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A Compact and High-Efficiency Design of 0.915/2.45 GHz Dual-Band Shunt-Diode Rectifier for Wireless Power Transfer
IEEE Microwave and Wireless Components Letters ( IF 2.9 ) Pub Date : 2022-03-24 , DOI: 10.1109/lmwc.2022.3158337 Dang-An Nguyen 1 , Chulhun Seo 1
IEEE Microwave and Wireless Components Letters ( IF 2.9 ) Pub Date : 2022-03-24 , DOI: 10.1109/lmwc.2022.3158337 Dang-An Nguyen 1 , Chulhun Seo 1
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In this letter, a novel structure is proposed for designing dual-band (DB) concurrent operation for the single shunt-diode rectifier configuration, at two highly spaced separate frequency bands, that is, 0.915 and 2.45 GHz for wireless power transfer (WPT). The structure consists of two main parts. The first part uses three transmission lines (TLINs) to match simultaneously optimal impedances from the diode side to the source of 50 Ω50~\Omega . The matching TLIN parameters are investigated in the closed-form design equations. The second one acts as a tuning mechanism using a capacitor connected in shunt with the diode to adjust optimal impedances for validating the first-part TLIN parameters in practice. The HSMS2860-based prototype shows that the highest power conversion efficiency (PCE) is achieved at 82.57% and 71.85% for 0.9 and 2.4 GHz, respectively, with the input power of 14 dBm and the resistance load of 620 Ω620~\Omega . The 50%-over PCE remains within a wide dynamic range of around 14 dB for both frequencies. Compared to the previous state-of-the-art designs, the proposed design exhibits advantages of compactness and high efficiency.
中文翻译:
用于无线功率传输的紧凑高效 0.915/2.45 GHz 双频段并联二极管整流器设计
在这封信中,提出了一种新颖的结构,用于设计单并联二极管整流器配置的双频带(DB)并发操作,在两个高度间隔的独立频带(即用于无线功率传输(WPT)的0.915和2.45 GHz) 。该结构由两个主要部分组成。第一部分使用三个传输线 (TLIN) 同时匹配从二极管侧到 50 Ω50~Ω 源的最佳阻抗。在封闭式设计方程中研究了匹配的 TLIN 参数。第二个充当调谐机制,使用与二极管并联的电容器来调整最佳阻抗,以在实践中验证第一部分 TLIN 参数。基于HSMS2860的原型表明,在输入功率为14 dBm、电阻负载为620 Ω620~Ω时,0.9和2.4 GHz的最高功率转换效率(PCE)分别达到82.57%和71.85%。对于两个频率,超过 50% 的 PCE 仍保持在约 14 dB 的宽动态范围内。与以前的最先进的设计相比,所提出的设计具有紧凑和高效的优点。
更新日期:2022-03-24
中文翻译:
用于无线功率传输的紧凑高效 0.915/2.45 GHz 双频段并联二极管整流器设计
在这封信中,提出了一种新颖的结构,用于设计单并联二极管整流器配置的双频带(DB)并发操作,在两个高度间隔的独立频带(即用于无线功率传输(WPT)的0.915和2.45 GHz) 。该结构由两个主要部分组成。第一部分使用三个传输线 (TLIN) 同时匹配从二极管侧到 50 Ω50~Ω 源的最佳阻抗。在封闭式设计方程中研究了匹配的 TLIN 参数。第二个充当调谐机制,使用与二极管并联的电容器来调整最佳阻抗,以在实践中验证第一部分 TLIN 参数。基于HSMS2860的原型表明,在输入功率为14 dBm、电阻负载为620 Ω620~Ω时,0.9和2.4 GHz的最高功率转换效率(PCE)分别达到82.57%和71.85%。对于两个频率,超过 50% 的 PCE 仍保持在约 14 dB 的宽动态范围内。与以前的最先进的设计相比,所提出的设计具有紧凑和高效的优点。