IEEE RFID 2024

Effizientes Energy Harvesting ist entscheidend für den reibungslosen Betrieb von passiven UHF-RFID-Sensoranwendungen, insbesondere in Umgebungen mit eingeschränkter Energieversorgung. Wir präsentieren einen neuartigen Ansatz zur Optimierung der Energiegewinnung von RFID-Transpondern mit Hilfe eines sorgfältig entwickelten Charge-Pump-Systems. Wir übertragen Energie aus der gleichgerichteten Versorgungsspannung des Transponders in einen Speicherkondensator, aus dem wir das EEPROM und die Sensoren versorgen. Durch die Regelung der Ausgangsspannung des Gleichrichters, d. h. des Eingangs der Ladungspumpe, wird die maximale Energie entnommen, ohne den Gleichrichter zu überlasten. Im Vergleich zur konventionellen Regelung der Ausgangsspannung der Ladungspumpe sorgt unser Ansatz für die Aufrechterhaltung einer Mindestversorgung für den Betrieb des Transponder-ICs. Unsere Implementierung mit einer analogen Regelschleife und einem spannungsgesteuerten Oszillator führt zu einer geringeren Welligkeit der Gleichrichterspannung im Vergleich zu einer digitalen Regelschleife. Das gesamte Design wurde in einer kommerziellen 180-nm-CMOS-Technologie implementiert und validiert.