發(fā)布時(shí)間：2020-12-10 04:27

　　隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展及設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步,無(wú)線傳感器、可穿戴設(shè)備和植入式芯片等領(lǐng)域的功耗降得越來(lái)越低,進(jìn)而直接收集環(huán)境中的微弱能量為自身供電成為了可能。本文對(duì)應(yīng)用于自供電系統(tǒng)的射頻能量收集技術(shù)進(jìn)行了深入研究,并采用標(biāo)準(zhǔn)0.18μm CMOS工藝對(duì)其進(jìn)行了設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。該射頻能量收集電路,主要包括匹配網(wǎng)絡(luò)、RF-DC整流倍壓電路、超低功耗基準(zhǔn)電壓電路和LDO電路。其中,匹配網(wǎng)絡(luò)增加了輸入信號(hào)的振幅且減少了能量的傳輸損耗;RF-DC整流倍壓電路采用新型的自補(bǔ)償技術(shù),提高了電路的輸出電壓,從而改善了整流效率;超低功耗基準(zhǔn)電壓電路主要為L(zhǎng)DO電路提供高精度的參考電壓;LDO電路為負(fù)載提供低波紋的穩(wěn)定電壓。仿真結(jié)果表明:該芯片可收集頻率為900MHz、靈敏度為-20dBm的射頻能量,并且電路的功率轉(zhuǎn)換效率達(dá)到40%、輸出直流電壓達(dá)到1.8V。為了進(jìn)一步完善該射頻能量收集電路的功能,本文又提出了一種改進(jìn)型的射頻能量收集電路,主要增加了超低功耗基準(zhǔn)電流源電路、自啟動(dòng)電路、能量管理電路和輔助電路。其中,超低功耗基準(zhǔn)電流源電路為系統(tǒng)提供高精度的偏置電流;自啟動(dòng)電路使系統(tǒng)能夠在環(huán)境中無(wú)射頻能或系統(tǒng)無(wú)儲(chǔ)能的情況下完... 

【文章來(lái)源】：南京郵電大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電磁波輻射示意圖

定了接收能量轉(zhuǎn)化為直流能量的能力OUTIN= 100%PPCEP的直流能量，PIN是電路接收的交流能發(fā)射功率的降低而減小[40]。而遠(yuǎn)場(chǎng)能的問(wèn)題。目前，眾多研究者主要是在研究善整流器的整流效率。主要的技術(shù)有：；采用 DDCC 結(jié)構(gòu)減小泄漏電流和導(dǎo)通還未成熟，因此還有待進(jìn)一步的改善。入功率存在一定的關(guān)系，如圖 2.2 所示但是隨著輸入功率的持續(xù)增大或者降低在 PRE處，從而使電路的 PCE 達(dá)到最高

13（c）整流電路及輸入輸出波形圖 2.4 RF-DC 整流倍壓電路的基本結(jié)構(gòu)）給出了鉗位電路及其電壓波形。假設(shè)輸入電壓 VIN的波形為 VAsin壓為 VTH。該電路的作用是在不改變輸入電壓波形的前提下，通過(guò)耦I(lǐng)N提高 VA-VTH。具體工作原理為：在 VIN的負(fù)半軸且 VIN小于-VTH時(shí)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種-30dBm射頻能量收集整流器[J]. 陳田,韋保林,張喜,徐衛(wèi)林,段吉海.  微電子學(xué). 2017(02)
[2]環(huán)境WiFi能量采集系統(tǒng)的匹配網(wǎng)絡(luò)與整流電路設(shè)計(jì)[J]. 徐力翔,張曉紅,游彬,羅國(guó)清.  南京信息工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(01)
[3]基于磁耦合諧振的自主無(wú)線充電機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 宋凱,朱春波,李陽(yáng),李曉宇,趙鑫.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(09)
[4]低壓差線性穩(wěn)壓器實(shí)用設(shè)計(jì)系列講座之一低壓差線性穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J]. 沙占友.  電源技術(shù)應(yīng)用. 2008(05)

碩士論文
[1]基于共面波導(dǎo)天線的射頻能量收集器設(shè)計(jì)[D]. 梁振.天津工業(yè)大學(xué) 2018
[2]帶過(guò)溫保護(hù)功能的高精度帶隙基準(zhǔn)電壓電路設(shè)計(jì)[D]. 李樹(shù)鎮(zhèn).西南交通大學(xué) 2017
[3]射頻能量采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 楊傳凱.西安電子科技大學(xué) 2016
[4]適用于無(wú)源無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)場(chǎng)射頻能量收集芯片設(shè)計(jì)[D]. 翟鵬飛.北京交通大學(xué) 2015
[5]用于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的射頻能量收集器研究[D]. 武劍.電子科技大學(xué) 2015
[6]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)太陽(yáng)能電源管理電路設(shè)計(jì)[D]. 王大美.吉林大學(xué) 2014



本文編號(hào)：2908081