[發明專利]用于物聯傳感供能的射頻-直流倍壓整流裝置

在審

• 申請號: 202210633704.7
• 申請日: 2022-06-07
• 公開（公告）號: CN114928175A
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 陳榮發;任明;席英杰;李琛;余家赫;邢亞東;劉陽;田昊洋
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;國網上海市電力公司
• 主分類號: H02J50/00
• 分類號: H02J50/00;H02J50/20;H02M7/00;H02M7/10
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

1.一種用于物聯傳感供能的射頻-直流倍壓整流裝置，其特征在于：其包括，

天線，其發出信號；

第一端子，其連接所述天線以接收所述信號；

全波二階倍壓整流電路，其連接所述第一端子以輸出正負雙極性電壓，所述全波二階倍壓整流電路由正向二階倍壓整流電路與負向二階倍壓整流電路以地端為公共端首尾串聯而成，正向二階倍壓整流電路與負向二階倍壓整流電路分別包括封裝的串聯肖特基二極管組件；

阻抗匹配網絡，其連接所述全波二階倍壓整流電路以調節天線和全波二階倍壓整流電路之間的傳輸功率；

第二端子，其連接所述全波二階倍壓整流電路以輸出電壓。

2.根據權利要求1所述的用于物聯傳感供能的射頻-直流倍壓整流裝置，其特征在于：優選的，封裝的串聯肖特基二極管組件包括兩個串聯的分立二極管。

3.根據權利要求2所述的用于物聯傳感供能的射頻-直流倍壓整流裝置，其特征在于：肖特基二極管組件包括，

陰極金屬，

N⁺陰極層，其層疊于所述陰極金屬上；

N型基片，其層疊于所述N⁺陰極層上；

N^-外延層，其層疊于所述N型基片上；

陽極金屬，其層疊于所述N^-外延層上，所述陽極金屬的上表面設有凹槽；

二氧化硅層，其環繞所述陽極金屬外表面且填充于所述凹槽的底部。

4.根據權利要求1所述的用于物聯傳感供能的射頻-直流倍壓整流裝置，其特征在于：所述肖特基二極管組件的反向飽和電流為5×10^-6A，串聯電阻為20Ω，發射系數為1.05，渡越時間為1×10^-11s，結電容為0.14pF，梯度系數為0.4，禁帶寬度為0.69eV，飽和電流溫度指數為2，正偏耗盡層電容系數為0.5，反向擊穿電壓為2V，反向擊穿電流為1×10^-4A，內建電勢為0.34V。

5.根據權利要求1所述的用于物聯傳感供能的射頻一直流倍壓整流裝置，其特征在于：通過瞬態時域仿真確定全波二階倍壓整流電路的階數，通過頻域分析方法分析全波二階倍壓整流電路的非線性特性以確定裝置的最優輸入功率和匹配電阻。

6.根據權利要求5所述的用于物聯傳感供能的射頻一直流倍壓整流裝置，其特征在于：最優輸入功率和匹配電阻分別為5dB和100kΩ。

7.根據權利要求1所述的用于物聯傳感供能的射頻-直流倍壓整流裝置，其特征在于：射頻-直流倍壓整流裝置的尺寸大小為31.25mm×13.75mm，工作頻率為915MHz，輸入功率為5dBm時，輸出電壓達到峰值3.763V，匹配電阻為100kΩ時，輸出電壓和輸出效率分別是3.5V和78.6％。

8.根據權利要求1所述的用于物聯傳感供能的射頻-直流倍壓整流裝置，其特征在于：全波二階倍壓整流電路在射頻源915MHz頻率下，輸入幅值1V時，26us后裝置的輸出電壓幅值為3.361V。

9.根據權利要求1所述的用于物聯傳感供能的射頻-直流倍壓整流裝置，其特征在于：阻抗匹配網絡輸入功率范圍是-30dB～20dB，最佳輸入阻抗為(49.945+j*0.048)Ω。

10.根據權利要求1所述的用于物聯傳感供能的射頻-直流倍壓整流裝置，其特征在于：全波二階倍壓整流電路由8個電容和4個肖特基二極管組件組成。