CN112290686B - 高效率电磁波能量收集电路 - Google Patents

高效率电磁波能量收集电路 Download PDF

Info

Publication number
CN112290686B
CN112290686B CN202011114300.4A CN202011114300A CN112290686B CN 112290686 B CN112290686 B CN 112290686B CN 202011114300 A CN202011114300 A CN 202011114300A CN 112290686 B CN112290686 B CN 112290686B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrically connected
capacitor
tube
module
gate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011114300.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112290686A (zh
Inventor
肖裕
颜盾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Suwen Technology Co ltd
Original Assignee
Hunan Suwen Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan Suwen Technology Co ltd filed Critical Hunan Suwen Technology Co ltd
Priority to CN202011114300.4A priority Critical patent/CN112290686B/zh
Publication of CN112290686A publication Critical patent/CN112290686A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112290686B publication Critical patent/CN112290686B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/001Energy harvesting or scavenging

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本发明提供了一种高效率电磁波能量收集电路,包括:高效率电磁波能量收集模块,所述高效率电磁波能量收集模块设置有多个,每个所述高效率电磁波能量收集模块的第一端与ANTP端电连接,每个所述高效率电磁波能量收集模块的第二端与所述ANTN端电连接,首个所述高效率电磁波能量收集模块的第三端与接地端电连接。本发明能够将周围环境中较宽频率范围的电磁波能量转换成直流电能,并通过多级串联的方式,将直流电平抬升到适合于存储的级别,存储在储能装置中,采用栅交叉结构,传输收集能量和补偿阈值电压带来的能量采集效率的损失,与外部天线连接采用差分形式,采集的能量具有宽频带和极低灵敏度的特征,提高了能量收集效率,降低了能量收集灵敏度。

Description

高效率电磁波能量收集电路
技术领域
本发明涉及电磁学技术领域,特别涉及一种高效率电磁波能量收集电路。
背景技术
随着物联网技术以及可穿戴设备等新兴行业的高速发展,底层传感网络的能量供给问题受到越来越多的重视。传统的解决方案是采用纽扣电池进行供电,但这种方式有诸多不便,比如受传感器安装场合的外部环境的限制,许多场景下无法更换电池;另外,电池寿命有限,定期更换电池增加了极大的工作量,同时,纽扣电池限制了传感网络终端的封装面积。采用从外部环境中直接采集能量则没有了上述限制。采集的能量可以是太阳能、温度差、热能、电磁波等形式,将采集的能量存储在储能装置中。一般的电磁波能量采集装置由天线、整流器、储能电容组成。天线从外部环境中接收电磁波能量,整流器将射频能量转换成直流能量,存储在储能电容中。一般的整流器采用二极管组成,可以对射频电磁波进行整流和升压,但这种采集装置对于输入电磁波能量密度有一定要求。我们身处的周围环境中电磁波可谓是无处不在,但其能量值一般偏低,一般的能量采集装置无法采集如此小的能量,另外,能量密度越低其能量转换效率越低。所以一般的能量采集装置无法满足为传感节点终端供电的要求。
发明内容
本发明提供了一种高效率电磁波能量收集电路,其目的是为了解决传统的能量采集装置不能采集较小的能量及能量采集效率低的问题。
为了达到上述目的,本发明的实施例提供了一种高效率电磁波能量收集电路,包括:
高效率电磁波能量收集模块,所述高效率电磁波能量收集模块设置有多个,每个所述高效率电磁波能量收集模块的第一端与ANTP端电连接,每个所述高效率电磁波能量收集模块的第二端与所述ANTN端电连接,首个所述高效率电磁波能量收集模块的第三端与接地端电连接,后一个所述高效率电磁波能量收集模块的第三端与前一个所述高效率电磁波能量收集模块的第四端电连接,且每个所述高效率电磁波能量收集模块的第四端分别与相对应的储能电容的第一端电连接,每个所述储能电容的第二端与接地端电连接。
其中,每个所述高效率电磁波能量收集模块均包括:
第一电容模块,所述第一电容模块的第一端与ANTP端电连接;
第二电容模块,所述第二电容模块的第一端与ANTN端电连接;
能量传输模块,所述能量传输模块的第一端与Vin端电连接,所述能量传输模块的第二端与所述第一电容模块的第二端电连接,所述能量传输模块的第三端与所述第二电容模块的第二端电连接;
整流模块,所述整流模块的第一端与所述能量传输模块的第四端电连接,所述整流模块的第二端与所述第一电容模块的第三端电连接,所述整流模块的第三端与所述第二电容模块的第三端电连接;
限压模块,所述限压模块的第一端与所述能量传输模块的第一端电连接,所述限压模块的第二端与所述整流模块的第四端电连接,所述限压模块的第三端与所述能量传输模块的第五端电连接,所述限压模块的第四端分别与所述能量传输模块的第六端和Vout端电连接,所述限压模块的第五端与所述第一电容模块的第四端电连接,所述限压模块的第六端与所述第二电容模块的第四端电连接;
储能电容,所述储能电容的第一端与Vout端电连接,所述储能电容的第二端与接地端电连接。
其中,所述第一电容模块包括:
第一电容,所述第一电容的第一端与ANTP端电连接;
第二电容,所述第二电容的第一端与ANTP端电连接;
第三电容,所述第三电容的第一端与ANTP端电连接;
第四电容,所述第四电容的第一端与ANTP端电连接;
第五电容,所述第五电容的第一端与ANTP端电连接;
第六电容,所述第六电容的第一端与ANTP端电连接;
第七电容,所述第七电容的第一端与ANTP端电连接。
其中,所述第二电容模块包括:
第八电容,所述第八电容的第一端与ANTN端电连接;
第九电容,所述第九电容的第一端与ANTN端电连接;
第十电容,所述第十电容的第一端与ANTN端电连接;
第十一电容,所述第十一电容的第一端与ANTN端电连接;
第十二电容,所述第十二电容的第一端与ANTN端电连接;
第十三电容,所述第十三电容的第一端与ANTN端电连接;
第十四电容,所述第十四电容的第一端与ANTN端电连接。
其中,所述能量传输模块包括:
第一NMOS管,所述第一NMOS管的源极端与Vin端电连接,所述第一NMOS管的栅极端与所述第八电容的第二端电连接,所述第一NMOS管的漏极端与所述第四电容的第二端电连接;
第二NMOS管,所述第二NMOS管的源极端与所述第一NMOS管的源极端电连接,所述第二NMOS管的栅极端与所述第一电容的第二端电连接,所述第二NMOS管的漏极端与所述第十一电容的第二端电连接;
第一PMOS管,所述第一PMOS管的源极端与Vout端电连接,所述第一PMOS管的栅极端与所述第十四电容的第二端电连接,所述第一PMOS管的漏极端与所述第一NMOS管的漏极端电连接;
第二PMOS管,所述第二PMOS管的源极端与所述第一PMOS管的源极端电连接,所述第二PMOS管的栅极端与所述第七电容的第二端电连接,所述第二PMOS管的漏极端与所述第二NMOS管的漏极端电连接。
其中,所述整流模块包括:
第三PMOS管,所述第三PMOS管的源极端与所述第一NMOS管的栅极端电连接,所述第三PMOS管的栅极端与所述第九电容的第二端电连接,所述第三PMOS管的漏极端与所述第二电容的第二端电连接;
第三NMOS管,所述第三NMOS管的源极端分别与所述第三PMOS管的栅极端和所述第十一电容的第二端电连接,所述第三NMOS管的栅极端与所述第三PMOS管的源极端电连接,所述第三NMOS管的漏极端与所述第三PMOS管的漏极端电连接;
第四PMOS管,所述第四PMOS管的源极端与所述第二NMOS管的栅极端电连接,所述第四PMOS管的栅极端与所述第三电容的第二端电连接,所述第四PMOS管的漏极端与所述第十电容的第二端电连接;
第四NMOS管,所述第四NMOS管的源极端分别与所述第四PMOS管的栅极端和所述第四电容的第二端电连接,所述第四NMOS管的栅极端与所述第四PMOS管的源极端电连接,所述第四NMOS管的漏极端与所述第四PMOS管的漏极端电连接;
第五PMOS管,所述第五PMOS管的源极端分别与所述第十二电容的第二端和所述第十一电容的第二端电连接,所述第五PMOS管的栅极端与所述第一PMOS管的栅极端电连接,所述第五PMOS管的漏极端与所述第五电容的第二端电连接;
第五NMOS管,所述第五NMOS管的源极端与所述第五PMOS管的栅极端电连接,所述第五NMOS管的栅极端与所述第五PMOS管的源极端电连接,所述第五NMOS管的漏极端与所述第五PMOS管的漏极端电连接;
第六PMOS管,所述第六PMOS管的源极端分别与所述第六电容的第二端和所述第四电容的第二端电连接,所述第六PMOS管的栅极端与所述第七电容的第二端电连接,所述第六PMOS管的漏极端与所述第十三电容的第二端电连接;
第六NMOS管,所述第六NMOS管的源极端与所述第六PMOS管的栅极端电连接,所述第六NMOS管的栅极端与所述第六PMOS管的源极端电连接,所述第六NMOS管的漏极端与所述第六PMOS管的漏极端电连接。
其中,所述限压模块包括:
第七NMOS管,所述第七NMOS管的源极端与所述第一NMOS管的源极端电连接,所述第七NMOS管的栅极端与所述第七NMOS管的漏极端电连接,所述第七NMOS管的漏极端与所述第一NMOS管的栅极端电连接;
第八NMOS管,所述第八NMOS管的源极端与所述第二NMOS管的源极端电连接,所述第八NMOS管的栅极端与所述第八NMOS管的漏极端电连接,所述第八NMOS管的漏极端与所述第二NMOS管的栅极端电连接;
第七PMOS管,所述第七PMOS管的源极端与所述第一PMOS管的源极端电连接,所述第七PMOS管的栅极端与所述第七PMOS管的漏极端电连接,所述第七PMOS管的漏极端与所述第一PMOS管的栅极端电连接;
第八PMOS管,所述第八PMOS管的源极端与所述第二PMOS管的源极端电连接,所述第八PMOS管的栅极端与所述第八PMOS管的漏极端电连接,所述第八PMOS管的漏极端与所述第二PMOS管的栅极端电连接。
本发明的上述方案有如下的有益效果:
本发明的上述实施例所述的高效率电磁波能量收集电路,能够将周围环境中较宽频率范围的电磁波能量转换成直流电能,并通过多级串联的方式,将直流电平抬升到适合于存储的级别,存储在储能装置中,采用栅交叉结构,传输收集能量和补偿阈值电压带来的能量采集效率的损失,与外部天线连接采用差分形式,采集的能量具有宽频带和极低灵敏度的特征,提高了能量收集效率,降低了能量收集灵敏度。
附图说明
图1为本发明的总体电路示意图;
图2为本发明的高效率电磁波能量收集模块的结构框图;
图3为本发明的高效率电磁波能量收集模块的具体电路示意图。
【附图标记说明】
1-高效率电磁波能量收集模块;2-储能电容;3-第一电容模块;4-第二电容模块;5-能量传输模块;6-整流模块;7-限压模块;8-第一电容;9-第二电容;10-第三电容;11-第四电容;12-第五电容;13-第六电容;14-第七电容;15-第八电容;16-第九电容;17-第十电容;18-第十一电容;19-第十二电容;20-第十三电容;21-第十四电容;22-第一NMOS管;23-第二NMOS管;24-第一PMOS管;25-第二PMOS管;26-第三PMOS管;27-第三NMOS管;28-第四PMOS管;29-第四NMOS管;30-第五PMOS管;31-第五NMOS管;32-第六PMOS管;33-第六NMOS管;34-第七NMOS管;35-第八NMOS管;36-第七PMOS管;37-第八PMOS管。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的能量采集装置不能采集较小的能量及能量采集效率低的问题,提供了一种高效率电磁波能量收集电路。
如图1至图3所示,本发明的实施例提供了一种高效率电磁波能量收集电路,包括:高效率电磁波能量收集模块1,所述高效率电磁波能量收集模块1设置有多个,每个所述高效率电磁波能量收集模块1的第一端与ANTP端电连接,每个所述高效率电磁波能量收集模块1的第二端与所述ANTN端电连接,首个所述高效率电磁波能量收集模块1的第三端与接地端电连接,后一个所述高效率电磁波能量收集模块1的第三端与前一个所述高效率电磁波能量收集模块1的第四端电连接,且每个所述高效率电磁波能量收集模块1的第四端分别与相对应的储能电容2的第一端电连接,每个所述储能电容2的第二端与接地端电连接。
本发明的上述实施例所述的高效率电磁波能量收集电路,多级所述高效率电磁波能量收集模块1采用串联的方式进行连接,第一级的输入电平为地,最后一级接所述储能电容2,所述高效率电磁波能量收集电路适用于多种不同的频段,不同频率下所述高效率电磁波能量收集电路输入阻抗不一致,需要根据不同输入频率进行共轭匹配,天线连接端口ANTP和ANTN可以采用差分连接也可采用单端连接,但单端连接的效率比差分连接的效率有所下降。
其中,每个所述高效率电磁波能量收集模块1均包括:第一电容模块3,所述第一电容模块3的第一端与ANTP端电连接;第二电容模块4,所述第二电容模块4的第一端与ANTN端电连接;能量传输模块5,所述能量传输模块5的第一端与Vin端电连接,所述能量传输模块5的第二端与所述第一电容模块3的第二端电连接,所述能量传输模块5的第三端与所述第二电容模块4的第二端电连接;整流模块6,所述整流模块6的第一端与所述能量传输模块5的第四端电连接,所述整流模块6的第二端与所述第一电容模块3的第三端电连接,所述整流模块6的第三端与所述第二电容模块4的第三端电连接;限压模块7,所述限压模块7的第一端与所述能量传输模块5的第一端电连接,所述限压模块7的第二端与所述整流模块6的第四端电连接,所述限压模块7的第三端与所述能量传输模块5的第五端电连接,所述限压模块7的第四端分别与所述能量传输模块5的第六端和Vout端电连接,所述限压模块7的第五端与所述第一电容模块3的第四端电连接,所述限压模块7的第六端与所述第二电容模块4的第四端电连接;储能电容2,所述储能电容2的第一端与Vout端电连接,所述储能电容2的第二端与接地端电连接。
本发明的上述实施例所述的高效率电磁波能量收集电路,包括两套整流系统,一套整流系统为所述能量传输模块5,另一套整流系统为所述整流模块6,所述整流模块6用于对所述能量传输模块5中的所述第一NMOS管22、所述第二NMOS管23、所述第一PMOS管24和所述第二PMOS管25进行阈值补偿,以提高能量收集效率,降低能量收集灵敏度。
其中,所述第一电容模块3包括:第一电容8,所述第一电容8的第一端与ANTP端电连接;第二电容9,所述第二电容9的第一端与ANTP端电连接;第三电容10,所述第三电容10的第一端与ANTP端电连接;第四电容11,所述第四电容11的第一端与ANTP端电连接;第五电容12,所述第五电容12的第一端与ANTP端电连接;第六电容12,所述第六电容12的第一端与ANTP端电连接;第七电容14,所述第七电容14的第一端与ANTP端电连接。
其中,所述第二电容模块4包括:第八电容15,所述第八电容15的第一端与ANTN端电连接;第九电容16,所述第九电容16的第一端与ANTN端电连接;第十电容17,所述第十电容17的第一端与ANTN端电连接;第十一电容18,所述第十一电容18的第一端与ANTN端电连接;第十二电容19,所述第十二电容19的第一端与ANTN端电连接;第十三电容20,所述第十三电容20的第一端与ANTN端电连接;第十四电容21,所述第十四电容21的第一端与ANTN端电连接。
其中,所述能量传输模块5包括:第一NMOS管22,所述第一NMOS管22的源极端与Vin端电连接,所述第一NMOS管22的栅极端与所述第八电容15的第二端电连接,所述第一NMOS管22的漏极端与所述第四电容11的第二端电连接;第二NMOS管23,所述第二NMOS管23的源极端与所述第一NMOS管22的源极端电连接,所述第二NMOS管23的栅极端与所述第一电容8的第二端电连接,所述第二NMOS管23的漏极端与所述第十一电容18的第二端电连接;第一PMOS管24,所述第一PMOS管24的源极端与Vout端电连接,所述第一PMOS管24的栅极端与所述第十四电容21的第二端电连接,所述第一PMOS管24的漏极端与所述第一NMOS管22的漏极端电连接;第二PMOS管25,所述第二PMOS管25的源极端与所述第一PMOS管24的源极端电连接,所述第二PMOS管25的栅极端与所述第七电容14的第二端电连接,所述第二PMOS管25的漏极端与所述第二NMOS管23的漏极端电连接。
本发明的上述实施例所述的高效率电磁波能量收集电路,所述述能量传输模块5包括:所述第一NMOS管22、所述第二NMOS管23、所述第一PMOS管24和所述第二PMOS管25且所述第一NMOS管22、所述第二NMOS管23、所述第一PMOS管24和所述第二PMOS管25为主能量传输管,所述能量传输模块5采用栅交叉结构,用于传输收集能量。
其中,所述整流模块6包括:第三PMOS管26,所述第三PMOS管26的源极端与所述第一NMOS管22的栅极端电连接,所述第三PMOS管26的栅极端与所述第九电容16的第二端电连接,所述第三PMOS管26的漏极端与所述第二电容9的第二端电连接;第三NMOS管27,所述第三NMOS管27的源极端分别与所述第三PMOS管26的栅极端和所述第十一电容18的第二端电连接,所述第三NMOS管27的栅极端与所述第三PMOS管26的源极端电连接,所述第三NMOS管27的漏极端与所述第三PMOS管26的漏极端电连接;第四PMOS管28,所述第四PMOS管28的源极端与所述第二NMOS管23的栅极端电连接,所述第四PMOS管28的栅极端与所述第三电容10的第二端电连接,所述第四PMOS管28的漏极端与所述第十电容17的第二端电连接;第四NMOS管29,所述第四NMOS管29的源极端分别与所述第四PMOS管28的栅极端和所述第四电容11的第二端电连接,所述第四NMOS管29的栅极端与所述第四PMOS管28的源极端电连接,所述第四NMOS管29的漏极端与所述第四PMOS管28的漏极端电连接;第五PMOS管30,所述第五PMOS管30的源极端分别与所述第十二电容19的第二端和所述第十一电容18的第二端电连接,所述第五PMOS管30的栅极端与所述第一PMOS管24的栅极端电连接,所述第五PMOS管30的漏极端与所述第五电容12的第二端电连接;第五NMOS管31,所述第五NMOS管31的源极端与所述第五PMOS管30的栅极端电连接,所述第五NMOS管31的栅极端与所述第五PMOS管30的源极端电连接,所述第五NMOS管31的漏极端与所述第五PMOS管30的漏极端电连接;第六PMOS管32,所述第六PMOS管32的源极端分别与所述第六电容12的第二端和所述第四电容11的第二端电连接,所述第六PMOS管32的栅极端与所述第七电容14的第二端电连接,所述第六PMOS管32的漏极端与所述第十三电容20的第二端电连接;第六NMOS管33,所述第六NMOS管33的源极端与所述第六PMOS管32的栅极端电连接,所述第六NMOS管33的栅极端与所述第六PMOS管32的源极端电连接,所述第六NMOS管33的漏极端与所述第六PMOS管32的漏极端电连接。
本发明的上述实施例所述的高效率电磁波能量收集电路,所述整流模块6包括所述第三PMOS管26、所述第三NMOS管27、所述第四PMOS管28、所述第四NMOS管29、所述第五PMOS管30、所述第五NMOS管31、所述第六PMOS管32和所述第六NMOS管33,所述整流模块6采用栅交叉结构,用于为所述能量传输模块5提供一个阈值电压,用于补偿阈值电压带来的能量采集效率的损失。
其中,所述限压模块7包括:第七NMOS管34,所述第七NMOS管34的源极端与所述第一NMOS管22的源极端电连接,所述第七NMOS管34的栅极端与所述第七NMOS管34的漏极端电连接,所述第七NMOS管34的漏极端与所述第一NMOS管22的栅极端电连接;第八NMOS管35,所述第八NMOS管35的源极端与所述第二NMOS管23的源极端电连接,所述第八NMOS管35的栅极端与所述第八NMOS管35的漏极端电连接,所述第八NMOS管35的漏极端与所述第二NMOS管23的栅极端电连接;第七PMOS管36,所述第七PMOS管36的源极端与所述第一PMOS管24的源极端电连接,所述第七PMOS管36的栅极端与所述第七PMOS管36的漏极端电连接,所述第七PMOS管36的漏极端与所述第一PMOS管24的栅极端电连接;第八PMOS管37,所述第八PMOS管37的源极端与所述第二PMOS管25的源极端电连接,所述第八PMOS管37的栅极端与所述第八PMOS管37的漏极端电连接,所述第八PMOS管37的漏极端与所述第二PMOS管25的栅极端电连接。
本发明的上述实施例所述的高效率电磁波能量收集电路,所述限压模块7包括所述第七NMOS管34、所述第八NMOS管35、所述第七PMOS管36和所述第八PMOS管37,所述限压模块7为所述整流模块6提供限压,所述限压模块7在大能量输入时限制所述整流模块6的补偿电压为一个阈值电压。
本发明的上述实施例所述的高效率电磁波能量收集电路,能够将周围环境中较宽频率范围的电磁波能量转换成直流电能,并通过多级串联的方式,将直流电平抬升到适合于存储的级别,存储在储能装置中。所述高效率电磁波能量收集电路包括两套整流系统,一套整流系统为所述能量传输模块5,另一套整流系统为所述整流模块6,所述整流模块6用于对所述能量传输模块5中的所述第一NMOS管22、所述第二NMOS管23、所述第一PMOS管24和所述第二PMOS管25进行阈值补偿,以提高能量收集效率,降低能量收集灵敏度。其中,所述第一NMOS管22、所述第二NMOS管23、所述第一PMOS管24和所述第二PMOS管25为主能量传输管,采用栅交叉结构,用于传输收集能量;所述第三PMOS管26、所述第三NMOS管27、所述第四PMOS管28、所述第四NMOS管29、所述第五PMOS管30、所述第五NMOS管31、所述第六PMOS管32和所述第六NMOS管33为所述整流模块6,采用栅交叉结构,用于为所述能量传输模块5提供一个阈值电压,用于补偿阈值电压带来的能量采集效率的损失,所述第七NMOS管34、所述第八NMOS管35、所述第七PMOS管36和所述第八PMOS管37为所述整流模块6提供限压,在有大能量输入时限制所述整流模块6的补偿电压为一个阈值电压。
本发明的上述实施例所述的高效率电磁波能量收集电路,包含多级串联结构,不限于某一固定的级数,对于能量采集效率有极大的提升,能采集宽频率范围的、高效率的电磁波能量,采集的能量具有宽频带和极低灵敏度的特征,针对MOS管采用阈值补偿技术,极大的降低了可接收的能量,接收电磁波信号功率可以低于-30dBm,整流效率可以达到40%以上,当所述高效率电磁波能量收集电路为传感节点供电时,采用8级所述高效率电磁波能量收集模块1串联结构,可以提供大于1V的直流工作电平,满足了为传感节点终端供电的要求。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种高效率电磁波能量收集电路,其特征在于,包括:
高效率电磁波能量收集模块,所述高效率电磁波能量收集模块设置有多个,每个所述高效率电磁波能量收集模块的第一端与ANTP端电连接,每个所述高效率电磁波能量收集模块的第二端与ANTN端电连接,首个所述高效率电磁波能量收集模块的第三端与接地端电连接,后一个所述高效率电磁波能量收集模块的第三端与前一个所述高效率电磁波能量收集模块的第四端电连接,且每个所述高效率电磁波能量收集模块的第四端分别与相对应的储能电容的第一端电连接,每个所述储能电容的第二端与接地端电连接;
每个所述高效率电磁波能量收集模块均包括:
第一电容模块,所述第一电容模块的第一端与ANTP端电连接;
第二电容模块,所述第二电容模块的第一端与ANTN端电连接;
能量传输模块,所述能量传输模块的第一端与Vin端电连接,所述能量传输模块的第二端与所述第一电容模块的第二端电连接,所述能量传输模块的第三端与所述第二电容模块的第二端电连接;
整流模块,所述整流模块的第一端与所述能量传输模块的第四端电连接,所述整流模块的第二端与所述第一电容模块的第三端电连接,所述整流模块的第三端与所述第二电容模块的第三端电连接;
限压模块,所述限压模块的第一端与所述能量传输模块的第一端电连接,所述限压模块的第二端与所述整流模块的第四端电连接,所述限压模块的第三端与所述能量传输模块的第五端电连接,所述限压模块的第四端分别与所述能量传输模块的第六端和Vout端电连接,所述限压模块的第五端与所述第一电容模块的第四端电连接,所述限压模块的第六端与所述第二电容模块的第四端电连接;
储能电容,所述储能电容的第一端与Vout端电连接,所述储能电容的第二端与接地端电连接。
2.根据权利要求1所述高效率电磁波能量收集电路,其特征在于,所述第一电容模块包括:
第一电容,所述第一电容的第一端与ANTP端电连接;
第二电容,所述第二电容的第一端与ANTP端电连接;
第三电容,所述第三电容的第一端与ANTP端电连接;
第四电容,所述第四电容的第一端与ANTP端电连接;
第五电容,所述第五电容的第一端与ANTP端电连接;
第六电容,所述第六电容的第一端与ANTP端电连接;
第七电容,所述第七电容的第一端与ANTP端电连接。
3.根据权利要求2所述高效率电磁波能量收集电路,其特征在于,所述第二电容模块包括:
第八电容,所述第八电容的第一端与ANTN端电连接;
第九电容,所述第九电容的第一端与ANTN端电连接;
第十电容,所述第十电容的第一端与ANTN端电连接;
第十一电容,所述第十一电容的第一端与ANTN端电连接;
第十二电容,所述第十二电容的第一端与ANTN端电连接;
第十三电容,所述第十三电容的第一端与ANTN端电连接;
第十四电容,所述第十四电容的第一端与ANTN端电连接。
4.根据权利要求3所述高效率电磁波能量收集电路,其特征在于,所述能量传输模块包括:
第一NMOS管,所述第一NMOS管的源极端与Vin端电连接,所述第一NMOS管的栅极端与所述第八电容的第二端电连接,所述第一NMOS管的漏极端与所述第四电容的第二端电连接;
第二NMOS管,所述第二NMOS管的源极端与所述第一NMOS管的源极端电连接,所述第二NMOS管的栅极端与所述第一电容的第二端电连接,所述第二NMOS管的漏极端与所述第十一电容的第二端电连接;
第一PMOS管,所述第一PMOS管的源极端与Vout端电连接,所述第一PMOS管的栅极端与所述第十四电容的第二端电连接,所述第一PMOS管的漏极端与所述第一NMOS管的漏极端电连接;
第二PMOS管,所述第二PMOS管的源极端与所述第一PMOS管的源极端电连接,所述第二PMOS管的栅极端与所述第七电容的第二端电连接,所述第二PMOS管的漏极端与所述第二NMOS管的漏极端电连接。
5.根据权利要求4所述高效率电磁波能量收集电路,其特征在于,所述整流模块包括:
第三PMOS管,所述第三PMOS管的源极端与所述第一NMOS管的栅极端电连接,所述第三PMOS管的栅极端与所述第九电容的第二端电连接,所述第三PMOS管的漏极端与所述第二电容的第二端电连接;
第三NMOS管,所述第三NMOS管的源极端分别与所述第三PMOS管的栅极端和所述第十一电容的第二端电连接,所述第三NMOS管的栅极端与所述第三PMOS管的源极端电连接,所述第三NMOS管的漏极端与所述第三PMOS管的漏极端电连接;
第四PMOS管,所述第四PMOS管的源极端与所述第二NMOS管的栅极端电连接,所述第四PMOS管的栅极端与所述第三电容的第二端电连接,所述第四PMOS管的漏极端与所述第十电容的第二端电连接;
第四NMOS管,所述第四NMOS管的源极端分别与所述第四PMOS管的栅极端和所述第四电容的第二端电连接,所述第四NMOS管的栅极端与所述第四PMOS管的源极端电连接,所述第四NMOS管的漏极端与所述第四PMOS管的漏极端电连接;
第五PMOS管,所述第五PMOS管的源极端分别与所述第十二电容的第二端和所述第十一电容的第二端电连接,所述第五PMOS管的栅极端与所述第一PMOS管的栅极端电连接,所述第五PMOS管的漏极端与所述第五电容的第二端电连接;
第五NMOS管,所述第五NMOS管的源极端与所述第五PMOS管的栅极端电连接,所述第五NMOS管的栅极端与所述第五PMOS管的源极端电连接,所述第五NMOS管的漏极端与所述第五PMOS管的漏极端电连接;
第六PMOS管,所述第六PMOS管的源极端分别与所述第六电容的第二端和所述第四电容的第二端电连接,所述第六PMOS管的栅极端与所述第七电容的第二端电连接,所述第六PMOS管的漏极端与所述第十三电容的第二端电连接;
第六NMOS管,所述第六NMOS管的源极端与所述第六PMOS管的栅极端电连接,所述第六NMOS管的栅极端与所述第六PMOS管的源极端电连接,所述第六NMOS管的漏极端与所述第六PMOS管的漏极端电连接。
6.根据权利要求5所述高效率电磁波能量收集电路,其特征在于,所述限压模块包括:
第七NMOS管,所述第七NMOS管的源极端与所述第一NMOS管的源极端电连接,所述第七NMOS管的栅极端与所述第七NMOS管的漏极端电连接,所述第七NMOS管的漏极端与所述第一NMOS管的栅极端电连接;
第八NMOS管,所述第八NMOS管的源极端与所述第二NMOS管的源极端电连接,所述第八NMOS管的栅极端与所述第八NMOS管的漏极端电连接,所述第八NMOS管的漏极端与所述第二NMOS管的栅极端电连接;
第七PMOS管,所述第七PMOS管的源极端与所述第一PMOS管的源极端电连接,所述第七PMOS管的栅极端与所述第七PMOS管的漏极端电连接,所述第七PMOS管的漏极端与所述第一PMOS管的栅极端电连接;
第八PMOS管,所述第八PMOS管的源极端与所述第二PMOS管的源极端电连接,所述第八PMOS管的栅极端与所述第八PMOS管的漏极端电连接,所述第八PMOS管的漏极端与所述第二PMOS管的栅极端电连接。
CN202011114300.4A 2020-10-19 2020-10-19 高效率电磁波能量收集电路 Active CN112290686B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011114300.4A CN112290686B (zh) 2020-10-19 2020-10-19 高效率电磁波能量收集电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011114300.4A CN112290686B (zh) 2020-10-19 2020-10-19 高效率电磁波能量收集电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112290686A CN112290686A (zh) 2021-01-29
CN112290686B true CN112290686B (zh) 2024-03-19

Family

ID=74497731

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011114300.4A Active CN112290686B (zh) 2020-10-19 2020-10-19 高效率电磁波能量收集电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112290686B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101499646A (zh) * 2008-06-10 2009-08-05 乔宗标 自动温度补偿的平均值过流保护电路
CN102611351A (zh) * 2012-03-23 2012-07-25 东南大学 压电-磁电混合能量收集装置
WO2015179102A1 (en) * 2014-05-22 2015-11-26 3M Innovative Properties Company Energy harvesting device
CN105393183A (zh) * 2013-06-14 2016-03-09 先端充电技术公司 用于消费电子设备的功率电路
CN106100447A (zh) * 2016-08-16 2016-11-09 山东大学 一种基于mems振动能量采集器的无线传感器微电源
CN106961167A (zh) * 2017-03-28 2017-07-18 江苏科技大学 一种多天线串联式射频能量收集器

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2772949A1 (en) * 2012-03-30 2013-09-30 Raffe Technologies Inc. Antenna and device for capturing and storing ambient energy
CN208078737U (zh) * 2017-10-24 2018-11-09 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 电磁感应式无线供电系统及其负载突变保护电路和分离式烹饪器具

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101499646A (zh) * 2008-06-10 2009-08-05 乔宗标 自动温度补偿的平均值过流保护电路
CN102611351A (zh) * 2012-03-23 2012-07-25 东南大学 压电-磁电混合能量收集装置
CN105393183A (zh) * 2013-06-14 2016-03-09 先端充电技术公司 用于消费电子设备的功率电路
WO2015179102A1 (en) * 2014-05-22 2015-11-26 3M Innovative Properties Company Energy harvesting device
CN106100447A (zh) * 2016-08-16 2016-11-09 山东大学 一种基于mems振动能量采集器的无线传感器微电源
CN106961167A (zh) * 2017-03-28 2017-07-18 江苏科技大学 一种多天线串联式射频能量收集器

Also Published As

Publication number Publication date
CN112290686A (zh) 2021-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103312042B (zh) 一种rf能量收集器
CN103812226A (zh) 应用于无线移动终端的射频能量采集装置
CN103227498B (zh) 一种环境电磁波能量采集器及应用
CN109904632B (zh) 用于空间电磁波探测及能量收集的超表面整流天线阵列
CN106452117A (zh) 一种应用于射频能量收集系统的宽频整流器
CN105356627A (zh) 一种用于无线传感节点供电的射频能量收集装置
CN103138568B (zh) 整流电路及rfid芯片
CN100458840C (zh) 一种用于射频电子标签的自偏置高效整流电路
CN100459397C (zh) 一种用于射频电子标签的浮栅结构阈值可调的整流电路
CN110138103A (zh) 一种基于三频段整流天线的射频微能量采集装置
CN112290686B (zh) 高效率电磁波能量收集电路
CN104184488A (zh) 射频匹配电路及无线通信装置
CN108242859A (zh) 一种60GHz无线射频能量收集装置
CN107404156B (zh) 一种基于阵列天线的无线能量接收系统
CN108631820B (zh) 在光伏发电领域实施分级收发数据的通信系统及通信方法
CN106787260A (zh) 一种基于wisp的三频段的射频能量收集系统
CN106059116A (zh) 适用于低功耗无线传感器网络节点设备的无线充电系统
CN115693983A (zh) 基于可见光传输信息与能量的物联网终端装置
CN113364149A (zh) 一种微波无线能量传输系统
CN108418259B (zh) 一种微振动高效能量收集与转换装置
CN117134518B (zh) 一种无线能量收集装置
Ipar et al. Development of radio frequency energy harvesting module
CN217769614U (zh) 一种微波无线传输电路
CN220628236U (zh) 分布式相控阵天线
CN110829553B (zh) 无源长距离无线充电系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant