够成为一种独特且广泛可用的微能源。
【IPC分类】H02J17-00
【公开号】CN104753182
【申请号】CN201310742101
【发明人】申明磊, 余海, 方赓
【申请人】南京理工大学常熟研究院有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月30日