Sistema rectenna para carregamento de uma bateria Li-Ion
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Data
2018-05-07
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Editor
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais / Universidade Federal de São
João del-Rei
Resumo
Nos últimos anos, a tecnologia de rectennas vem recebendo uma atenção crescente de pesquisadores devido à ampliação das possibilidades de sua aplicação no suprimento de energia para as atuais cargas com baixíssimo nível de consumo energético. Dentro desse contexto, este trabalho apresenta uma investigação teórica e experimental acerca da utilização da tecnologia de rectenna com o objetivo de carregar eletricamente um modelo de bateria amplamente utilizado em aparelhos eletrônicos, a bateria de Íons de Lítio (Li-Ion). Inicialmente é realizada uma ampla revisão bibliográfica sobre o tema para subsidiar as investigações conduzidas ao longo deste trabalho. O processo de modelagem da rectenna foi iniciado pela otimização do conjunto retificador mais carga utilizando o software ADS® (Advanced Design Software). Foram manufaturados diferentes protótipos de circuito retificador operando nas frequências de 1,80 e 2,45 GHz e um circuito capaz de operar em ambas as frequências simultaneamente. Um circuito conversor CC-CC booster também foi investigado de forma a possibilitar a operação da rectenna a partir de níveis baixos de potência de entrada. Neste trabalho, foram empregadas antenas tipo retangulares impressas, simuladas no software CST® (Computer Simulation Technology) e conectadas ao retificador. As dimensões das antenas foram otimizadas de forma a se obter valores do parâmetro S11 abaixo de -10 dB e a maior diretividade possível de forma a possibilitar uma maior coleta da energia eletromagnética. Foram também projetadas e manufaturadas duas lentes eletromagnéticas para compor a rectenna, baseadas na tecnologia de metamaterial, de forma a promover uma coleta superior de energia. Por fim, as rectennas foram submetidas a testes operacionais de carregamento da bateria de Íons de Lítio. As rectennas foram conectadas em paralelo no bloco de corrente contínua dos circuitos com objetivo de se obter o máximo fornecimento de corrente para a bateria.
Descrição
Palavras-chave
Otimização matemática, Antenas (Eletrônica), Retificador