[发明专利]一种基于CMOS管的射频整流器

说明书

本发明公开了一种基于CMOS管的射频整流器，包括接地端、控制信号正输入端、控制信号负输入端及若干级基本单元，其中，各基本单元均包括正支路及负支路；正支路包括第一NMOSFET管、第一PMOSFET管、第一输入电容、第一储能电容、第一交流输入端、第一交流输出端、第一直流输入端及第一直流输出端；负支路包括第二NMOSFET管、第二PMOSFET管、第二输入电容、第二储能电容、第二直流输入端、第二交流输入端及第二交流输出端，该整流器的效率及倍压能力较高。

技术领域

本发明属于无线能量收集领域，涉及一种基于CMOS管的射频整流器。

背景技术

在物联网技术的发展中，物联网设备的电源始终是重要的考虑因素。对于大量物联网节点，它们安装在隐蔽位置，只需要较小的功耗而能源源不断提供数据，并希望能在无人干预的情况下工作十年以上。此时，电源技术成为了实现这些节点的瓶颈所在。常规的电池不能满足长时间工作的要求，而且它们的安全性、稳定性也受到挑战。而环境能量收集作为一个替代电池的重要选项，如今正获得越来越多的关注。这其中，射频信号能量分布广泛、输出稳定、强度较大，是极有潜力的能量源，得到了广泛的研究。

射频整流器作为整个系统的前端部分，将天线收集到的射频能量整流为直流，并提供一定的升压能力。在设计中，整流器的效率是重要的考虑因素，它限制了系统的整体效率。同时，为了让微弱的射频能量能易于后级使用，整流器的倍压能力也值得关注。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于CMOS管的射频整流器，该整流器的效率及倍压能力较高。

为达到上述目的，本发明所述的基于CMOS管的射频整流器包括接地端、控制信号正输入端、控制信号负输入端及若干级基本单元，其中，各基本单元均包括正支路及负支路；

正支路包括第一NMOSFET管、第一PMOSFET管、第一输入电容、第一储能电容、第一交流输入端、第一交流输出端、第一直流输入端及第一直流输出端，其中，第一交流输入端经第一输入电容与第一NMOSFET管的漏极、第一PMOSFET管的漏极及第一交流输出端相连接；第一直流输入端与第一储能电容的一端及第一NMOSFET管的源极相连接，第一储能电容的另一端与第一PMOSFET管的源极及第一直流输出端相连接，控制信号负输入端与第一PMOSFET管的栅极及第一NMOSFET管的栅极相连接；

负支路包括第二NMOSFET管、第二PMOSFET管、第二输入电容、第二储能电容、第二直流输入端、第二交流输入端及第二交流输出端，其中，第二直流输入端与第二PMOSFET管的源极及第二储能电容的一端相连接，第二储能电容的另一端与第二NMOSFET管的源极及第二直流输出端相连接，第一交流输入端经第二输入电容与第二PMOSFET管的漏极、第二NMOSFET管的漏极及第二交流输出端相连接，控制信号正输入端与第二NMOSFET管的栅极及第二PMOSFET管的栅极相连接；

第一级基本单元中的第一直流输入端及第二直流输入端与接地端相连接；

前一级基本单元中的第一交流输出端与后一级基本单元中的第一交流输入端相连接，前一级基本单元中的第二交流输出端与后一级基本单元中的第二交流输入端相连接，前一级基本单元中的第一直流输出端与后一级基本单元中的第一直流输入端相连接，前一级基本单元中的第二直流输出端与后一级基本单元中的第二直流输入端相连接；

第一级基本单元中的第一交流输入端及第二交流输入端作为射频整流器的交流输入端，最后一级基本单元中的第一直流输出端及第二直流输出端作为射频整流器的直流输出端；