[发明专利]一种输入功率范围可重构型整流电路

说明书

本发明公开了一种输入功率范围可重构型整流电路，包括介质基板，所述介质基板上设置有耦合度可重构耦合器、第一整流支路和第二整流支路，所述耦合度可重构耦合器与第一整流支路和第二整流支路相连接。该电路通过耦合度可重构耦合器的选通开关作用产生强耦合输输出或弱耦合输出，在强耦合输出下输入端能量大部分传输至耦合端，第二整流支路工作；在弱耦合输出下输入端能量大部分传输至直通端，第一整流支路工作，从而实现在较宽的输入功率范围内具有高整流效率，同时具有损耗低、低成本易加工特点，适用于广泛推广。

技术领域

本发明涉及微波整流电路，尤其涉及一种输入功率范围可重构型整流电路。

背景技术

微波整流技术作为一种具有广泛应用前景的技术，近年来越来越受到人们的重视。整流电路能够替代传统有源设备的终端有耗负载，将本应被负载浪费掉的能量进行收集并转化为直流电，通过反馈网络为前端有源电路提供偏置，提高电路的稳定性和效率。因此整流电路的效率直接决定有源设备的性能。

随着现代技术的发展，有源设备的功率大小不一，为扩大整流电路的适用性，需展宽整流电路在高效率下的输入功率范围。为此，国内外学者提出了不同的解决办法：其中一种为采用阻抗压缩网络实现整流电路的匹配，通过降低输入阻抗对输入功率的敏感性，实现宽输入功率范围，但该技术的设计公式较复杂；第二种为通过开关切换具有不同输入功率范围的整流电路枝节，实现宽输入功率范围内整流，但会引入额外的损耗；第三种为采用反射功率回收网络，提高输入功率范围，但该技术对阻抗匹配度要求较高，且可提高的输入功率范围有限。

发明内容

为扩大整流电路在高效率下的输入功率范围，同时减小电路损耗，提高电路灵活性，本发明提出一种输入功率范围可重构型整流电路，具体方案为包括介质基板，所述介质基板上设置有耦合度可重构耦合器、第一整流支路和第二整流支路，所述耦合度可重构耦合器与第一整流支路和第二整流支路相连接；所述耦合度可重构耦合器包括平行耦合微带线，所述平行耦合微带线的两端连接有第一跨接电容和第二跨接电容，所述平行耦合微带线的中部连接有跨接变容二极管，所述平行耦合微带线上还连接有用于调节该耦合度可重构耦合器的耦合度的第一耦合度可重构电路和第二耦合度可重构电路、以及为跨接变容二极管供电的偏置电路；所述第一整流支路包括第一匹配网络、第一整流二极管、第一滤波电容和第一负载，所述第一匹配网络与第一整流二极管相连接，所述第一整流二极管与第一滤波电容和第一负载相连接，所述第二整流支路包括第二匹配网络、第二整流二极管、第二滤波电容和第二负载，所述第二匹配网络与第二整流二极管相连接，所述第二整流二极管与第二滤波电容和第二负载相连接。

所述耦合度可重构耦合器还包括隔直电容、隔离端匹配负载、输入端微带线、隔离端微带线、耦合端微带线和直通端微带线；所述直通端微带线与第一整流支路相连接，所述耦合端微带线与第二整流支路相连接，所述隔离端微带线与隔直电容相连接，所述隔直电容与隔离端匹配负载相连接。

所述第一匹配网络包括特性阻抗为Z₁的传输线、短路支节和特性阻抗为Z₂的传输线，所述第二匹配网络包括特性阻抗为Z₃的传输线、短路支节和特性阻抗为Z₄的传输线。

所述第一整流二极管的阳极与特性阻抗为Z₂的传输线相连接，所述第一整流二极管的阴极与第一滤波电容和第一负载相连接，所述第二整流二极管的阳极与特性阻抗为Z₄的传输线相连接，所述第二整流二极管的阴极与第一滤波电容和第一负载相连接。

所述第一整流二极管与第二整流二极管工作的输入功率范围不同，所述第一负载与第二负载的阻值不同，所述第一滤波电容和第二滤波电容的容值相同。

由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种输入功率范围可重构型整流电路，该电路的输入功率范围的可重构由耦合度可重构耦合器通过切换耦合度实现，因此该电路结构简单输入功率范围较大能量转化效率较高、适用性较强。

附图说明