CN112368908B - 整流天线控制器以及具备该整流天线控制器的整流天线装置 - Google Patents

Abstract

一种整流天线控制器(20)，与进行高频的受电并变换为直流电力的整流天线(10)连接，控制从整流天线(10)输入的直流电力，提供给负载(30)，具备：输入端子(42)，被输入用整流天线(10)变换的直流电力；输出端子(52)，将控制的直流电力提供给负载；第1开关元件(Q1、Q3)，设置于连结输入端子(42)和输出端子(52)的电流路径；以及控制部(70)，控制第1开关元件(Q1、Q3)，第1开关元件(Q1、Q3)在控制部(70)未动作时成为导通状态，使电流路径(P1)成为导通状态。

Description

整流天线控制器以及具备该整流天线控制器的整流天线装置

技术领域

本发明涉及整流天线控制器以及具备该整流天线控制器的整流天线装置。

背景技术

正在研究作为将来的无线供电系统以及宇宙太阳能发电系统的受电部，利用具有进行微波等高频的受电并变换为直流电力的整流天线(Rectenna：Rectifying Antenna)的整流天线装置。

整流天线装置通过整流天线进行微波等高频的受电并变换为直流电力，例如对蓄电池或者动力机等负载提供用整流天线发电的电力，根据蓄电池或者动力机等负载的电阻值的大小，整流天线装置中的从高频向直流的电力变换效率(RF-DC变换效率)变化。因此，整流天线装置为了不依赖于其负载的电阻值而维持高的电力变换效率，在整流天线与负载之间具备控制整流天线的输出电压的例如DC-DC转换器等整流天线控制器(参照专利文献1)。

另外，有在整流天线与整流天线控制器之间设置保护整流天线以免对整流天线施加过度的电压的例如齐纳二极管那样的过电压保护电路的整流天线装置(参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-116325

专利文献2：日本特开2015-89239

发明内容

然而，在以往的整流天线装置中，例如在整流天线未进行发电的情况下，整流天线控制器成为断开状态，整流天线与负载之间成为开路状态。因此，在整流天线未进行发电时，在整流天线中进行微波的受电等被输入较大的电力的情况下，由于在整流天线控制器起动之前整流天线与负载之间是开路状态，所以存在施加到整流天线的电压急剧上升，超过整流天线的击穿电压，整流天线故障这样的问题。

另外，在整流天线与整流天线控制器之间设置如齐纳二极管那样的过电压保护电路的以往的整流天线装置中，能够限制整流天线受电并变换的DC电压，但是由于具有DC电压的2倍程度的振幅的RF电压急剧上升而施加到整流天线，所以存在整流天线加快劣化而整流天线故障这样的问题。

因此，本发明是为了解决这样的以往技术的问题而完成的，其目的在于提供一种能够防止施加到整流天线的电压的急剧上升并防止整流天线故障的整流天线控制器以及具备该整流天线控制器的整流天线装置。

为了达成以上的目的，本发明的整流天线控制器与进行高频的受电并变换为直流电力的整流天线连接，控制从整流天线输入的直流电力，提供给负载，该整流天线控制器具备：输入端子，被输入用整流天线变换的直流电力；输出端子，将控制的直流电力提供给负载；第1开关元件，设置于连结输入端子和输出端子的电流路径；以及控制部，控制第1开关元件，第1开关元件在控制部未动作时成为导通状态，使电流路径成为导通状态。

在如以上所述构成的本发明的整流天线控制器以及具备该整流天线控制器的整流天线装置中，第1开关元件在控制部未动作时成为导通状态，使电流路径成为导通状态，从而可提供能够防止施加到整流天线的电压的急剧上升并防止整流天线故障的整流天线控制器以及具备该整流天线控制器的整流天线装置。

附图说明

图1是示出作为本发明的实施方式1的整流天线装置的结构的框图。

图2是示出作为本发明的实施方式1的整流天线装置的详细的结构的电路图。

图3是示出作为本发明的实施方式1的整流天线控制器的一部分的结构的电路图。

图4是示出作为本发明的实施方式2的整流天线装置的结构的电路图。

图5是示出作为本发明的实施方式3的整流天线装置的结构的电路图。

图6是示出作为本发明的实施方式3的整流天线装置的其他结构的电路图。

(附图标记说明)

10：整流天线；20、20a、20b、22a、22b：整流天线控制器；30：负载；40：输入部；50：输出部；60：电压控制部；70：控制部；Q1～Q5：开关元件；D1：二极管。

具体实施方式

首先，参照附图说明本发明的整流天线控制器以及具备该整流天线控制器的整流天线装置的结构。此外，图是示意性的，概念性地说明功能或者构造。另外，本发明不限定于以下所示的实施方式。除了特别记载的情况以外，整流天线控制器以及具备该整流天线控制器的整流天线装置的基本结构在所有实施方式中是共同的。另外，附加同一符号的部分是相同或者与其相当的，这在说明书全文中是共同的。

在此，在以下的本发明的各实施方式中，作为通过整流天线进行受电的高频而使用微波进行说明，但未必限定于此。

实施方式1.

图1是示出作为本发明的实施方式1的整流天线装置的结构的框图。

如图1所示，作为本实施方式的整流天线装置1具备整流天线10和整流天线控制器20，整流天线控制器20例如与蓄电池、动力机或者电力系统等负载30连接。在整流天线装置1中，将整流天线10和整流天线控制器20作为一个单元，一维或者二维地阵列状地排列多个。

整流天线10例如是进行微波的受电并变换为直流电力的元件，如图1所示，具备受电天线12、输入滤波器14、整流器16、以及输出滤波器18。

受电天线12例如是进行微波的受电的构件，例如由偶极天线或者微带天线等构成。

作为从受电天线12受电的微波的频率，例如使用2.4～2.5GHz或者5.8GHz段的频率，但不限定于此，例如，也可以使用800MHz～2GHz段或者3GHz～30GHz段。

输入滤波器14是如图1所示，与受电天线12连接，使从受电天线12输入的微波透过，防止在整流器16对微波进行整流时发生的微波的高次谐波分量输入到受电天线12侧的滤波器。输入滤波器14为了切断该微波的高次谐波分量，例如，由带通滤波器或者低通滤波器等构成。

整流器16例如是整流二极管，对从受电天线12输入的微波进行整流并变换为直流电力，如图1所示，在输入滤波器14与输出滤波器18之间连接。

输出滤波器18是使通过整流器16整流并变换的直流电力透过，并且防止在整流器16对微波进行整流时发生的微波的高次谐波分量输出到整流天线控制器20侧的滤波器，如图1所示，与整流器16的输出侧连接。输出滤波器18为了切断该微波的高次谐波分量，例如，由带通滤波器或者低通滤波器等构成。在此，输出滤波器18也可以是将未由整流器16整流的微波的残留分量也与高次谐波分量同时切断的滤波器。

整流天线控制器20以使由整流器16进行的从微波到直流电力的电力变换效率(RF-DC变换效率)成为最大的方式，进行整流天线10与负载30之间的阻抗调整，由此进行整流器16的输出电压的电压控制，如图1所示，在输出滤波器18与负载30之间连接。

如上所述构成的作为本实施方式的整流天线装置1通过受电天线12进行微波的受电，通过整流器16对从受电天线12输入的微波进行整流并变换为直流电力。而且，整流天线装置1利用整流天线控制器20，以使变换的直流电力的电力变换效率成为最大的方式，进行整流天线10与负载30之间的阻抗调整，由此进行整流器16的输出电压的电压控制，例如提供适合于蓄电池、动力机或者电力系统等负载30的电压的直流电力。

接下来，详细说明作为本实施方式的整流天线控制器20的结构。图2是示出作为本实施方式的整流天线装置1的详细的结构的电路图，特别是详细地示出整流天线控制器20内的电路结构。

如图2所示，作为本实施方式的整流天线控制器20具备与整流天线10连接的输入部40、与负载30连接的输出部50、连接于输入部40与输出部50之间的电压控制部60、以及控制电压控制部60的控制部70。

输入部40如图2所示，具备输入端子42和接地的输入接地端子44，将通过整流天线10变换为直流电力的输入电压Vin输入到输入部40。

输出部50如图2所示，具备输出端子52和接地的输出接地端子54，将以使通过整流天线10变换的直流电力的电力变换效率成为最大的方式由电压控制部60控制电压后的输入电压作为输出电压，从输出部50提供到负载30。

电压控制部60如图2所示设置于输入部40与输出部50之间，例如包括DC-DC转换器，通过控制部70的控制，以使变换的直流电力的电力变换效率成为最大的方式，进行整流天线10与负载30之间的阻抗调整，进行整流天线10的输入电压的电压控制。

如图2所示，电压控制部60具备电容器C1、电容器C2、开关元件Q1～Q4以及电感器L1。电容器C1在输入端子42与输入接地端子44之间连接，电容器C2在输出端子52与输出接地端子54之间连接。开关元件Q1的一端与输入端子42和电容器C1的一端连接。开关元件Q2的一端与开关元件Q1的另一端连接，另一端被接地，与电容器C1并联地连接。开关元件Q3的一端与输出端子52和电容器C2的一端连接。开关元件Q4的一端与开关元件Q3的另一端连接，另一端被接地，与电容器C2并联地连接。开关元件Q1～Q4的控制端子分别与控制部70连接。电感器L1的一端与开关元件Q1的另一端以及开关元件Q2的一端连接，另一端与开关元件Q3的另一端以及开关元件Q4的一端连接。

控制部70如图2所示，具备PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制部72、输入电压测定部74、以及输出电压测定部76。

PWM控制部72如图2所示，与开关元件Q1～Q4的各控制端子连接，以使变换的直流电力的电力变换效率成为最大的方式，进行整流天线10与负载30之间的阻抗调整，由此进行整流天线10的输入电压的电压控制，所以对开关元件Q1～Q4的各控制端子输入控制信号，进行开关元件Q1～Q4的接通/断开控制。

输入电压测定部74如图2所示，测定输入部40的输入端子42的输入电压Vin，将测定的输入电压值送到PWM控制部72。输出电压测定部76如图2所示，测定输出部50的输出端子52的输出电压Vout，将测定的输出电压值送到PWM控制部72。

PWM控制部72根据由输入电压测定部74测定的输入电压Vin以及由输出电压测定部76测定的输出电压Vout，以使变换的直流电力的电力变换效率成为最大且整流天线10的整流器16不会被击穿的方式，对开关元件Q1～Q4的控制信号的占空比进行反馈控制，进行开关元件Q1～Q4的接通/断开控制。

控制部70内的PWM控制部72、输入电压测定部74以及输出电压测定部76通过根据从整流天线10输入的输入电压Vin经由未图示的稳压调节器提供的驱动电压动作。

在此，在控制部70根据来自整流天线10的输入电压Vin动作的情况下，开关元件Q2、Q4优选使用常断型的开关元件、例如P型或者N型的增强型MOSFET等。

作为本实施方式的整流天线控制器20的开关元件Q1、Q3设置于连结输入部40的输入端子42和输出部50的输出端子52的电流路径P1，在控制部70未动作时，开关元件Q1、Q3成为导通状态，使电流路径P1成为导通状态。具体而言，开关元件Q1、Q3例如能够使用耗尽型MOSFET或者GaN-HEMT等常通(normally-on)晶体管。另外，还能够使用增强型的P型MOSFET等，在增强型的P型MOSFET中，通过在栅极与接地电位之间设置下拉电阻，在来自整流天线10的输入电压超过P型MOSFET的栅极-源极间的阈值电压时，源极-漏极之间成为导通状态，在控制部70未动作时，能够使开关元件Q1、Q3成为导通状态。另外，开关元件Q1、Q3是在控制部70未动作时，即在未从控制部70对开关元件Q1～Q4输出控制信号时，以使电流路径P1成为导通状态的方式成为导通状态的开关元件。在此，常通晶体管例如是在栅极-源极间电压为0V时源极-漏极之间成为导通状态的晶体管。

根据以上内容，构成作为本实施方式的整流天线控制器20。

接下来，说明作为本实施方式的整流天线控制器20的动作。

如上所述，在通常动作的情况下，整流天线装置1通过受电天线12，进行微波的受电，通过整流器16，对从受电天线12输入的微波进行整流并变换为直流电力。而且，整流天线装置1利用整流天线控制器20，以使变换的直流电力的电力变换效率成为最大的方式，进行整流天线10与负载30之间的阻抗调整，由此进行整流器16的输出电压的电压控制，例如提供适合于蓄电池、动力机或者电力系统等负载30的电压的直流电力。

此时，整流天线控制器20以使变换的直流电力的电力变换效率成为最大的方式，进行开关元件Q1～Q4的接通/断开控制。该开关元件Q1～Q4的接通/断开控制是通过PWM控制部72进行的，根据由输入电压测定部74测定的与从整流天线10输入的直流电力对应的输入电压Vin、和由输出电压测定部76测定的从电压控制部60输出的输出电压Vout，以使直流电力的电力变换效率成为最大的方式，对开关元件Q1～Q4的控制信号的占空比进行反馈控制，进行开关元件Q1～Q4的接通/断开控制。

在具体地说明时，在作为本实施方式的整流天线控制器20中，开关元件Q1和开关元件Q2、以及开关元件Q3和开关元件Q4具有同步整流型的结构，在开关元件Q1为接通时，开关元件Q2断开，在开关元件Q3为接通时，开关元件Q4断开，以分别成为相逆的导通状态的方式，通过PWM控制部72同步地控制占空比。

例如，在相对负载30增大从整流天线10观察的输出侧的阻抗的情况下，首先，将开关元件Q3的占空比固定为1，将开关元件Q4的占空比固定为0。接下来，通过进行减小开关元件Q1的占空比的控制，能够使来自输入侧的电流值减少，增大从输入侧观察的阻抗，来自整流天线控制器20的输出电压能够控制为小于来自整流天线10的输入电压，整流天线控制器20的输出电流能够控制为大于来自整流天线10的输入电流(降压动作)。

相对于此，在相对负载30减小从整流天线10观察的输出侧的阻抗的情况下，首先，使开关元件Q1的占空比成为1，将开关元件Q2的占空比固定为0。接下来，通过进行使开关元件Q3的占空比从0增加的控制，经过开关元件Q3回归到整流天线10的电流分量增加，能够减小从整流天线10观察的输出侧的阻抗，来自整流天线控制器20的输出电压能够控制为大于来自整流天线10的输入电压，来自整流天线控制器20的输出电流能够控制为小于来自整流天线10的输入电流(升压动作)。

根据由输入电压测定部74以及输出电压测定部76测定的输入电压Vin以及输出电压Vout，通过PWM控制部72，以使整流天线的直流电力的电力变换效率成为最大的方式，进行这些降压动作以及升压动作的控制。

接下来，说明控制部70未动作的情况下的整流天线控制器20的动作以及其效果。在此，控制部70未动作的情况是指，由于在整流天线10中未进行微波的受电且未进行向直流电力的变换动作，因此未对控制部70提供驱动电压的情况，或者整流天线10出现故障而未对控制部70提供驱动电压的情况等，由于未对控制部70提供驱动电压而控制部70不动作且未从控制部70对开关元件Q1～Q4输出控制信号的情况。在本实施方式中，以如下情况为例子进行说明：由于在整流天线10中未进行微波的受电且未进行向直流电力的变换动作，因此未对控制部70提供驱动电压。

由于在整流天线10中未进行微波的受电且未进行向直流电力的变换动作而未对控制部70提供驱动电压的情况下，在整流天线10的受电天线12中进行了微波的受电时，整流天线10将受电的微波变换为直流电力，来自整流天线10的输入电压Vin急剧上升。

此时，整流天线控制器20的控制部70通常根据输入电压Vin经由稳压调节器被提供驱动电压并进行动作，但未在微波的受电开始后立即对控制部70提供驱动电压，控制部70不进行动作。

在以往的整流天线装置中，控制器未动作，所以整流天线控制器是断开状态，整流天线与负载之间成为开路状态，所以存在施加到整流天线的电压急剧上升，超过整流天线的击穿电压，整流天线出现故障的问题。

然而，在作为本实施方式的整流天线控制器20中，如上所述，在设置于连结输入端子42和输出端子52的电流路径P1的开关元件Q1、Q3中，使用在控制部70未动作时成为导通状态的开关元件。

因此，在整流天线10的受电天线12中进行微波的受电，从整流天线10对整流天线控制器20提供急剧上升的直流电力的情况下，即使控制部70未动作，开关元件Q1、Q3也是导通状态，急剧上升的直流电力经过开关元件Q1、电感器L1、开关元件Q3被提供给负载30，回归到接地电压。由此，施加到整流天线10的输入电压降低，能够防止输入的直流电力急剧上升，所以能够防止与向整流天线10的施加电压的急剧上升相伴的整流器16的击穿，防止整流天线10故障。

之后，根据输入电压Vin经由稳压调节器提供驱动电压，所以控制部70开始动作，整流天线控制器20进行上述通常动作。

根据以上内容，在作为本实施方式的整流天线控制器以及具备该整流天线控制器的整流天线装置中，在控制部未动作时，开关元件成为导通状态，使电流路径成为导通状态，从而能够防止施加到整流天线的电压的急剧上升，防止整流天线故障。

另外，以往考虑整流天线控制器为断开状态下的向整流天线的施加电压的急剧上升，而需要使用具有高的击穿电压的整流天线，但作为本实施方式的整流天线控制器通过设置在控制部未动作时成为导通状态的开关元件，能够防止施加到整流天线的电压急剧上升，所以能够使用击穿电压比以往小的廉价的整流天线，所以能够降低作为本实施方式的整流天线装置的成本。

在此，在控制部70未动作时，以使电流路径P1成为导通状态的方式，开关元件Q1、Q3稳定地成为导通状态，所以例如如图3所示，能够在开关元件Q1、Q3的栅极-源极之间设置几kΩ程度的上拉电阻R1、R2。

在该情况下，在整流天线控制器20的控制部70未动作，PWM控制部72未控制开关元件Q1～Q4时，通过几kΩ程度的上拉电阻R1、R2，开关元件Q1、Q3的栅极-源极间电压被保持于0V附近，能够使开关元件Q1、Q3稳定地成为导通状态。

在此，关于作为本实施方式的整流天线装置1，在将整流天线10简化为对电压源串联地连接内部电阻的模型时，施加到整流天线10的施加电压根据电阻分压的关系，成为整流天线10的施加电压＝整流天线10的电动势×负载30的电阻/(整流天线10的内部电阻+负载30的电阻)，最好设计成整流天线10的施加电压不超过整流天线10的整流器16的击穿电压。例如，在整流天线10的电动势是20V、整流天线10的内部电阻是100Ω、整流器16的击穿电压是15V的情况下，如果负载30的电阻小于300Ω，则在控制部70未起动的情况下，开关元件Q1、Q3成为导通状态，即使稳定地对整流天线10提供直流电力，整流器16的施加电压也不超过击穿电压。因此，最好适宜地设计整流天线10的内部电阻以及负载30的电阻，设计成整流天线10的施加电压不超过整流天线10的整流器16的击穿电压。

另外，在从整流天线控制器20的输出目的地负载是输出到蓄电池或者电力系统等视为恒定电压的输出目的地的情况下，在设开关元件Q1、Q3以及电感器L1中的电压下降充分小时，从整流天线控制器20的输出电压以与蓄电池或者电力系统等的输出电压相等的电压进行恒定电压输出。因此，在蓄电池或者电力系统等的输出电压低于整流天线10的整流器16的击穿电压的情况下，能够应用作为本实施方式的整流天线控制器20。

另外，在本实施方式中，以由于在整流天线10中未进行微波的受电且未进行向直流电力的变换动作而未对控制部70提供驱动电压的情况为例子进行说明，但不限定于此，在控制部70未动作时，在输入端子42中引起施加电压的急剧上升的情况下，能够应用作为本实施方式的整流天线控制器20。具体而言，例如，即使在控制部70出现故障而无法动作的状态下，也能够防止施加到整流天线10的电压急剧上升，能够防止整流天线10故障。

另外，在本实施方式中，说明了在电流路径P1中在作为电压控制器60的一部分的开关元件Q1、Q3中使用在控制部70未动作时成为导通状态的开关元件的例子，但未必限定于此，也可以除了开关元件Q1、Q3以外，还将其他开关元件设置在电流路径P1中，还使用与开关元件Q1、Q3同样地在控制部70未动作时成为导通状态的开关元件。

实施方式2.

作为本发明的实施方式2的整流天线装置与实施方式1不同，串联地连接多个整流天线控制器。关于附加同一符号的其他部分，与实施方式1的整流天线控制器同样地构成，所以省略说明。另外，关于作为本实施方式的整流天线的结构，与实施方式1的整流天线同样地构成，所以省略说明。

图4是示出作为本实施方式的整流天线装置的详细的结构的电路图。

如图4所示，在作为本实施方式的整流天线装置中，串联地连接多个整流天线控制器20a、20b。具体地，在以串联地连接2个整流天线控制器20a、20b的例子说明时，2个整流天线控制器20a、20b在输入部40处与不同的整流天线10分别连接，整流天线控制器20a的输出端子52向负载30连接，整流天线控制器20a的输出接地端子54与整流天线控制器20b的输出端子52连接，整流天线控制器20b的输出接地端子54被接地。整流天线控制器20a、20b的电路结构与实施方式1的整流天线控制器20相同，所以省略说明。

在此，作为本实施方式的整流天线装置，以2个整流天线控制器为例子进行说明，但也可以串联地连接3个以上的整流天线控制器。

接下来，说明作为本实施方式的整流天线控制器20a、20b的动作。

关于各整流天线控制器20a、20b的动作，与实施方式1相同，所以省略详细的说明，关于由与各整流天线控制器20a、20b连接的整流天线10进行微波的受电并变换的直流电力，通过各整流天线控制器20a、20b，以使变换的直流电力的电力变换效率成为最大的方式，进行整流天线10与负载30之间的阻抗调整，从而进行整流器16的输出电压的电压控制，例如，提供适合于蓄电池、动力机或者电力系统等负载30的电压的直流电力。

接下来，关于控制部70未动作的情况下的整流天线控制器20a、20b的动作也与实施方式1相同，所以省略详细的说明，例如，在整流天线控制器20a的控制部70未动作的情况下，关于整流天线控制器20a的输入电压Vin，经由整流天线控制器20a的整流天线10输入来自整流天线控制器20b的输出电压，或者输入由通过整流天线控制器20a的整流天线10的微波的受电而变换的直流电力引起的施加电压，从而急剧上升。

此时，作为本实施方式的整流天线控制器20a与实施方式1同样地，在设置于连结输入端子42和输出端子52的电流路径P1的开关元件Q1、Q3中，使用在控制部70未动作时成为导通状态的开关元件，所以即使控制部70未动作，开关元件Q1、Q3是导通状态，急剧上升的直流电力经过整流天线控制器20a的开关元件Q1、电感器L1、开关元件Q3，提供给负载30，回归到接地电压。由此，施加到整流天线控制器20a、20b的整流天线10的输入电压降低，能够防止输入的直流电力急剧上升，所以能够防止与向整流天线10的施加电压的急剧上升相伴的整流器16的击穿，防止整流天线10故障。

另外，例如，在整流天线控制器20b的控制部70未动作的情况下，关于整流天线控制器20b的输入电压Vin，被输入由通过整流天线控制器20b的整流天线10的微波的受电开始而变换的直流电力引起的施加电压，从而急剧上升。

此时，作为本实施方式的整流天线控制器20b与实施方式1同样地，在设置于连结输入端子42和输出端子52的电流路径P1的开关元件Q1、Q3中，使用在控制部70未动作时成为导通状态的开关元件，所以即使控制部70未动作，整流天线控制器20b的开关元件Q1、Q3是导通状态，急剧上升的直流电力经过整流天线控制器20b的开关元件Q1、电感器L1、开关元件Q3，提供给整流天线控制器20a的输出接地端子54，通过进行通常动作的整流天线控制器20a，进行通常的阻抗控制，整流天线控制器20b的输出电压被提供给负载30。由此，施加到整流天线控制器20b的整流天线10的输入电压降低，能够防止输入的直流电力急剧上升，所以能够防止与向整流天线10的施加电压的急剧上升相伴的整流器16的击穿，防止整流天线10故障。

根据以上内容，作为本实施方式的整流天线控制器以及具备该整流天线控制器的整流天线装置与实施方式1同样地，在控制部未动作时，开关元件成为导通状态，使电流路径成为导通状态，从而能够防止施加到整流天线的电压的急剧上升，防止整流天线故障。

另外，以往考虑整流天线控制器为断开状态下的向整流天线的施加电压的急剧上升，而需要使用具有高的击穿电压的整流天线，但作为本实施方式的整流天线控制器能够防止施加到整流天线的电压急剧上升，所以能够使用击穿电压比以往小的廉价的整流天线，所以与实施方式1同样地，能够降低作为本实施方式的整流天线装置的成本。

实施方式3.

作为本发明的实施方式3的整流天线控制器与实施方式2不同，对整流天线控制器的输入部连接二极管。关于附加同一符号的其他部分，与实施方式1的整流天线控制器同样地构成，所以省略说明。另外，关于整流天线装置的结构，与实施方式1的整流天线装置同样地构成，所以省略说明。

图5是示出作为本实施方式的整流天线装置的详细的结构的电路图。

如图5所示，在作为本实施方式的整流天线控制器22a、22b中，在作为整流天线控制器22a、22b的输入部40的输入端子42与输入接地端子44之间、以及整流天线10与电压控制部60之间，与电容器C1并联地连接二极管D1。二极管D1的阳极与输入接地端子44连接，阴极与输入端子42连接，例如，由齐纳二极管构成，在输入端子42与接地之间正向地设置。

接下来，说明作为本实施方式的整流天线控制器22a、22b的动作。关于作为本实施方式的整流天线控制器22a、22b的通常动作与实施方式1以及实施方式2相同，所以省略说明。另外，关于控制部70未动作的情况下的整流天线控制器22a、22b的动作，省略与实施方式2相同的动作的说明，说明与实施方式2不同的动作。

例如，在与整流天线控制器22a连接的整流天线10故障而整流天线的输出部是开路状态的情况下，在实施方式2的整流天线控制器20a、20b的结构中，施加到整流天线控制器20a的输入端子42的直流电力经过开关元件Q1、电感器L1、开关元件Q3提供给负载30，回归到接地电压，但由于与整流天线控制器20a连接的整流天线10故障，所以整流天线控制器20a的整流天线10成为开路状态，从整流天线控制器20b提供的直流电力无法经过整流天线控制器20a的开关元件Q1、电感器L1、开关元件Q3提供给负载30，回归到接地电压，在整流天线控制器20b的整流天线10中发生施加电压的急剧上升，整流天线控制器20b的整流天线10故障。

然而，在作为本实施方式的整流天线控制器22a、22b中，在作为整流天线控制器22a、22b的输入部40的输入端子42与输入接地端子44之间、以及整流天线10与电压控制部60之间，与电容器C1并联地连接二极管D1，所以从整流天线控制器22b提供的输出电压施加给整流天线控制器22a的二极管D1的阳极，在二极管D1中流过正向的电流，能够防止施加到与整流天线控制器22b连接的整流天线10的电压的急剧上升，防止与整流天线控制器22b连接的整流天线10故障。

另外，能够将与整流天线控制器22b连接的整流天线10中生成的直流电力，经由整流天线控制器22a的二极管D1，提供给负载30，所以能够有效地利用在未故障的整流天线10中发电的直流电力。

根据以上内容，作为本实施方式的整流天线控制器以及具备该整流天线控制器的整流天线装置与实施方式1以及实施方式2同样地，能够防止施加到整流天线的电压的急剧上升，防止整流天线故障。另外，与实施方式1以及实施方式2同样地，能够使用击穿电压比以往小的廉价的整流天线，所以能够降低作为本实施方式的整流天线装置的成本。

另外，在作为本实施方式的整流天线控制器以及具备该整流天线控制器的整流天线装置中，通过设置二极管，即使与串联连接的其他整流天线控制器连接的整流天线故障，也能够防止施加到与未故障的整流天线控制器连接的整流天线的电压的急剧上升，防止与未故障的整流天线控制器连接的整流天线故障。另外，能够将在未故障的整流天线中发电的直流电力提供给负载，能够有效地利用直流电力。

另外，通过在设置于作为本实施方式的整流天线控制器的二极管D1中使用齐纳二极管，能够将施加到整流天线10的电压保持为恒定。另外，通过使齐纳二极管的击穿电压小于整流天线10的击穿电压，在整流天线10击穿之前齐纳二极管击穿，所以能够进一步防止整流天线10的故障。

在此，在作为本实施方式的整流天线控制器中，说明了在作为整流天线控制器22a、22b的输入部40的输入端子42与输入接地端子44之间、以及整流天线10与电压控制部60之间，与电容器C1并联地连接二极管D1的例子，但例如也可以如图6所示代替二极管D1而设置开关元件Q5。

在该情况下，开关元件Q5与开关元件Q1、Q3同样地，使用控制端子与控制部70连接并在控制部70未动作时成为导通状态的开关元件。开关元件Q5的具体例与实施方式1的开关元件Q1、Q3的具体例相同。

通过使用在控制部70未动作时成为导通状态的开关元件Q5，与二极管D1同样地，即使整流天线10故障而成为开路状态，也能够使用导通状态的开关元件Q5的电流路径，防止施加到与未故障的整流天线控制部20连接的整流天线10的电压的急剧上升，防止与未故障的整流天线控制部20连接的整流天线10故障。另外，能够将在未故障的整流天线10中发电的直流电力提供给负载，能够有效地利用直流电力。

在此，说明了将二极管D1或者开关元件Q5设置于整流天线控制器20内的例子，但未必需要设置于整流天线控制器20内，也可以在整流天线10内或者整流天线10与整流天线控制器20之间另外设置。

实施方式4.

作为本发明的实施方式4的整流天线控制器与实施方式3不同，在二极管中流过电流时，控制部使与二极管并联地连接的开关元件成为导通状态。关于附加同一符号的其他部分，与其他实施方式的整流天线控制器同样地构成，所以省略说明。另外，关于整流天线装置的结构，与实施方式1的整流天线装置同样地构成，所以省略说明。

作为本实施方式的整流天线控制器的电路结构、通常时的动作、以及控制部70未动作的情况下的动作与实施方式3相同，所以省略说明，仅说明与实施方式3的不同点。

作为本实施方式的整流天线控制器如图5所示，在二极管D1中流过电流时，控制部70将与二极管D1并联地连接的开关元件Q2以及开关元件Q4的至少一方控制为导通状态。

具体说明时，例如，与实施方式3同样地，在与整流天线控制器22a连接的整流天线10故障的情况下，从整流天线控制器22b提供的输出电压施加给整流天线控制器22a的二极管D1的阳极，在二极管D1中流过正向的电流。

此时，整流天线控制器22a的控制部70未动作，所以整流天线控制器22a的开关元件Q1、Q3成为导通状态，所以从整流天线控制器22b提供的输出电压经过整流天线控制器22a的二极管D1、开关元件Q1、电感器L1、开关元件Q3，提供给负载30，回归到接地电压。到此为止与实施方式3相同。

之后，在整流天线控制器22a的控制部70例如根据从整流天线控制器22b提供的输出电压开始了动作之后，整流天线控制器22a的控制部70将开关元件Q2以及开关元件Q4的至少一方控制为导通状态。

由此，与实施方式3同样地，通过在二极管D1中流过正向的电流，能够防止施加到与整流天线控制器22b连接的整流天线10的电压的急剧上升，并且通过将电压下降比二极管D1小的开关元件Q2以及开关元件Q4的至少一方控制为导通状态，能够降低提供给负载30的直流电力的电力损失，能够将在未故障的整流天线10中发电的直流电力高效地提供给负载30。

另外，通过将开关元件Q2以及开关元件Q4的至少一方控制为导通状态，能够减少在二极管D1中流过的正向的电流，所以能够抑制在二极管D1中发生的发热，能够抑制二极管D1的劣化，并且能够抑制与二极管D1的温度上升相伴的电解电容器等周边零件的温度上升，抑制周边零件的性能降低以及劣化。

在此，在与整流天线控制器22a连接的整流天线10故障的情况下，整流天线控制器22a从整流天线10得不到直流电力，控制部70无法动作。另外，通过从整流天线控制器22b提供的输出电压，在二极管D1中流过正向的电流，但由于是与从连接于整流天线控制器22a的整流天线10提供的输入电压相逆的电压，所以通过在实施方式1中说明的通常的稳压调节器无法使控制部70动作。因此，在本实施方式中，也可以设置开关调节器来对整流天线控制器22a的控制部70提供电力，使得与故障的整流天线10连接的整流天线控制器22a的控制部70开始动作并能够将开关元件Q2以及开关元件Q4的至少一方控制为导通状态，该开关调节器将例如经由二极管D1从整流天线控制器22b提供的作为逆电压的输出电压反转成正向的电压并升压。另外，也可以成为如下结构：另外设置二次蓄电池或者电容器等预备的直流电压源，探测在二极管D1中流过了正向的电流，从预备的直流电压源对控制部70提供电力。

另外，作为本实施方式的整流天线控制器在整流天线10中进行微波的受电，施加高的电压，二极管D1击穿的情况下也能够应用。具体说明时，在整流天线装置未动作时，在与整流天线控制器22a连接的整流天线10中进行微波的受电，急剧上升的直流电力被施加到整流天线10的情况下，如果二极管D1的击穿电压小于整流天线10的击穿电压，则二极管D1击穿，在二极管D1中流过逆向的电流，防止整流天线10故障。到此为止与实施方式3相同。

之后，通过来自与整流天线控制器22a连接的整流天线10的直流电力，控制部70开始动作，将开关元件Q2以及开关元件Q4的至少一方控制为导通状态。

由此，与实施方式3同样地，能够防止由于二极管D1的击穿而整流天线10故障，并且在二极管D1中流过的逆向电流的一部分流到到被控制为导通状态的开关元件Q2以及开关元件Q4的至少一方，减少在二极管D1中流过的逆向电流，所以能够抑制在二极管D1中发生的发热，能够抑制二极管D1的劣化，并且能够抑制与二极管D1的温度上升相伴的电解电容器等周边零件的温度上升，抑制周边零件的性能降低。

根据以上内容，作为本实施方式的整流天线控制器以及具备该整流天线控制器的整流天线装置与其他实施方式同样地，能够防止施加到整流天线的电压的急剧上升，防止整流天线故障。另外，与实施方式1以及实施方式2同样地，能够使用击穿电压比以往小的廉价的整流天线，所以能够降低作为本实施方式的整流天线装置的成本。

另外，与实施方式3同样地，通过设置二极管，即使与串联连接的其他整流天线控制器连接的整流天线故障，能够防止施加到未故障的整流天线控制器的整流天线的电压的急剧上升，防止整流天线故障。另外，能够将在未故障的整流天线中发电的直流电力提供给负载，能够有效地利用直流电力。

另外，与实施方式3同样地，通过在二极管中使用齐纳二极管，能够将施加到整流天线的电压保持为恒定，通过使齐纳二极管的击穿电压小于整流天线的击穿电压，在整流天线击穿之前齐纳二极管击穿，所以能够进一步防止整流天线的故障。

另外，在作为本实施方式的整流天线控制器以及具备该整流天线控制器的整流天线装置中，在二极管中流过电流时，控制部通过使与二极管并联地连接的开关元件成为导通状态，能够降低提供给负载的直流电力的电力损失，能够将在未故障的整流天线中发电的直流电力高效地提供给负载，能够抑制在二极管中发生的发热，能够抑制二极管的劣化，并且能够抑制与二极管的温度上升相伴的电解电容器等周边零件的温度上升，抑制周边零件的性能降低以及劣化。

在此，在本实施方式中，以二极管D1为例子进行说明，但还能够应用于如在实施方式3中说明的图6的结构，代替二极管D1而使用开关元件Q5的情况。关于该情况下的开关元件Q2以及开关元件Q4的结构以及动作，与上述中的说明相同。

此外，本发明能够在该发明的范围内，自由地组合各实施方式或者将各实施方式适宜地变形、省略。进而，本发明不限于上述实施方式，能够在实施阶段中在不脱离其要旨的范围进行各种变形。另外，在上述实施方式中包括各种阶段的发明，能够通过公开的多个构成要件中的适宜的组合提取各种发明。

Claims (10)

1.一种整流天线控制器，与进行高频的受电并变换为直流电力的整流天线连接，控制从所述整流天线输入的所述直流电力并提供给负载，所述整流天线控制器的特征在于，具备：

输入端子，被输入利用所述整流天线变换的所述直流电力；

输出端子，将被控制的所述直流电力提供给所述负载；

第1开关元件，设置于连结所述输入端子和所述输出端子的电流路径；以及

控制部，控制所述第1开关元件，

所述第1开关元件在所述控制部未动作时为导通状态，使所述电流路径成为导通状态。

2.根据权利要求1所述的整流天线控制器，其特征在于，

所述第1开关元件是常通晶体管。

3.根据权利要求2所述的整流天线控制器，其特征在于，

所述常通晶体管具备与所述控制部连接的栅电极和与所述输入端子连接的源电极，

所述整流天线控制器具备连接于所述栅电极与所述源电极之间的上拉电阻。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的整流天线控制器，其特征在于，

所述整流天线控制器具备二极管，该二极管的阴极与所述输入端子连接，阳极被接地。

5.根据权利要求4所述的整流天线控制器，其特征在于，

所述整流天线控制器具备第2开关元件，该第2开关元件与所述二极管并联地连接，由所述控制部控制，

所述控制部在所述二极管中流过了电流时，使所述第2开关元件成为导通状态。

6.根据权利要求4所述的整流天线控制器，其特征在于，

所述二极管是齐纳二极管。

7.根据权利要求5所述的整流天线控制器，其特征在于，

所述二极管是齐纳二极管。

8.根据权利要求1至3中的任意一项所述的整流天线控制器，其特征在于，

所述整流天线控制器具备连接于所述输入端子与接地之间的第3开关元件，所述第3开关元件在所述控制部未动作时成为导通状态。

9.根据权利要求8所述的整流天线控制器，其特征在于，

所述整流天线控制器具备第4开关元件，该第4开关元件与所述第3开关元件并联地连接，由所述控制部控制，

所述控制部在所述第3开关元件中流过了电流时，使所述第4开关元件成为导通状态。

10.一种整流天线装置，其特征在于，具备：

整流天线，进行高频的受电并变换为直流电力；以及

权利要求1至9中的任意一项所述的整流天线控制器，与所述整流天线连接，

将所述整流天线控制器具有多个且串联地连接。