Abstract
This paper introduces an energy harvesting system that generates energy by collecting multi-band RF signals using buck-boost DC-DC converter. In an environment where the resistance of load using the collected electric energy is constantly changing, a buck-boost DC-DC converter is used in which the input resistance of the DC-DC converter does not change even if the load resistance changes. Since the frequency band of the input RF signal varies, the rectifier is designed for each band so that multiple bands can be processed, and a matching circuit is added to each band in front of the rectifier. For a rectifier to collect very small RF signals, a circuit is designed so that a constant voltage is obtained according to a very small input signal by devising a method of continuously accumulating the voltages collected and generated in each band. It is confirmed that the output efficiency can reach up to 20% even for the RF signal having the input of -20 dBm.
본 논문은 Buck-Boost DC-DC 변환기를 이용하여 다중 대역으로 존재하는 RF 신호를 수집하여 에너지를 생성하는 에너지 수집 시스템에 대하여 소개한다. 수집된 전기에너지를 사용하는 부하의 저항이 지속적으로 변하는 환경에서는 부하 저항이 변하여도 DC-DC 변환기의 입력저항이 변하지 않는 Buck-Boost DC-DC 변환기를 사용하였다. 입력으로 들어오는 RF 신호의 주파수 대역이 다양하므로 다중대역을 다 처리 할 수 있도록 정류기를 대역별로 설계하고 정류기 앞에 각 대역별로 매칭 회로를 추가하였다. 크기가 매우 작은 RF 신호를 효과적으로 수집하기 위한 정류기를 위하여 각 대역에서 수집하여 발생시킨 전압을 계속 누적하여 축적하는 방법을 고안하여 매우 작은 크기의 입력 신호에도 일정한 전압이 출력되게끔 회로를 설계하였다. 입력이 -20 dBm의 크기를 가진 RF 신호에도 출력 효율이 20% 정도까지 낼 수 있음을 확인하였다.
