近日,南边科技年夜学深港微电子学院副传授詹陈长及澳门年夜学微电子研究院正传授罗文基团队取患上主要进展。相干结果以“A High-Efficiency Low-Cost Multi-Antenna Energy Harvesting System with Leakage Suppression”[1]为题发表于集成电路设计范畴顶级期刊《固态电路杂志》(IEEE Journal of Solid-State Circuits, JSSC)上,两边结合造就的博士生张兆博是论文的第一作者,深港微电子学院詹陈长传授为论文的通信作者,南边科技年夜学深港微电子学院为论文的第一单元,该论文获得了国度天然科学基金,深圳科创委及澳门科技成长基金的撑持。与此同时,上述研究[1]申请了一项发现专利[2],申请号为202311102317.1,专利所有权由南边科技年夜学及澳门年夜学各占50%。
借助射频能量网络技能,超低功耗无线传感收集装备、物联网装备可以从射频能量中获取能量,从而削减电池的利用,降低物料及维护成本。传统射频能量网络体系中凡是仅有单根天线用在能量网络,因为电磁波于流传历程中的多径效应会使空间中漫衍一些盲点(电磁场强度很是低的区域),终极致使射频能量网络装备可以吸收到能量的角度及强度受限。本事情提出了一种全新的低成本高效率多天线射频能量网络解决方案,从而有用解决了盲点挑战,提高了体系的靠得住性。

图 1具备泄电按捺功效的多天线射频能量网络体系
图1展示了本事情提出的多天线射频能量网络体系布局框图。该体系具备3个漫衍于差别位置的射频天线,从而降低盲点对于整个体系的影响。多个射频通道经由过程共用统一个储能电容从而降低体系成本,由于无需分外的通道距离脱离关,芯片的繁杂度获得降低,并具有扩大更多天线数目的能力。电路第二级采用开关电感升压电路来实现最年夜功率追踪(MPPT)及输出电压稳压功效。同时,该体系实现了冷启动功效。针对于差别射频通道共用一个储能电容带来的互相关扰及通道间泄电问题,本事情提出了一种全新的射频整流器和其节制电路如图2所示。经由过程别离对于射频整流器栅极电压的直流份量及交流份量举行节制,使患上整流器导通时转化效率提高,而于泄电时可以彻底封闭从而降低损耗。终极,该体系得到了44%的峰值转化效率,15dB的高转换效率功率输入规模(转换效率 35%对于应的输入功率规模),于无线测试中,比拟在仅用单根天线,利用双天线及三天线时的输出功率均有差别水平的提高。图3展示了芯片照片和体系测试照片。

图 2具备泄电按捺功效的射频整流器

图 3芯片和能量网络体系照片
参考文献
[1] Z. Zhang, C. Zhan, S. Zhao and M. -K. Law, A High-Efficiency Low-Cost Multi-Antenna Energy Harvesting System With Leakage Suppression, in IEEE Journal of Solid-State Circuits,doi: 10.1109/JSSC.2024.3387025.
[2] 张兆博,詹陈长,罗文基,“一种射频能量收罗组件及射频能量收罗体系”,发现专利,申请号202311102317.1,申请日2023.8.29。
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-米兰milan