一种具有宽动态输入功率范围的双级整流电路制造技术

本发明专利技术公开了一种具有宽动态输入功率范围的双级整流电路，属于整流电路技术领域，包括自上而下设置的顶层微带结构、中间介质基板、底层金属地板，顶层微带结构设置在中间介质基板的上端，底层金属地板设置在中间介质基板的下端，所述顶层微带结构包括低功率整流网络、高功率整流网络，所述低功率整流网络、高功率整流网络级联连接。本发明专利技术通过对两级适用不同输入功率的整流网络级联设计，当输入功率较低时，第二级高功率整流网络未开启，只有第一级低功率整流网络工作；当输入功率较高时，两级整流网络同时开启，可以实现在很宽的输入功率范围内保持较高的整流效率，能够为多级整流电路提供设计思路。电路提供设计思路。电路提供设计思路。

【技术实现步骤摘要】
一种具有宽动态输入功率范围的双级整流电路


[0001]本专利技术涉及整流电路
，具体涉及一种具有宽动态输入功率范围的双级整流电路。

技术介绍

[0002]随着无线通信技术的不断发展，越来越多的电子设备对供能的需求逐渐增加，无线能量传输技术可以为电子设备实现持续有效的供能提供解决方案。整流电路作为微波无线能量传输中最重要的电路，负责将接收到的能量转换成直流能量供给目标负载使用，其效率很大程度上决定了整个微波输能系统的性能。由于整流电路中的二极管器件具有非线性特性，其阻抗特性与输入功率相关，这使得一般的整流电路只能在较窄的输入功率范围内保持较高的整流效率。而实际应用中，接收功率可能会随着收发设备之间的距离、位置的变化而产生波动，因此设计具有宽功率范围的整流电路具有重要的意义。
[0003]为了提高整流电路的动态输入范围，研究人员提出了多种解决方法，一些研究人员提出利用阻抗压缩网络抑制由二极管非线性特性引起的输入阻抗变化，当输入功率或负载阻抗发生变化时，整流电路的输入阻抗变化较为缓慢，系统可以维持较好的阻抗匹配，由此提高整流电路高效率工作对应的输入功率范围；另一些研究人员提出一种自动阻抗变换技术，通过利用四分之一波长T型结功分器，将输入功率分配到两路不同的整流支路上，两条整流支路分别匹配到高低不同输入功率范围，利用这种结构，两条整流支路的输入阻抗可以自动变换，整流电路可以实现在宽输入功率范围内良好的阻抗匹配；还有一些研究人员提出了一种类似的功率分配方法，同样通过对输入功率进行分配，利用两路整流电路实现了宽动态范围。但上述现有设计存在电路效率较低或者尺寸较大的问题。为此，提出一种具有宽动态输入功率范围的双级整流电路。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于：如何解决现有技术中整流电路效率低、尺寸大的问题，提供了一种具有宽动态输入功率范围的双级整流电路，通过两级整流电路级联构成，分别适用于低输入功率和高输入功率，由于两个整流二极管的开启特性不一样，当输入功率发生变化时，两个整流二极管在不同输入功率下开启，整流电路利用单个整流二极管或两个整流二极管级联进行整流，可以在宽动态范围内实现高效率整流，且尺寸小、易于集成。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本专利技术包括自上而下设置的顶层微带结构、中间介质基板、底层金属地板，顶层微带结构设置在中间介质基板的上端，底层金属地板设置在中间介质基板的下端，所述顶层微带结构包括低功率整流网络、高功率整流网络，所述低功率整流网络、高功率整流网络级联连接。
[0006]更进一步地，所述低功率整流网络位于双级整流电路的第一级，包括输入端口、第一阻抗匹配网络、第一直流滤波网络、第一负载组件；所述输入端口、所述第一阻抗匹配网
络、所述第一直流滤波网络依次连接，所述第一阻抗匹配网络与所述高功率整流网络连接，所述第一负载组件与所述第一直流滤波网络连接。
[0007]更进一步地，所述输入端口为第一微带线，所述第一微带线通过第一前置电容与所述第一阻抗匹配网络连接，所述第一阻抗匹配网络包括第二微带线、第三微带线、第四微带线、低功率整流二极管，所述第二微带线一端与所述第一前置电容连接，另一端与所述第三微带线连接，所述第三微带线通过所述低功率整流二极管与所述第四微带线连接，所述第四微带线为短路微带线，其末端通过金属化过孔连接底层金属底板，所述第二微带线与所述第三微带线垂直连接。
[0008]更进一步地，所述第一阻抗匹配网络与第一直流滤波网络、高功率整流网络之间设置有T型匹配网络，所述第一阻抗匹配网络通过所述T型匹配网络与第一直流滤波网络、高功率整流网络分别连接；所述T型匹配网络包括第五微带线、第六微带线、第七微带线，所述第五微带线通过所述第七微带线与所述第一直流滤波网络连接，所述第五微带线通过所述第六微带线与所述高功率整流网络连接，所述第五微带线与所述第二微带线、所述第三微带线的公共端连接。
[0009]更进一步地，所述第一直流滤波网络包括第八微带线、第九微带线，所述第八微带线与所述第七微带线垂直连接，所述第九微带线与所述第八微带线、第七微带线的公共端连接；第八微带线、第九微带线的长度分别为工作频率的基波、二次谐波的四分之一波长，所述第八微带线、第九微带线均为开路枝节微带线。
[0010]更进一步地，所述第一负载组件包括第十微带线、第十一微带线、第一负载，所述第一负载设置在所述第十微带线、第十一微带线之间，所述第十微带线与所述第八微带线连接，所述第十一微带线通过金属化过孔连接到底层金属地板。
[0011]更进一步地，所述高功率整流网络位于双级整流电路的第二级，包括第二阻抗匹配网络、第二直流滤波网络、第二负载组件，所述第二阻抗匹配网络与所述第二直流滤波网络连接，第二负载组件与所述第二直流滤波网络连接。
[0012]更进一步地，所述第二阻抗匹配网络包括第十二微带线、第十三微带线、第十四微带线、第十五微带线、高功率整流二极管，所述十二微带线通过第二前置电容与所述第六微带线连接，所述第十三微带线一端与所述十二微带线连接，另一端通过所述高功率整流二极管与所述第十五微带线连接，所述第十四微带线与所述第十二微带线连接，所述第十四微带线为开路枝节微带线，所述第十五微带线为短路微带线，末端通过金属化过孔连接底层金属底板，所述第十三微带线、第十四微带线均与所述第十二微带线垂直连接。
[0013]更进一步地，所述第二直流滤波网络包括第十六微带线、第十七微带线、第十八微带线，所述第十六微带线与所述第十七微带线、第十八微带线垂直连接，所述第十八微带线与所述十六微带线和十七微带线的公共端连接，第十七微带线、第十八微带线的长度分别为工作频率的基波、二次谐波的四分之一波长，所述第十七微带线、十八微带线均为开路枝节微带线。
[0014]更进一步地，所述第二负载组件包括第十九微带线、第二十微带线、第二负载，所述第二负载设置在所述第十九微带线、第二十微带线之间，所述十九微带线与所述第十六微带线、第十七微带线、第十八微带线的公共端连接，所述第二十微带线通过金属化过孔连接到底层金属地板。
[0015]本专利技术相比现有技术具有以下优点：该具有宽动态输入功率范围的双级整流电路，通过对两级适用不同输入功率的整流网络级联设计，当输入功率较低时，第二级高功率整流网络未开启，只有第一级低功率整流网络工作；当输入功率较高时，两级整流网络同时开启，可以实现在很宽的输入功率范围内保持较高的整流效率，能够为多级整流电路提供设计思路。
附图说明
[0016]图1是本专利技术实施例中的双级整流电路的拓扑示意图；
[0017]图2是本专利技术实施例中的双级整流电路的结构示意图；
[0018]图3是本专利技术实施例中双级整流电路与两种单二极管整流电路的S参数曲线对比图；
[0019]图4是本专利技术实施例中双级整流电路与两种单二极管整流电路的整流转换效率曲线对比图。
具体实施方式
[0020]下面对本专利技术的实施例作详细说明，本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有宽动态输入功率范围的双级整流电路，其特征在于，包括自上而下设置的顶层微带结构、中间介质基板、底层金属地板，顶层微带结构设置在中间介质基板的上端，底层金属地板设置在中间介质基板的下端，所述顶层微带结构包括低功率整流网络、高功率整流网络，所述低功率整流网络、高功率整流网络级联连接。2.根据权利要求1所述的一种具有宽动态输入功率范围的双级整流电路，其特征在于：所述低功率整流网络位于双级整流电路的第一级，包括输入端口、第一阻抗匹配网络、第一直流滤波网络、第一负载组件；所述输入端口、所述第一阻抗匹配网络、所述第一直流滤波网络依次连接，所述第一阻抗匹配网络与所述高功率整流网络连接，所述第一负载组件与所述第一直流滤波网络连接。3.根据权利要求2所述的一种具有宽动态输入功率范围的双级整流电路，其特征在于：所述输入端口为第一微带线，所述第一微带线通过第一前置电容与所述第一阻抗匹配网络连接，所述第一阻抗匹配网络包括第二微带线、第三微带线、第四微带线、低功率整流二极管，所述第二微带线一端与所述第一前置电容连接，另一端与所述第三微带线连接，所述第三微带线通过所述低功率整流二极管与所述第四微带线连接，所述第四微带线为短路微带线，其末端通过金属化过孔连接底层金属底板，所述第二微带线与所述第三微带线垂直连接。4.根据权利要求3所述的一种具有宽动态输入功率范围的双级整流电路，其特征在于：所述第一阻抗匹配网络与第一直流滤波网络、高功率整流网络之间设置有T型匹配网络，所述第一阻抗匹配网络通过所述T型匹配网络与第一直流滤波网络、高功率整流网络分别连接；所述T型匹配网络包括第五微带线、第六微带线、第七微带线，所述第五微带线通过所述第七微带线与所述第一直流滤波网络连接，所述第五微带线通过所述第六微带线与所述高功率整流网络连接，所述第五微带线与所述第二微带线、所述第三微带线的公共端连接。5.根据权利要求4所述的一种具有宽动态输入功率范围的双级整流电路，其特征在于：所述第一直流滤波网络包括第八微带线、第九微带线，所述第八微带线与所述第七微带线垂直连接，所述第九微带线与所述第八微带线、第七微带线的公共端连接；第八微带线、第九微带线的长度分别为工作频率的基波、二...

【专利技术属性】
技术研发人员：王清华，杨梅，杨利霞，黄志祥，车文荃，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：