B2362 - WIRELESS POWER TRANSFER FOR SUSTAINABLE MOBILITY M

Conoscenze e abilità da conseguire

L'obiettivo del corso è fornire gli strumenti analitici, numerici e le competenze necessarie per il progetto d'interi sistemi di trasmissione di potenza wireless a dispositivi sia statici che in movimento, per diversi valori di potenza e a diverse frequenze di lavoro. Il corso intende anche fornire le soluzioni progettuali idonee a garantire la compatibilità di tali sistemi in ambienti umanizzati. Si studiano le tecniche analitiche e numeriche per l'analisi ed il progetto di sistemi per la trasmissione wireless di potenza in campo vicino, verso dispositivi statici ed in movimento. Si affronta il progetto di diverse architetture, basate sia su accoppimento induttivo che capacitivo, a elementi singoli e multipli. Vengono inoltre analizzati e progettati i principali componenti circuitali per la trasmissione e la ricezione della potenza e le relative funzioni di merito. Vengono studiate le principali non linearità responsabili della conversione dell'energia, da RF a DC e viceversa, e gli strumenti CAD per il progetto dell'intero sistema. Sono previste attività sperimentali di laboratorio in cui verranno progettati e caratterizzati semplici sistemi rappresentativi per la trasmissione di potenza sia statica che dinamica e le loro principali caratteristiche.

Contenuti

Blocchi funzionali dei sistemi senza fili  per il trasferimento di energia ed informazione. Principali non-linearità che stanno alla base del funzionamento dei blocchi funzionali, e strumenti per poterli analizzare e progettare.

Metodi analitici per caratterizzare e sfruttare le principali non linearità i: generazione di nuove frequenze, saturazione, conversione AM-PM, conversione di frequenza e distorsione non-lineare.

Modelli circuitali non-lineari dei dispositivi per la generazione di potenza (lato trasmettitore) e per la conversione RF-dc (lato ricevitore): MESFET e DIODI.

Metodo del bilanciamento armonico ed introduzione ai simulatori commerciali di circuiti non lineari . Cenni sui simulatori elettromagnetici. Definizione delle principali funzioni di rete per la valutazione circuitale di un sistema a RF. In particolare viene considerata l’efficienza di un intero collegamento per Wireless Power Transfer (WPT) e vengono descritti dal punto di vista circuitale e sistemistico i diversi contributi. Analisi e progetto dei sottosistemi per WPT sia radiativi (far-field) che non (near-field).

Tecniche near-field

Accoppiamento induttivo e capacitivo: progetto del link wireless e definizione dell’efficienza.

Modelli elettromagnetici dei coil e dei sistemi capacitivi. e analisi delle prestazioni

Schemi e progetti del trasmettitore e del ricevitore.

Tecniche far-field

Raccolta di energia dall’ambiente e trasmissione di potenza intenzionale

Principali caratteristiche delle antenne da utilizzare

Possibili schemi di sistemi per la ricezione della potenza. Diverse topologie di rectenna (antenna rettificatrice).

La parte finale del corso è dedicata allo studio di:

- alcune applicazioni di sistemi di trasmissione near-field per dispositivi indossabili o impiantabili

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Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Alessandra Costanzo