背景

很小且在工作时需要较低功率电平的传感器和发射机通常被用于在不介 入其工作环境的情况下采集信息。例如，由电池供电的感测和传送设备可通过 外科手术植入到活组织内以感测和传送所植入身体的特性。

在此类传感器内使用的电池的寿命常常需要附加外科过程来周期地更换 电池。类似地，在传感器和传送设备被置于受控或危险环境内时，周期性地更 换电池常常是耗时且昂贵的任务。

可从射频(“RF”)波收获能量以用在远程传感器和传送设备中。这种 功能的一个示例是从RF波得到功率(例如，从操作成读取RFID标签的传送 设备)并使用该功率来传送标识信号的的RF标识(“RFID”)标签。这种技 术的一个缺点是RFID标签通常仅在较短的距离上工作。

整流天线(rectenna)是包括整流器的天线；该整流天线接收RF波，对 这些波进行整流并产生直流(“DC”)电。由整流天线产生的DC电取决于天 线设计、RF波频率、RF波偏振和整流天线处入射的RF波功率电平。通常， 从整流天线输出的DC电在被馈送到被供电设备(例如，传感器、微处理器、 发射机等)之前通过调节电子装置来调节。在RF波的特性变化的情况中，从 整流天线输出的DC电也变化；由于调节电子装置试图为被供电设备保持恒定 功率输出而对整流天线造成负担，这会影响功率转换效率。

概述

在一个实施例中，射频(RF)接收设备具有带一个或多个天线振子的第 一周期性或非周期性天线阵列。导电体提供这些天线振子的连通性以使得第一 周期性或非周期性天线阵列对射频能量的选择性接收是根据天线振子的每一 个的大小和布局、连通性以及与一个或多个整流器的耦合来确定的。

在另一实施例中，可重新配置的射频(RF)接收设备具有多个天线振子， 这些天线振子的每一个具有至少一个整流器，其中选自多个天线振子的第一组 天线振子具有第一大小，并且其中选自多个天线振子的第二组天线振子具有第 二大小。导电体提供与多个天线振子和整流器的每一个的连通性，以使得多个 天线振子对RF能量的选择性接收是根据多个天线振子的大小、形状、布局和 衬底特性、连通性以及一个或多个整流器与多个天线振子的耦合来确定的。

在又一实施例中，用于选择性射频(RF)接收的系统具有带多个第一天 线振子的周期性或非周期性天线阵列。导电体提供与第一和第二组天线振子的 每一个的连通性以使得非周期性天线阵列对RF能量的选择性偏振接收是根据 天线振子的定向和馈送点、连通性以及一个或多个整流器与每个天线振子的耦 合来确定的。

在再一实施例中，一种采集和调节来自至少一个源的可变DC电功率的系 统。该系统包括：调节电子器件，它用于将可变DC电功率转换成可存储的 DC电，该调节电子器件呈现对至少一个源的期望阻抗；以及存储设备，它用 于存储可存储的DC电。

在另一个实施例中，一种从射频(RF)/微波/毫米波功率收获能量的系统。 该系统包括具有至少一个天线和至少一个整流器的接收设备，该接收设备将 RF/微波/毫米波功率转换成直流(DC)电。该系统还具有功率管理单元，该单 元(a)基于DC电配置接收设备，(b)向接收设备呈现期望负载；以及(c)存储 该DC电。

在又一个实施例中，一种将射频(RF)能量转换成可用直流(DC)电 的方法，包括以下步骤：使用至少一个整流天线接收RF能量；用期望阻抗 加载至少一个整流天线；将接收到的功率转移到存储设备；以及调节所存 储的功率以提供DC电。

在再一个实施例中，一种将可变低功率DC电转换成可用直流(DC) 电的方法，包括以下步骤：感测可变低功率DC电的特性；基于所感测的 特性选择DC到DC转换器模块和工作特性以将可变低功率DC电转换成适 于存储的电；将经转换的电存储到合适的存储设备中；以及调节所存储的 电以产生可用DC电。

在另一个实施例中，一种具有存储在计算机可读介质上的指令的软件 产品，其中这些指令在由计算机执行时执行用于设计从RF波收获能量的系 统的步骤，包括以下步骤：与整流天线设计软件交互以针对整体组合整流 天线和功率管理效率选择期望的整流天线配置；求解适当的转换器拓扑； 在指定入射功率特性上基于所选择的整流天线配置和输出特性来针对最大 效率选择转换器组件和工作条件；以及在给定系统特性上针对最大整体系 统效率选择适当的控制方法和配置。

在又一个实施例中，一种设计整流天线的方法，包括以下步骤：基于 可用面积、入射辐射电平和工作频率范围选择整流天线的振子大小；基于 RF工作环境选择振子偏振；基于传播介质和频率范围选择整流天线材料； 基于所需输出功率电平、可用功率存储、工作负载周期和可用空间选择整 流天线阵列的形状和大小；基于入射功率电平和所选择的振子大小选择连 接至每个整流器的多个振子；以及选择适于预期使用的天线罩。

在再一个实施例中，一种具有存储在计算机可读介质上的指令的软件 产品，其中这些指令在由计算机执行时执行用于设计整流天线的步骤，包 括用于以下操作的指令：交互地使用功率管理设计软件来针对整体组合整 流天线和功率管理效率选择最佳整流天线配置；基于应用使整流器电路最 优化；基于经最优化的整流器电路来求解整流器电路拓扑；基于经最优化 的整流器电路、偏振、入射辐射功率电平和频率使用全波电磁模拟来求解 天线拓扑；使用全波电磁和高频电路模拟的组合来在RF频率下求解DC网 络；选择适当的组合天线和整流器拓扑；选择适当的DC网络拓扑和工作 特性；选择适当的阵列配置；以及基于对RF兼容性包的模拟来选择用于与 功率管理器集成的适当程序包。

在另一个实施例中，一种具有存储在计算机可读介质上的指令的软件 产品，其中这些指令在由计算机执行时执行用于设计从功率源收获能量的 系统的步骤，包括用于以下操作的指令：与功率源设计软件交互以针对整 体组合功率源和功率管理效率选择一个或多个期望的功率源；求解适当的 转换器拓扑；在指定入射功率特性上基于所选择的功率源配置和输出特性 来针对最大效率选择转换器组件和工作条件；以及在给定系统特性上针对 最大整体系统效率选择适当的控制方法和设置。

在又一个实施例中，一种具有存储在计算机可读介质上的指令的软件 产品，其中这些指令在由计算机执行时执行用于设计功率源的步骤，包括 用于以下操作的指令：与功率管理设计软件交互以针对整体组合功率源和 功率管理效率选择最佳功率源配置；基于应用使功率源电路最优化；选择 适当的DC网络拓扑和工作特性；以及基于对功率源兼容性包的模拟来选 择用于与功率管理器集成的适当程序包。

在再一个实施例中，一种采集和调节来自至少一个源的可变DC电功 率的系统。调节电子器件将该可变DC电功率转换成可存储DC电并向该至 少一个源呈现正向电阻负载。存储设备存储可存储DC电。正向电阻负载 在一定范围的输入功率电平上对应于源的最佳负载电阻。

在另一个实施例中，一种采集和调节来自至少一个源的可变DC电功 率的集成转换器。调节电子器件将该可变DC电功率转换成可存储DC电并 向该至少一个源呈现正向电阻负载。控制器控制调节电子器件的拓扑和开 关频率。存储设备存储可存储DC电。控制器自适应地调整开关频率和拓 扑的一个或多个来从整流天线提取功率，同时存储所收获的能量。

附图简述

图1示出了包括功率源以及受控阻抗、电压或电流功率控制器的功率收获 系统的一个实施例。

图2示出了一个示例性的周期性和均匀的整流天线阵列。

图3示出了一个示例性的非周期性和不均匀的整流天线阵列。

图4示出了包括多个DC到DC转换器的示例性能量耦合。

图5是示出了用于将可变功率的DC电转换成可用DC电的一个示例性过 程的流程图。

图6是示出了用于设计从功率源收获能量的系统的一个过程的流程图。

图7是示出了用于设计整流天线的一个过程的流程图。

图8是示出了用于设计整流天线的另一个示例性过程的流程。

图9是示出了用于设计从功率源收获能量的系统的一个示例性过程的流 程图。

图10示出了一个示例性整流天线和传感器系统实施例的一个示例性框 图。

图11示出了整流天线的示例性模型和布局。

图12示出了例示图11的整流天线的作为输出电阻的函数的模拟和测量输 出功率的示例性曲线图，以及例示图11的整流天线的作为输出电阻的函数的 模拟和测量输出电压的示例性曲线图。

图13示出了例示用于获得正负15V功率的一个示例性DC功率处理电路 的框图。

图14示出了例示图13的电路的测量DC输出功率对整流天线阵列处入射 的辐射的偏振角的一个示例性曲线图，以及例示图13的电路的DC输出功率 和效率对由整流天线阵列接收到的功率的一个示例性曲线图。

图15示出了可变频率临界导电模式(CRM)的升压转换器的一个示例性 电路。

图16示出了固定频率非连续导电模式(DCM)的降压-升压转换器的一个 示例性电路。

图17示出了例示图15的转换器电路的操作的两个示例性波形。

图18示出了用于为图15的电路生成门驱动信号的一个示例性电路。

图19示出了定义图15的电路的操作的两个示例性等式。

图20示出了一个实施例的一个示例性的两级自适应开关电容拓扑。

附图详细描述

图1示出了包括功率源102和受控阻抗、电压或电流功率控制器104的功 率收获系统100的一个实施例。功率收获系统100被例示性地示为向被供电设 备106供电。被供电设备106是例如传感器和/收发机设备。功率源102可表示 以下的一个或多个：整流天线、光伏电池、压电设备或其它功率采集设备。

功率控制器104被例示性地示为具有能量存储108、能量耦合110和能量 管理112。能量存储108是例如电池或电容；它可如图所示地内置于功率控制 器104，或者外置于功率控制器104而不背离其范围。

能量管理112指示能量耦合110将接收自功率源102的能量转换成适于由 能量存储108存储的形式。相应地，能量耦合110可包括DC到DC电压转换 器116，该转换器改变接收自功率源102的DC电压以使得其适于存储在能量 存储108中。DC到DC电压转换器116可表示增压转换器或减压转换器。或 者，DC到DC电压转换器116可包括多个不同类型的DC到DC电压转换器， 该转换器可选择性地选择成将接收自功率源102的DC电转换成适于由能量存 储102存储的形式。

能量耦合110还被示为具有任选DC组合电路114，该电路用来组合来自 功率源102的DC输入，其中多个功率源102向受控阻抗功率控制器104提供 功率。DC组合电路114可包括由能量管理112选择用以配置多个功率源102 的连通性的一个或多个开关。例如，在功率源102是具有多个天线振子(例如， 天线振子202)的整流天线阵列(例如，图2的整流天线阵列200)的情况中， 取决于从非周期性整流天线接收到的功率的感测特性，能量管理112可控制 DC耦合电路114串联和/或并联地配置天线阵列以进行最佳操作。具体地，随 着入射RF波的功率电平、频率和偏振的改变，能量管理112可重新配置整流 阵列的连通性以改进能量收获效率。

能量管理112还可经由指示被供电设备106的功率需求的信号118从被供 电设备106处接收信息。此信息可由能量管理112用来最优地配置能量耦合 110。

在以下示例中，功率源102由一个或多个整流天线来表示。然而，其它功 率源也可用来替代所示整流天线。

图2示出了一个示例性的周期性和均匀的整流天线阵列200，例示了接地 衬底204上的九个方形贴片天线振子202。每个天线振子202均具有整流器206， 由此形成整流天线208。出于例示清晰的目的，周期性整流天线阵列200的互 连性未被示出。每个天线振子的大小和布局、每个整流器与其的连通性、以及 衬底特性决定了由整流天线阵列200接收的无线电频率的频率范围和偏振。

阵列200可用替换天线设计来形成而不背离其范围。此外，附加整流器也 可并联或串联地连接到整流器206而不背离其范围。

图3示出了一个示例性的非周期性和不均匀的整流天线阵列300，其具有 形成于衬底304上的五个第一大小的贴片天线振子302，每个天线振子302具 有用于形成整流天线312的整流器306。非周期整流天线阵列300还具有形成 于衬底304上的第二大小的贴片天线振子308；天线振子308具有整流器310， 由此形成整流天线314。整流天线312被设计成接收第一频率范围的无线电频 率波，而天线314被设计成接收第二频率范围的无线电频率波。因此，非周期 性和不均匀整流天线阵列300可接收第一频率范围和第二频率范围内的无线电 频率波。

附加或不同的整流天线可被包括在阵列300内。每个天线振子的大小、布 局和类型以及每个整流器与其的连通性确定由非周期性不均匀的整流天线阵 列300接收的无线电频率波的频率范围和偏振。

尽管未在图2和3中示出，但是周期性整流天线阵列200内的整流天线 208的连通性和非周期性整流天线阵列300内的整流天线312和314的连通性 可基于在每个整流天线阵列处入射的无线电频率波和整流天线阵列的期望功 率输出。例如，整流天线208可串联或并联地连接。

基于频率范围和接收到的功率电平选择合适整流器拓扑和整流器件对于 这些整流天线阵列的高效工作也是很重要的。

多个周期性或非周期性、均匀或不均匀的天线阵列可用于收获RF能量。 例如，来自各自具有不同大小的天线振子(即，各自接收不同频率范围和/或偏 振的RF波)的两个周期性整流天线阵列的输出可通过图1中的受控阻抗(或 DC输入参数)功率控制器104来组合以进行调节。

整流天线阵列(例如，图2的周期性整流天线阵列200)也可在工作期间 被重新配置。例如，如果能量管理112确定整流天线阵列200的输出较低，则 能量管理112指示能量耦合110更改整流天线阵列200(例如，使用DC组合 电路114)的连通性以增大输出电压。DC组合电路114例如包含允许动态配 置到功率源102的连通性的开关组件(例如，MOSFET、BJT、IGBT、继电 器等)。

如果能量管理112确定整流天线阵列的输出功率较高，则能量管理112 可指示能量耦合110将整流天线阵列200的天线振子重新配置成并联和/或 串联连通性组合，由此减小变化的输出电压和电流。

一个或多个整流天线阵列的连通性例如基于一个或多个天线振子的输 出电压、开路电压、短路电流、输出电流和输出功率中的一个或多个。产 生类似电流的多组天线振子可串行连接，而产生类似电压的多组天线振子 可并联连接。功率控制器104的工作参数也可基于一个或多个天线振子和/ 或其它功率源的输出功率源、开路电压、短路电流、输出电流和输出功率 中的一个或多个。

受控阻抗功率控制器104可包括配置成监视输入功率的特性的一个或 多个感测电路。

整流天线阵列可被设计成使来自两个或多个天线振子的RF功率在整 流之前被组合。

以下所示的图15、16和18示出了用于向一个或多个功率源(例如， 图1中的功率源102、图2中的周期性整流天线阵列200、和图3中的非周 期性整流天线阵列300)呈现期望阻抗的示例性电路。现有技术的DC到 DC转换器典型地实现反向电阻性加载：随着输入功率降低，呈现给输入功 率源的电阻被减小，由此进一步加载输入源。另一方面，即使输入功率电 平改变，受控阻抗功率控制器104也将呈现给输入源的电阻维持在基本上 恒定的水平。受控阻抗也可基于功率源的感测到的条件而变化以仿真期望 阻抗、输入电压和输入电流从而例如通过仿真呈现给源的电阻随输入功率 降低而增大的正向电阻负载来改进能量收获效率。

对功率控制器104的电路的选择取决于期望的应用。在需要高效率的 能量收获的情况中，可包括附加电路来感测输入功率的特征，但是如果功 率源提供强大功率，则高效率可能并非必须，从而允许使用简化电路。

可选功率源可与RF功率源102组合使用。例如，RF波整流天线阵列、 机械发电机和光伏电池可用作对组合114电路和功率控制器104的输入。 然后，功率控制器104可取决于所感测到的输入特性和/或期望输出需要动 态地配置这些输入以改进能量收获效率。具体地，能量源可如此组合以提 供彼此的偏置，由此增大整体能量收获效率。可任选地，被供电的设备106 可向能量管理112提供反馈以指示其功率需要。能量管理112可在随后按 需配置功率输入连通性以提供必需的功率。

功率控制器104也可将能量从能量存储108转移到一个或多个功率源 102输出以便于提升整体能量收获效率。例如，能量可被转移到经改进偏置 的整流天线的DC输出，从而获得经改进的能量收获效率。

在输入功率条件变化的情况中，DC到DC转换器116可选自多个转换 器以匹配输入功率特性。图4示出了包括多个DC到DC转换器404和任选 的DC组合电路406的一个示例性能量耦合402。DC组合电路406可表示 图1中的DC组合电路114。能量耦合402可表示图1的能量耦合110。例 如，DC到DC转换器404的每一个可表示以下之一：四开关降压-升压转 换器、两开关降压-升压转换器、以临界电导模式工作的升压转换器、控制 成根据相应的输入电压或电流调节输入电流或电压的降压转换器、以及开 关电容器转换器。DC到DC转换器404可基于输入功率特性和用于能量存 储108的存储设备的类型来选择。随着输入功率特性改变，能量管理112 可按需选择替换的DC到DC转换器。

在输入功率条件变化的情况中，能量管理112可改变DC到DC转换 器116的工作特性以使该转换器的仿真输入阻抗与功率源102的期望负载 相匹配。例如，基于感测到的功率源102的开路电压、功率源102的短路 电流、功率源102的工作电压和电流、和功率源102的输出功率中的一个 或多个，DC到DC转换器116的特性可被调节成仿真适当的电阻。

图5是示出了根据一实施例的用于将可变功率DC电转换成可用DC 电的一个过程500的流程图。过程500例如由图1的控制器104来执行。 在步骤502，过程500感测可变的小功率DC电的特性，并在随后在步骤 504基于感测到的特性选择DC到DC转换器模块和工作特性以将可变功率 DC电转换成适于存储的电。在步骤506，适于存储的电可被存储。例如， 电可被存储在图1的能量存储108中。所存储的能量随后被调节成可用电。 例如，来自能量存储108的能量被调节并作为DC电提供给被供电设备106。

图6是示出了用于设计从功率源收获能量的系统的一个过程600的流 程图。在步骤602，过程600与功率源设计软件交互以选择功率源配置。在 步骤604，过程600求解适当的转换器拓扑。在步骤606，过程600选择转 换器组件和工作条件。在步骤608，过程600选择适当的控制方法和设置。

图7是示出了用于设计整流天线的一个过程700的流程图。在步骤702， 过程700基于可用面积、入射辐射功率电平和工作频率范围来选择整流天 线的振子大小。在步骤704，过程700可基于工作的RF环境选择振子偏振。 在步骤706，过程700可基于传播介质和频率范围选择整流天线材料。在步 骤708，过程700可基于所需的输出功率电平、可用功率存储、工作负载循 环和可用空间来选择整流天线阵列的形状和大小。在步骤710，过程700 选择适于预期使用的天线罩。

图8是示出了用于设计整流天线的另一个示例性过程800。在步骤802， 过程800使用功率管理设计软件来针对整体组合整流天线和功率管理效率 交互地选择最佳整流天线配置。在步骤804，过程800使基于应用选择的整 流天线电路最优化。在步骤806，过程800基于最优化整流器电路求解整流 器电路拓扑。在步骤808，过程800基于最优化整流器电路、偏振、入射辐 射功率电平和频率使用全波电磁模拟来求解天线拓扑。在步骤810，过程 800使用全波电磁和高频电路模拟的组合来求解RF频率下的DC网络。在 步骤812，过程800选择组合的天线和整流器拓扑。在步骤814，过程800 选择适当的整流天线阵列配置。在步骤816，过程800可基于对RF兼容性 包的模拟来选择与功率管理器集成的适当程序包。

图9是示出了用于设计从功率源收获能量的系统的一个过程900的流 程图。在步骤902，过程900与功率源设计软件交互以针对整体组合功率源 和功率管理效率选择一个或多个期望功率源。在步骤904，过程900求解适 当的转换器拓扑。在步骤906，过程900在指定入射功率特性上基于所选择 的功率源配置和输出特性来针对最大效率选择转换器组件和工作条件。在 步骤908，过程900在给定系统特性上针对最大整体系统效率选择适当的控 制方法和设置。

图10示出了一个示例性整流天线和传感器系统1000的框图。具体地， 系统1000具有整流天线阵列1002、DC功率处理1004、传感器查询电子器 件1006、信息处理1008和压电传感器阵列1010。在一个示例中，系统1000 用于根据航空器内的疲劳(fatigue)感测结构故障。整流天线阵列1002被 形成于可遵从适度的航空器曲线的柔性衬底上。

图11示出了ADS整流天线1101的示例性模型1100和布局1150。模 型1100被示为具有天线1102、二极管1104、电感器1106、电容器1108 和电阻器1110。如布局1150中所示，表示电容器1108的商用集总元件电 容器1158和表示电感器1106的0.24mm的小直径电线1156为整流天线 1101的输出滤波器提供了必需的阻抗。跨可变电阻测量整流天线1101的输 出电压，并且DC功率被计算为V2/R。

图12示出了例示整流天线1101的作为输出电阻的函数的模拟和测量 输出功率的示例性曲线图1200，以及例示整流天线1101的作为输出电阻的 函数的模拟和测量输出电压的示例性曲线图1250。

图13示出了例示用于获得正负15V功率的一个示例性DC功率处理电 路1300的框图。电路1300例如由图11中未示出的整流天线1101的阵列 来供电。

图14示出了例示电路1300的测量DC输出功率对入射辐射相对整流 天线阵列的偏振角的一个示例性曲线图1400，以及例示电路1300的DC输 出功率和效率对由整流天线阵列接收到的功率的一个示例性曲线图1450。

图15示出了可变频率临界电导模式(CRM)的升压转换器的一个示例 性电路1500。图16示出了固定频率、非连续电导模式(DCM)的降压-升 压转换器的一个示例性电路1600。注意：在电路1500和1600两者中，由 于浮置输入功率源，因此双开关实现是可能的。转换器电路1500、1600可 以较高的输入功率电平连续工作，或者以较低功率电平在脉冲模式中工作， 如图17的波形1700和1750中所示。

具体地，图17的波形1700示出了图15的电路1500稳态工作下的电 感器电流。在电路1500的第一转变中，在ton期间晶体管Q1导通而Q2截止， 并且由此电感器电流在此时间段内从零斜上升至ipk。在此转变之后，Q1截 止而Q2导通以向负载转移能量。此第二转变持续直至电感器电流跌至零。 当这种情况发生时，重复第一转变。电路1500的转换器以低频周期Tlf的 特定工作负载循环k在此模式中运行。在kTlf处，转换器关闭，并在Tlf处 重新启动。通过调节k或ton，由源看到的仿真输入电阻改变。改变仿真输 入电阻以匹配最佳整流天线负载使能量收获最大化。

在电路1500中，输入电压源被示为Vg，而输出能量被存储在诸如电 容器或微型电池的能量存储元件中。电压Vzcrs是被比较器用于寻找电感器 电流的零交叉的感测点。可任选地，开路电压Voc或短路电流Isc可被附加 控制电路用来寻找工作输入功率电平和设置k。当转换器工作在临界电导模 式中时，门驱动信号gaten和gatep本质上是相同的信号。然而，两者都在 kTlf之后驱动其各自的MOSFET变成截止；因此，gaten是低电压信号，而 gatep是高电压信号。C1和C2是输入和输出滤波器电容。二极管Q2可用于 预充电能量存储元件，由此允许从零能量启动。给定电感器电流的零交叉 点和参数ton、Tlf和k，这种升压转换器的控制电路生成门驱动信号。这例 如是用图18中所示的示例性电流1800实现的。

来自功率级的电压Vzcrs是到负输入端接地的比较器的正输入端。Vzcrs 在大多数时候是负电压。比较器对过零点的检测使得从单触发电路触发宽 度为ton的脉冲。该脉冲通过两个或门，并在随后作为gaten和gatep进入电 路1500。进入gatep或门的第二输入是来自低频振荡器的在kTlf之后为逻辑 高的信号。这确保Q1和Q2在该点之后截止。在Tlf期间工作的低频振荡器 也提供相同信号以便在转换器并非在经减小的控制功率损耗的情况下工作 时关断比较器和单触发电路，以及在其后重新对它们通电。

如可从图19中的等式1950了解的，如果升压转换器连续工作，则由 于k＝1，因此模拟电阻R模拟仅取决于ton。由于使用仅零交叉检测比较器和 单触发，因此这简化了控制电路。然而，这些电路即使在低输入功率下也 是连续的。低频负载循环控制方法的实现允许取决于输入功率电平而不时 关断电路的一部分。注意：控制中的峰值功率跟踪组件在转换器未工作时 对输入源的开路电压Voc进行采样。这些组件也可对短路电流Isc进行采样。 这些值可用于调节k或ton并由此将R模拟改变成最佳阻抗负载。如果期望在 较低功率电平下工作，则可实现这些附加控制块。

用于极低功率电平的现有技术功率转换器由于对衬底的寄生漏电流和 寄生电容而具有较低的效率。这些限制可通过为使用RF过程的高效能量收 获而形成一组集成转换器来消除。此工艺是基于具有用于电感器的厚金属 上层和高电阻性衬底的全耗尽型绝缘体上硅(FD-SOI)。这种功率处理工 艺中的主要优点是最多达比传统CMOS硅工艺低1000倍的经减小寄生电 容。这种低寄生效应便于高效工作，即使在极低的功率电平以及高达上百 kHz的频率的情况中(允许较小的组件大小)也是如此。集成功率转换器 IC可用单级或两级开关电容(SC)电路来构造，该电路因寄生电容很小而 在极低的功率电平上具有高效率。

图20示出了一个示例性两级SC拓扑2000。可对开关(S1-S11)的每 一个设置片上缓冲器，并且外部控制逻辑(例如，控制器2002)可用于确 定开关配置。拓扑2000从比值为三分之一到三的输入电压(V输入)与输出 电压(V输出)生成八个不同的功率转换比。外部控制芯片自适应地调节开 关频率和拓扑以连续地从附连的整流天线提取最大功率，同时将收获的能 量存储到输出电容(C存储)。随着输出电容器电压的确立，转换器对拓扑 进行排列以维持整流天线的最佳加载和高效率。

可对以上方法和系统作出改变而不背离其范围。因此，应当注意，以 上说明书中包含或在附图中示出的主题应当被解释为示例性而非限制性。 所附权利要求旨在涵盖本文所述的所有一般及特别特征，以及对作为描述 的主题可被认为落在其间的本方法和系统的范围的所有声明。

相关申请

本申请要求2005年10月21日提交的美国临时专利申请S/N.60/729,378 以及2006年1月17日提交的美国临时专利申请S/N.60/760,040的优先权，这 两个申请皆通过引用结合于此。