Evaluation of Energy Conversion Efficiency of Electromagnetic Field in the P2110 Powerharvester for Uhf Frequency Band

Abstract

Celem artykułu było przedstawienie wyników badań oceny efektywności przetwarzania energii pola elektromagnetycznego w układzie P2110 firmy Powercast. W ramach omawianego zagadnienia ujęto aspekty związane z pozyskiwaniem małych ilości energii do zasilania autonomicznych układów elektronicznych o zmniejszonym zapotrzebowaniu na moc. Potencjał energetyczny otaczającego środowiska, eliminacja zagroŜeń środowiskowych, a takŜe wzrost funkcjonalności nowoczesnych systemów elektronicznych są istotnymi czynnikami przemawiają-cymi za opracowaniem efektywnych rozwiązań w zakresie pozyskiwania, przetwarzania oraz gromadzenia energii. Technika pozyskiwania/recyrkulacji energii (Energy Harvesting) znajduje zastosowanie w wielu róŜnych obszarach aktywności społeczno-gospodarczej człowieka. Na przestrzeni ostatnich lat w środowisku obserwuje się wzrost poziomu pól elektromagnetycznych, których źródłem są róŜ-nego rodzaju systemy radiokomunikacyjne. Przenoszona przez nie energia moŜe zostać pozyskana i wykorzystana do celów niezwiązanych z funkcjonowaniem wspomnianych systemów. Obecnie brak jest efektywnych rozwiązań pozwalają-cych na przetwarzanie energii pól o bardzo niskich poziomach przy duŜym zakresie zmienności tych poziomów. Jednym z nielicznych komercyjnie dostępnych struktur realizujących taki proces jest układ P2110. W niniejszym artykule przedstawiono sposób doświadczalnego wyznaczenia sprawności przetwarzania energii przez taki układ za pomocą metody, która nie wymaga uŜycia zaawansowanej aparatury pomiarowej. Na potrzeby badań wygenerowano sztuczne pole elektromagnetyczne, w którym umieszczono układ pozyskujący energię -P2110. Zmiana odległości pomiędzy anteną generującą pole elektromagnetyczne, a układem P2110, umoŜliwiła realizację pomiarów i ocenę wpływu poziomu mocy wejścio-wej na sprawność przetwarzania energii w warunkach zbliŜonych do rzeczywistych -aplikacyjnych. Wyniki pokazują, Ŝe układ osiąga relatywnie duŜą sprawność dla poziomu mocy wejściowej wyŜszego niŜ -7 dBm. Istotny wpływ na sprawność przetwarzania ma równieŜ wartość rezystancji obciąŜenia. Wzrost obciąŜenia powoduje obniŜenie wartości tego parametru.Słowa kluczowe: pozyskiwanie energii z pola elektromagnetycznego (UHF), konwersja energii, sprawność przetwarzania energii, układ pozyskiwania energii