Giải pháp dạng sóng nhằm nâng cao hiệu suất thu hoạch năng lượng sóng RF

Bài viết "Giải pháp dạng sóng nhằm nâng cao hiệu suất thu hoạch năng lượng sóng RF" đề xuất một mạch thu hoạch năng lượng từ RF (radio frequency) và đánh giá ảnh hưởng của sóng RF được điều chế OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) cũng như sóng hình sine ở tần số 5.8 GHz lên hiệu suất của mạch chỉnh lưu. Hoạt động của mạch chỉnh lưu với dải công suất sóng từ -20 dBm đến 20 dBm cho hiệu suất chuyển đổi cao nhất lên tới 50%. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giải pháp dạng sóng nhằm nâng cao hiệu suất thu hoạch năng lượng sóng RF Hội nghị Quốc gia lần thứ 26 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2023) Giải pháp dạng sóng nhằm nâng cao hiệu suất thu hoạch năng lượng sóng RF Nguyễn Quốc Cường1, Lê Minh Thùy1 Khoa Tự động hóa, Trường Điện - Điện tử, Đại học Bách Khoa Hà Nội Email: cuong.nq181373@sis.hust.edu.vn, thuy.leminh@hust.edu.vnLời dẫn—Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất một mạch [1]–[5] đã dựa vào lý thuyết để chứng minh dạng sóngthu hoạch năng lượng từ RF (radio frequency) và đánh truyền nhận thông tin được điều chế từ nhiều thànhgiá ảnh hưởng của sóng RF được điều chế OFDM phần tần số chưa phù hợp với ứng dụng thu hoạch năng(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) cũng như lượng và các công trình nghiên cứu [6]–[11] đã dùngsóng hình sine ở tần số 5.8 GHz lên hiệu suất của mạchchỉnh lưu. Hoạt động của mạch chỉnh lưu với dải công thực nghiệm chứng minh nhận định này. Nhưng các kếtsuất sóng từ -20 dBm đến 20 dBm cho hiệu suất chuyển quả này nằm trong nhiều vùng công suất và tần số khácđổi cao nhất lên tới 50%. Trong khi đó, hiệu suất chuyển nhau, được thử nghiệm với nhiều cấu trúc chỉnh lưu,đổi của mạch chỉnh lưu với sóng tới OFDM và sóng tới điều này làm giảm khả năng tham chiếu giữa các cônghình sine có khác biệt lên tới 35%. Sự khác biệt này biến trình và tính thống nhất giữa các kết quả thu được. Mặtđổi theo sự thay đổi của công suất tới và băng thông của khác, nhược điểm này gợi ý một giải pháp tận dụng cơsóng RF. sở hạ tầng truyền nhận không dây cách hiệu quả hơn với các bộ truyền “lai” (hybrid transmitter), như trong Keywords-Thu hoạch năng lượng từ sóng điện từ Hình 2, có khả năng truyền đồng thời bản tin được điều(WEH), truyền năng lượng không dây (WPT), điều chếOFDM, RF-DC chế bằng nhiều tần số và sóng năng lượng có hiệu suất RF-DC cao. Một dạng sóng truyền năng lượng ứng với hiệu suất chỉnh lưu cao sẽ đảm bảo được “chèn” vào I. GIỚI THIỆU chu kỳ truyền nhận thông tin (Hình 1) sẽ đảm bảo hệ Ngày nay, xu hướng “thông minh hóa” kéo theo sự truyền nhận thông tin - năng lượng cung cấp nhiềura đời và phát triển của các thiết bị không dây mà ở đó, công suất cho phụ tải không dây hơn hẳn các cấu trúccảm biến không dây đóng vai trò rất quan trong trong thu hoạch năng lượng truyền thống.khâu điều khiển, giám sát. Xu hướng này kéo theo sựđòi hỏi về thời gian sử dụng mà không cần “sạc” củacác thiết bị không dây, cụ thể là kéo dài thời gian sốngcủa nút cảm biến. Tự chủ năng lượng, hay thu hoạchnăng lượng từ môi trường trở thành mảnh ghép hoànhảo cho công nghệ không dây. Sóng RF có rất nhiều ưu điểm cho ứng dụng thu Hình 1. Minh họa sự phân chia thời lượng truyền năng lượnghoạch năng lượng, nhưng môi trường thực tế có mật độ và truyền thông tin trên đường truyền [12]năng lượng sóng RF rất thấp, với mức năng lượngthường xuyên dưới 0 dBm trong khi hiệu suất chuyểnđổi RF-DC (radio-frequency - dỉrect-current) của mạchthu hoạch năng lượng RF suy giảm nhanh chóng ởvùng công suất thấp. Hướng đi phổ biến trong việc giảiquyết vấn đề này là thiết kế mạch chỉnh lưu có hiệusuất cao trong điều kiện công suất thấp, tăng số lượngbộ nhận năng lượng hoặc tăng số băng tần thu hoạch.Với nhiều dải pháp được áp dụng đồng thời, hiệu suấtchuyển đổi trên 50% xung quanh công suất 0 dBm.Tuy nhiên, giá trị này vẫn chưa đáp ứng được nhu cầucủa cảm biến không dây trong điều kiện công suất thực Hình 2. Sơ đồ của hệ truyền nhận thông tin và năng lượngtế, và các giải pháp tích hợp đem lại mạch điện tương không dây đề xuấtđối cồng kềnh. Dạng sóng năng lượng cũng là một nguyên nhân Trong báo cáo này, chúng tôi trình bày một mạchcủa hiệu suất RF-DC ở mức thấp. Nhiều công trình như chỉnh lưu hoạt động tốt ở dải công suất dưới 0 dbm, tần ISBN ............ 978-604-80-8932-0 38 Hội nghị Quốc gia lần thứ 26 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2023)số 5.8 GHz. Sóng điều chế tần số trực giao OFDM sẽ Hiệu suất chu ...