Transmissão de energia sem fio e colheita de energia eletromagnética: modelagem e construção de rectennas e conversores DC-DC autoalimentados

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dc.contributor.advisorGonçalves, Sandro Trindade Mordente
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9879076086228404
dc.contributor.authorMendes, Rakelane Aparecida
dc.contributor.referee1Sandro Trindade Mordente Gonçalves
dc.date.accessioned2023-08-07T14:54:38Z
dc.date.available2023-08-07T14:54:38Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractEste trabalho apresenta um sistema de reaproveitamento de energia sem fio, chamado Rectenna que é a junção de um circuito retificador e uma antena. Também é apresentado a caracterização do conector SMA 3011, o qual é utilizado nos protótipos desenvolvidos. Os protótipos foram confeccionados no substrato FR4, também é apresentado um método para determinar a tangente de perdas e a permissividade elétrica deste substrato. Escolheu-se um circuito retificador de topologia de série, pois este apresenta melhor desempenho quando a potência de entrada é ultrabaixa. A antena escolhida é ressonante nas bandas de frequência Instrumentation, Scientific and Medical (ISM), Global System for Mobile Communication (GSM), Long Term Evolution (LTE). São apresentadas três diferentes configurações de rectennas: a primeira rectenna é ressonante nas frequências de 2,45 GHz e 1,8 GHz e a tensão fornecida a carga é igual a 240 mV, quando a potência de entrada é igual a -15 dBm; a segunda rectenna é ressonante na frequência de 2,45 GHz, esta não utiliza conectores SMA e a tensão fornecida a carga é igual a 340 mV, quando a potência de entrada é igual a -15 dBm; a terceira rectenna é idêntica a segunda rectenna, porém, utiliza conectores SMA. Levando em consideração que muitos dispositivos necessitam de uma tensão de alimentação maior que a tensão fornecida pela rectenna, esta foi acoplada a um conversor DC-DC comercial. Para automatizar o sistema de reaproveitamento de energia, foi projetado um circuito chamado Under Voltage Lock-out (UVLO).
dc.description.abstractotherThis work presents a system of reusing wireless energy, called Rectenna, which is the junction of a rectifier circuit and an antenna. Also presented is the characterization of the SMA 3011 connector, which is used in the prototypes developed. The prototypes were made on the FR4 substrate, a method to determine the loss tangent and the electrical permittivity of this substrate is also presented. A series topology rectifier circuit has been chosen as it performs better when the input power is ultra low. The antenna chosen is resonant in the frequency bands Instrumentation, Scientific and Medical (ISM), Global System for Mobile Communication (GSM), Long Term Evolution (LTE). Three different rectenna configurations are presented: the first rectenna is resonant at the frequencies of 2,45 Ghz and 1,8 Ghz and the supplied voltage the charge is equal to 240 mV when the input power is equal to -15 dBm; the second rectenna is resonant at the frequency of 2,45 Ghz, this does not use SMA connectors and the supplied voltage is 340 mV, when the input power is equal to -15 dBm; the third rectenna is identical to the second rectenna, but uses SMA connectors. Taking into account that many devices require a higher supply voltage than the voltage supplied by the rectenna, this was coupled to a commercial DC-DC converter. To automate the power reuse system, a circuit called Under Voltage Lock-out (UVLO) was designed.
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br/handle/123456789/367
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São João del-Rei
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG / UFSJ
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.subjectAntenas (Eletrônica)
dc.subjectCircuitos retificadores
dc.subjectCircuitos elétricos
dc.subjectConversores
dc.subjectEnergia - Conservação
dc.subjectSistemas de comunicação sem fio
dc.titleTransmissão de energia sem fio e colheita de energia eletromagnética: modelagem e construção de rectennas e conversores DC-DC autoalimentados
dc.typeThesis
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