一种采用阻抗压缩网络的高效率差分整流电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种采用阻抗压缩网络的高效率差分整流电路，包括上层微带结构、中间介质基板和底层金属地板，所述上层微带结构印制在中间介质基板的上表面，所述底层金属地板印制在中间介质基板的下表面，所述上层微带结构由阻抗压缩网络部分和差分整流电路部分连接构成。由于输入功率和输出负载变化时差分整流电路的输入阻抗随之变化，导致输入端口阻抗失配，本实用新型专利技术采用阻抗压缩网络将阻抗变化范围缩小，提高阻抗匹配性能，进而提高整流效率，减少能量损耗。

【技术实现步骤摘要】

本技术设及一种微波整流电路，具体设及一种采用阻抗压缩网络的高效率差 分整流电路。
技术介绍
随着半导体技术的进步，电子电路变得越来越复杂，正如摩尔定律所掲示的，忍片 上的元器件数量飞速增加，功耗急剧增加很大。然而，电池容量的研究进度赶不上忍片的能 耗。近年来，为了延长电池寿命，使设备能长时间运转，无线能量传输成为一个热口研究的 方向。在有线能量传输不方便或不能实现时，无线能量传输更能起到关键性的作用。 无线能量传输系统包括发射端和接收端。整个系统的能量传输效率很大程度上取 决于接收端的整流电路的效率，因此，提高整流电路的效率对提高整个无线能量传输系统 的性能具有重要意义。整流电路的实现形式有很多种类，如将二极管与输出负载串联或并 联构成整流电路，桥式整流电路，或者构成倍压整流电路。然而大部分整流电路都优化设计 在特定的输入功率和输出负载下工作，但实际上由于周围环境和无线能量传输系统应用方 式的影响，比如外界电磁波的干扰，无线充电时的距离变化，或者整流电路后端接的稳压器 等电路的变化，整流电路的输入功率和输出负载会发生变化，从而引起整流电路输入阻抗 的变化，导致电路阻抗失配，进而降低整流效率。因此，整流电路在其他输入功率和输出负 载下效率下降非常快。所W，在文献《C.-J.Li and T.-C丄ee,"2.4-GHz Hi曲-efficien巧 adaptive power harvesterIEEE Trans . Very Large Scale Integr. (VLSI )Syst., vol.22，no.2，pp.434-438，Feb.2014.》中介绍了一种自适应的整流电路，能在输出电压超 过某一设定值后切换电路到高功率工作状态，增加工作功率范围。然而该类电路需要特别 设置电路检测和控制切换系统，大幅度增加了系统的复杂度。文献《J. Xu, and D.S.Ricketts,"An efficient,watt-level microwave rectifier using an impedance compression network(ICN)with applications in outphasing energy recovery systemsIEEE Microw.Wireless Compon丄ett.,vol.23,no.10,pp.542-544,0ct.2013.》 引入了阻抗压缩网络，使电路的输入阻抗能在不同输入功率条件下保持几乎不变，提高匹 配性能，因而电路能工作在更宽的输入功率范围下。现如今，差分馈电天线展示出其在整流 天线的应用中高效率的优点，而上述阻抗压缩整流电路具有单输入端口，不能应用在差分 天线中。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的缺点与不足，本技术提供一种采用阻抗压缩网络的 高效率差分整流电路。 本技术首次将差分式的阻抗压缩网络与差分整流电路结合起来。差分式的阻 抗压缩网络能压缩差分整流电路的输入阻抗变化范围，提高整流电路的匹配性能，使整个 电路能在更宽的输入功率范围内保持高整流效率。同时，也能减小输出负载变化对整流效 率的影响。该采用阻抗压缩网络的差分整流电路能与差分馈电天线连接使用。 本技术采用如下技术方案： -种采用阻抗压缩网络的高效率差分整流电路，包括上层微带结构、中间介质基 板和底层金属地板，所述上层微带结构印制在中间介质基板的上表面，所述底层金属地板 印制在中间介质基板的下表面，所述上层微带结构由阻抗压缩网络部分I和差分整流电路 部分II连接构成。[000引所述阻抗压缩网络部分I包括第一路径及第二路径，所述第一路径由依次连接的 第一输入端口 I/P1、第一微带线1和第Ξ微带线3构成，第二路径由依次连接的第二输入端 口 I/P2、第二微带线2和第四微带线4构成，所述第二微带线2末端通过金属化过孔连接底层 金属地板。 所述差分整流电路部分II包括第一整流路径及第二整流路径，所述第一整流路径 与阻抗压缩网络的第一路径连接，所述第二整流路径与阻抗压缩网络的第二路径连接。 所述第一整流路径由第一整流路径的输入端口匹配网络部分、第一整流路径的整 流部分及第一整流路径的直流滤波网络部分构成。 所述第一整流路径的输入端口匹配网络部分由依次连接的第五微带线5、第屯微 带线7、第九微带线9和第一电容11构成，所述第屯微带线7末端通过金属化过孔连接底层金 属地板，所述第五微带线5与第Ξ微带线3连接； 所述第一整流路径的整流部分由依次连接的第十Ξ微带线13、第一二极管15和第 十屯微带线17构成，所述第十屯微带线17通过金属化过孔连接底层金属地板，所述第十Ξ 微带线13与第一电容11连接； 所述第一整流路径的直流滤波网络部分由第十九微带线19、第二十一微带线21、 第二电容23、第二十五微带线25、第二十屯微带线27、第二十九微带线29、第Ξ十一微带线 31和第Ξ十Ξ微带线33构成，其中第二十一微带线21、第二十屯微带线27、第二十九微带线 29和第Ξ十一微带线31分别加载到第十九微带线19上，所述第二十一微带线21及第二十五 微带线25分别连接在第二电容23的两端，所述第Ξ十Ξ微带线33与第十九微带线19连接， 第二十五微带线25末端通过金属化过孔连接底层金属地板。 所述第二整流路径由第二整流路径的输入端口匹配网络部分、第二整流路径的整 流部分及第二整流路径的直流滤波网络部分构成； 所述第二整流路径的输入端口匹配网络部分由依次连接的第六微带线6、第八微 带线8、第十微带线10和第Ξ电容12构成，所述第八微带线8末端通过金属化过孔连接底层 金属地板，所述第六微带线6与第四微带线4连接； 第二整流路径的整流部分由依次连接的第十四微带线14、第二二极管16和第十八 微带线18构成，所述第十八微带线18通过金属化过孔连接底层金属地板，所述第十四微带 线14与第Ξ电容12连接； 所述第二整流路径的直流滤波网络部分由第二十微带线20、第二十二微带线22、 第四电容24、第二十六微带线26、第二十八微带线28、第Ξ十微带线30、第Ξ十二微带线32 和第Ξ十四微带线34构成，其中第二十二微带线22、第二十八微带线28、第Ξ十微带线30和 第Ξ十二微带线32分别加载到第二十微带线20上，第二十六微带线26末端通过金属化过孔 连接底层金属地板，所述第二十二微带线22、第二十六微带线26分别连接在第四电容24的 两端，所述第Ξ十四微带线34与第二十微带线20连接。 还包括负载35,所述负载35的两端分别与第Ξ十Ξ微带线33及第Ξ十四微带线34 连接。 第一二极管15及第二二极管16均由两个二极管串联封装而成，且均采用倍压整流 架构连接，其中第一二极管15的正极连接在第十屯微带线17,中间连接在第十Ξ微带线13， 负极连接在第二十一微带线21;第二二极管16的正极连接在第二十微带线20,中间连接在 第十四微带线14,负极连接在第十八微带线18。 所述第Ξ及第四微带线为50欧姆，用于将差分整流电路达到击穿电压前随输入功 率变化而变化的复输入阻抗转换成实阻抗。本技术的有益效果： (1)本技术采用的阻抗压缩网络能压缩整流电路由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用阻抗压缩网络的高效率差分整流电路，其特征在于，包括上层微带结构、中间介质基板和底层金属地板，所述上层微带结构印制在中间介质基板的上表面，所述底层金属地板印制在中间介质基板的下表面，所述上层微带结构由阻抗压缩网络部分(I)和差分整流电路部分(II)连接构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：章秀银，林权纬，杜志侠，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44