In this paper, we designed the RF-DC converter used in wireless power transmission system and studied how to design the RF-DC converter of high conversion efficiency. The RF-DC converter operate at 2.45GHz and the diode is connected with series. The RF-DC converter uses shorted stub for DC loop and matching. We can divide the RF-DC converter circuit into four blocks. The reflection coefficients between the blocks were optimized for the maximum conversion efficiency at 0 dBm input power and $1300{\Omega}$ load impedance. The final design of the RF-DC converter has a 52 percent conversion efficiency.
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.
DC arc plasmatron is powerful plasma source to apply etching and texturing processing. Even though DC arc plasmatron has many advantages, it is difficult to apply an industry due to the small applied area. To increase an effective processing area, we suggest a DC-RF hybrid plasma system. The DC-RF hybrid plasma system was designed and made. This system consists of a DC arc plasmatron, RF parts, reaction chamber, power feeder, gas control system and vacuum system. To investigate a DC-RF hybrid plasma, we used a Langmuir probe, OES (Optical emission spectroscopy), infrared (IR) light camera. For RF matching, PSIM software was used to simulate a current of an impedance coil. The results of Langmuir probe measurements, we obtain a homogeneous plasma density and electron temperature those are about $1{\times}1010$ #/cm3 and 1~4 eV. The DC-RF hybrid plasma source is applied for plasma etching experimental, and we obtain an etching rate of 10 ${\mu}m$/min. through a 90 mm of reaction chamber diameter.
A RF-DC converter is one of the most important components for a wireless power transmission. It has been developed for many applications such as space solar power system, and Radio Frequency Identification(RFID). In this paper, we designed three types of RF-DC converter and compare the performance of each. All types RF-DC convertoer have a maximum conversion efficiency at input power level of 0 dBm~5 dBm and RF-DC converter of third type was the best performance that has a 21.9% of conversion efficiency.
ZIO 박막은 RF/DC 동시인가 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 기판 가열 없이 상온에서 non-alkali 유리 기판 위에 증착하였다. RF/(DC+RF) 비율은 0%에서 100%까지 25% 비율로 증가시키면서 전체 파워는 80W로 유지하였다. 100%의 RF/(DC+RF) 비율에 의해 증착된 ZIO 박막에서 $1.28{\times}10^{-3}{\Omega}cm$의 가장 낮은 비저항을 나타내었으며, 이것은 캐리어 농도의 증가에 기인되어진다고 생각된다. 한편, 결정성은 50%의 RF/(DC+RF) 비율로 증착된 ZIO 박막에서 가장 우수하였다.
p형 ZnO 에피 박막을 사파이어 기판의 (0001)면 상에 RF-DC magnet co-sputtering 법으로 성장시켰다. 약 120nm두께의 단결정상 박막을 성공적으로 얻어내었다. p형 ZnO를 만들기 위해서 Al 금속 타켓을 이용하여 DC 스퍼터링으로 $400^{\circ}C$와 $600^{\circ}C$에서 ZnO를 rf magnetron sputtering으로 증착하고, 동시에 Al의 doping을 행하였으며, 성장된 박막의 결정성과 광특성에 대하여 고찰하였다.
We have designed and fabricated two different RF-DC Converters called doubler for 5.8GHz Microwave Wireless Power Transmission. The doubler as RF-DC Converter makes the rectified voltage be doubled. We measured and compared voltages of the doublers with those of the previous full-wave rectifying RF-DC Converter. The doublers show rectified double voltages. However, the full-wave rectifying converter has a high efficiency due to the suppression of reflecting harmonics. The other fabricated doublers causes so many harmonics that they can't convert the low-power RF to the full DC. In this paper, we show that the different doublers doesn't double the rectifying voltages compared with those of the full-wave rectifying converter and give a reason about that.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제17권4호
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pp.191-196
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2017
Microwave wireless power transmission (MWPT) is a promising technique for low and medium power applications such as wireless charging for sensor network or for biomedical chips in case with long ranges or in dispersive media such. A key factor of the MWPT technique is its efficiency, which includes the wireless power transmission efficiency and the radio frequency (RF) to direct current (DC) voltage efficiency of RF-DC converter (which transforms RF energy to DC supply voltage). The main problem in designing an RF-DC converter is the nonlinear characteristic of Schottky diodes; this characteristic causes low efficiency, higher harmonics frequency and a change in the input impedance value when the RF input power changes. In this paper, rather than using harmonic termination techniques of class E or class F power amplifiers, which are usually used to improve the efficiency of RF-DC converters, we propose a new method called "optimal input impedance" to enhance the performance of our design. The results of simulations and measurements are presented in this paper along with a discussion of our design concerning its practical applications.
본 논문에서는 50-1000 MHz의 주파수 범위에서 전력과 임피던스의 표준을 이용하여 RF전압을 자동으로 정밀 측정을 하였다. RF-DC차를 결정하기 위하여 동축형 미소열량계와 자동 회로망 분석기가 이용되었으며, 총불확도는 약 1 % 이다. 써미스터 마운트의 실효효율과 열전압 변환기의 RF-DC차를 측정하기 위하여 HP 컴퓨터와 Commodore 컴퓨터, 그리고 IEEE-488 인터페이스 버스를 이용하고, 측정하는 전체과정이 자체 개발한 프로그램에 의해 자동으로 수행되었다.
필라멘트 직류 가열 방식에 의한 DC 플라즈마, Capacitive RF 플라즈마, 그리고 DC+RF 혼성 플라즈마를 발생시켜서, 삼중탐침과 단일탐침으로 측정비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 또한 두 개의 온도분포가 존재할 때 단일 탐침과 삼중탐침을 비교하여 삼중탐침이 energetic electron 포집함을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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