一种2.4G微波无线单相交交变换电路制造技术

本发明专利技术公开了一种2.4G微波无线单相交交变换电路，包括接收天线单元、射频开关单元、正电压整流单元、负电压整流单元和交流合成单元；接收天线单元的输出端口和射频开关单元的公共输入端口连接；射频开关单元的第一微波输出端和第二微波输出端分别与正电压整流单元的微波输入端和负电压整流单元的微波输入端一一对应连接；正电压整流单元的直流输出端和负电压整流单元的直流输出端分别与交流合成单元的正电压输入端口和负电压输入端口一一对应连接。本发明专利技术可以完成收集微波能量并转换成为交流电能的需求，在不会降低整体电路效率的情况下，简化了常规方案的电路结构，提成电路稳定性以及可靠性。路稳定性以及可靠性。路稳定性以及可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种2.4G微波无线单相交交变换电路


[0001]本专利技术属于微波无线输电
，具体涉及一种2.4G微波无线单相交交变换电路。

技术介绍

[0002]现如今，用电设备除了直流用电设备外，也还有交流用电设备。另外，现如今的远距离高压输电也都是以交流输电为主，因此生活中的用电器也都是以交流供电为主。除此之外，现今大部分电能传输方式脱离不掉电缆。使用电缆传输电能确实稳定，但是在极端环境下，搭建高压电线路的成本极高，且不可控因素极多。因此，无线输电应运而生。微波输电一般分为谐振式和微波式，前者传输距离很短，后者可以实现远距离传输。然而，在微波无线输电领域，还没有人提出由射频微波转换成低频交流电的转换电路，因此本专利技术提出了一种用于微波无线输电系统的射频微波转低频交流转换电路。
[0003]常规的方案中，在微波无线输电系统生成直流电能之后，再在直流输出后面添加逆变电路，这种方法能够实现，从射频微波到交流电能的转换，但是其转换的过程是RF
‑
DC
‑
AC，过程繁琐，需要采用更多的元器件。
[0004]对于微波无线输电系统而言，发射功率恒定，相对距离位置不变，接收到的能量就是恒定的，如果在其直流输出上直接增加逆变，其效率会变得很低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决微波无线输电输出低频交流电能的问题，提出了一种2.4G微波无线单相交交变换电路。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种2.4G微波无线单相交交变换电路，其特征在于，包括接收天线单元、射频开关单元、正电压整流单元、负电压整流单元和交流合成单元；
[0007]接收天线单元的输出端口和射频开关单元的公共输入端口连接；射频开关单元的第一微波输出端和第二微波输出端分别与正电压整流单元的微波输入端和负电压整流单元的微波输入端一一对应连接；正电压整流单元的直流输出端和负电压整流单元的直流输出端分别与交流合成单元的正电压输入端口和负电压输入端口一一对应连接；交流合成单元的交流输出端口和交流负载连接；
[0008]接收天线单元用于接收2.4G微波无线输电发射端的微波能量，并将接收的微波能量传输至射频开关单元；
[0009]射频开关单元用于通过控制信号将微波能量传输至正电压整流单元或负电压整流单元；
[0010]正电压整流单元和负电压整流单元用于将微波能量整流为正负直流电；
[0011]交流合成单元用于将正电压整流单元和负电压整流单元输出的正负直流电合并生成矩形交流电，并为交流负载供电。
[0012]进一步地，接收天线单元采用圆极化微带天线。
[0013]进一步地，射频开关单元包括型号为HMC8308的固态射频开关芯片U1、电容C1
‑
C3和接地电容C4
‑
C7；
[0014]芯片U1的第1引脚分别与接地电容C4、接地电容C7和参考电位点V
DD
连接；芯片U1的第2引脚分别与接地电容C5和控制信号端V
CTL
连接；芯片U1的第3引脚和电容C1的一端连接；电容C1的另一端和微波无线输电发射端连接；芯片U1的第5引脚分别与接地电容C6和控制信号的使能端EN连接；芯片U1的第9引脚和电容C2的一端连接；电容C2的另一端作为射频开关单元的第一微波输出端口RF1；芯片U1的第10引脚和第11引脚均接地；芯片U1的第12引脚和电容C3的一端连接；电容C3的另一端作为射频开关单元的第二微波输出端口RF2。
[0015]进一步地，正电压整流单元包括电阻R1
‑
R2、接地电阻R3、整流二极管D1和接地电容C8；
[0016]电阻R1的一端和射频开关单元的第一微波输出端口RF1连接；电阻R1的另一端分别与电阻R2的一端和接地电阻R3连接；电阻R2的另一端和整流二极管D1的正极连接；整流二极管D1的负极和接地电容C8连接，其连接点作为正电压整流单元的直流输出端。
[0017]进一步地，负电压整流单元包括电阻R4
‑
R5、接地电阻R6、整流二极管D2和接地电容C9；
[0018]电阻R4的一端和射频开关单元的第二微波输出端口RF2连接；电阻R4的另一端分别与电阻R5的一端和接地电阻R6连接；电阻R5的另一端和整流二极管D2的负极连接；整流二极管D2的正极和接地电容C9连接，其连接点作为负电压整流单元的直流输出端。
[0019]进一步地，交流合成单元包括MOS管Q1
‑
Q2、型号为XH2.54 3P的端口J1和型号为XH2.54 2P的端口J2；
[0020]端口J1的第1引脚分别与MOS管Q1的源极和正电压整流单元的直流输出端连接；端口J1的第3引脚分别与MOS管Q2的源极和负电压整流单元的直流输出端连接；端口J2的第1引脚分别与MOS管Q1的漏极和MOS管Q2的漏极连接，其连接点作为交流合成单元的交流输出端口；端口J1的第2引脚、MOS管Q1的栅极、MOS管Q2的栅极和端口J2的第2引脚均接地。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022](1)本专利技术可以完成收集微波能量并转换成为交流电能的需求，在不会降低整体电路效率的情况下，简化了常规方案的电路结构，提成电路稳定性以及可靠性。
[0023](2)本专利技术的电路采用模块化设计，可以根据不同功率密度而更换不同的模块单元，从而获得最佳的性能，满足更多不同和情况下的需求。
[0024](3)相比于传统的增加逆变环节而言，本专利技术的电路结构更加简单，并且能够最大程度上使用结构天线收集到的微波能量，并且输出交流的频率能够对几赫兹到几十千赫兹的交流电进行调节。
附图说明
[0025]图1为2.4G微波无线单相交交变换电路的结构图；
[0026]图2为接收天线单元俯视图；
[0027]图3为射频开关单元电路图；
[0028]图4为正电压整流单元电路图；
[0029]图5为负电压整流单元电路图；
[0030]图6为交流合成单元电路图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图对本专利技术的实施例作进一步的说明。
[0032]如图1所示，本专利技术提供了一种2.4G微波无线单相交交变换电路，包括接收天线单元、射频开关单元、正电压整流单元、负电压整流单元和交流合成单元；
[0033]接收天线单元的输出端口和射频开关单元的公共输入端口连接；射频开关单元的第一微波输出端和第二微波输出端分别与正电压整流单元的微波输入端和负电压整流单元的微波输入端一一对应连接；正电压整流单元的直流输出端和负电压整流单元的直流输出端分别与交流合成单元的正电压输入端口和负电压输入端口一一对应连接；交流合成单元的交流输出端口和交流负载连接；
[0034]接收天线单元用于接收2.4G微波无线输电发射端的微波能量，并将接收的微波能量传输至射频开关单元；
[0035]接收天线单元理论上可以是任意天线，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种2.4G微波无线单相交交变换电路，其特征在于，包括接收天线单元、射频开关单元、正电压整流单元、负电压整流单元和交流合成单元；所述接收天线单元的输出端口和射频开关单元的公共输入端口连接；所述射频开关单元的第一微波输出端和第二微波输出端分别与正电压整流单元的微波输入端和负电压整流单元的微波输入端一一对应连接；所述正电压整流单元的直流输出端和负电压整流单元的直流输出端分别与交流合成单元的正电压输入端口和负电压输入端口一一对应连接；所述交流合成单元的交流输出端口和交流负载连接；所述接收天线单元用于接收2.4G微波无线输电发射端的微波能量，并将接收的微波能量传输至射频开关单元；所述射频开关单元用于通过控制信号将微波能量传输至正电压整流单元或负电压整流单元；所述正电压整流单元和负电压整流单元用于将微波能量整流为正负直流电；所述交流合成单元用于将正电压整流单元和负电压整流单元输出的正负直流电合并生成矩形交流电，并为交流负载供电。2.根据权利要求1所述的2.4G微波无线单相交交变换电路，其特征在于，所述接收天线单元采用圆极化微带天线。3.根据权利要求1所述的2.4G微波无线单相交交变换电路，其特征在于，所述射频开关单元包括型号为HMC8308的固态射频开关芯片U1、电容C1
‑
C3和接地电容C4
‑
C7；所述芯片U1的第1引脚分别与接地电容C4、接地电容C7和参考电位点V
DD
连接；所述芯片U1的第2引脚分别与接地电容C5和控制信号端V
CTL
连接；所述芯片U1的第3引脚和电容C1的一端连接；所述电容C1的另一端和微波无线输电发射端连接；所述芯片U1的第5引脚分别与接地电容C6和控制信号的使能端EN连接；所述芯片U1的第9引脚和电容C2的一端连接；所述电容C2的另一端作为射频开关单元的第一微波输出端口R...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓宁，周伟，张紫东，方馨，申世军，宫大为，李德杰，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：