JP6410680B2

JP6410680B2 - rectifier

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Publication number: JP6410680B2
Application number: JP2015137073A
Authority: JP
Inventors: 茉里香中村; 津留　正臣; 正臣津留; 谷口　英司; 英司谷口
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-07-08
Filing date: 2015-07-08
Publication date: 2018-10-24
Anticipated expiration: 2035-07-08
Also published as: JP2017022825A

Description

本発明は、広範囲の入力電力で高いＲＦ−ＤＣ（高周波−直流）変換効率を実現する整流器に関するものである。 The present invention relates to a rectifier that achieves high RF-DC (high frequency-direct current) conversion efficiency over a wide range of input power.

例えばレクテナに用いられる整流器の課題として、ＲＦ−ＤＣ変換効率が入力電力に依存することが挙げられる。従来の整流器として、高周波の高入力電力時に高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる高入力電力整流手段と、高周波の低入力電力時に高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる低入力電力整流手段とを備え、これらを入力電力の値に応じて切り替えたものがあった（例えば、非特許文献１参照）。 For example, a problem of a rectifier used in a rectenna is that RF-DC conversion efficiency depends on input power. As a conventional rectifier, a high input power rectifying means capable of obtaining high RF-DC conversion efficiency at high frequency and high input power, and a low input power rectifying means capable of obtaining high RF-DC conversion efficiency at high frequency and low input power are provided. In some cases, these are switched according to the value of the input power (for example, see Non-Patent Document 1).

Wide Power Range Operable 3-stage S-Band Microwave Rectifier With Automatic Selector Based on Input Power Level，IMS2013 WE3G-4 Jun 2013Wide Power Range Operable 3-stage S-Band Microwave Rectifier With Automatic Selector Based on Input Power Level, IMS2013 WE3G-4 Jun 2013

しかしながら、従来の整流器では、整流素子だけでなく高調波処理回路や整合回路も含めて切り替えを行うため、回路構成が複雑でサイズが大きくなるという問題があった。 However, in the conventional rectifier, since switching is performed including not only the rectifying element but also the harmonic processing circuit and the matching circuit, there is a problem that the circuit configuration is complicated and the size is increased.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、簡易な回路構成で、広い電力範囲で高いＲＦ−ＤＣ変換効率を実現することのできる整流器を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain a rectifier capable of realizing high RF-DC conversion efficiency in a wide power range with a simple circuit configuration.

この発明に係る整流器は、直列数ｎかつ並列数ｍ（ｎ≧２、ｍ≧１）の整流手段を構成する複数の整流素子と、信号線とｍ列の整流素子の電力入力側との間に直列に接続された第１の整流素子切替手段と、信号線とｍ列の直列接続された整流素子同士の接続点に並列接続された第２の整流素子切替手段と、整流器に入力される高周波の電力を計測する入力電力計測部と、入力電力計測部で計測した電力に応じて第１及び第２の整流素子切替手段のオンとオフを切り替えて整流素子の直列及び並列接続の組み合わせを制御する制御部とを備えたものである。 The rectifier according to the present invention is provided between a plurality of rectifying elements constituting rectifying means having a series number n and a parallel number m (n ≧ 2, m ≧ 1), and a signal input line and a power input side of m columns of rectifying elements. The first rectifying element switching means connected in series to the signal line, the second rectifying element switching means connected in parallel to the connection point between the signal lines and m series connected rectifying elements, and input to the rectifier An input power measuring unit that measures high-frequency power, and a combination of series and parallel connection of rectifying elements by switching on and off the first and second rectifying element switching means according to the power measured by the input power measuring unit. And a control unit for controlling.

この発明の整流器は、整流器に入力される高周波の電力を計測し、この計測した電力に応じて第１及び第２の整流素子切替手段のオンとオフを切り替えて整流素子の直列及び並列接続の組み合わせを制御するようにし、高調波処理回路や整合回路の切り替えを行わないため、小さい回路面積で広範囲の入力電力に対応することができ、かつ高いＲＦ−ＤＣ変換効率を実現することができる。 The rectifier according to the present invention measures high-frequency power input to the rectifier, and switches on and off the first and second rectifying element switching means according to the measured power to connect the rectifying elements in series and in parallel. Since the combination is controlled and the harmonic processing circuit and the matching circuit are not switched, it is possible to deal with a wide range of input power with a small circuit area and to realize high RF-DC conversion efficiency.

この発明の実施の形態１による整流器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the rectifier by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１による整流器の整流素子の組み合わせを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the combination of the rectifier of the rectifier by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１による整流器のＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性の計算例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of calculation of the input power dependence of the RF-DC conversion efficiency of the rectifier by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１による整流器の整流手段の組み換えを示す対応表の説明図である。It is explanatory drawing of the correspondence table which shows the recombination of the rectifier of the rectifier by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１による整流器の制御部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the control part of the rectifier by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態２による整流器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the rectifier by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態３による整流器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the rectifier by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態４による整流器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the rectifier by Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態４による整流器の整流素子の組み合わせを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the combination of the rectifier of the rectifier by Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態４による整流器のＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性の計算例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of calculation of the input power dependence of the RF-DC conversion efficiency of the rectifier by Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態４による整流器の整流手段の組み換えを示す対応表の説明図である。It is explanatory drawing of the conversion table which shows the recombination of the rectifier of the rectifier by Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態４による整流器の制御部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the control part of the rectifier by Embodiment 4 of this invention.

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による整流器を示す構成図である。
図１に示す整流器は、整流回路部１の内部に、整流素子２１，２２，２３，２４、切替手段３１，３２，４１，４２、入力フィルタ５、出力フィルタ６、入力電力計測部７、制御部８を備え、整流回路部１の外部に平滑コンデンサ９と負荷抵抗１０とを備える。整流素子２１，２２，２３，２４は、直列数ｎかつ並列数ｍ（ｎ≧２、ｍ≧１）の整流手段を構成する複数の整流素子であり、例えばダイオードで構成されている。また、図示の構成では直列数２かつ並列数２の整流手段を構成している。切替手段３１，３２は、それぞれ、入力フィルタ５から出力フィルタ６への信号線と、整流素子２１，２２の電力入力側との間に直列に接続された第１の整流素子切替手段であり、例えばＦＥＴスイッチを用いて構成されている。また、切替手段４１，４２は、それぞれ、直列接続された整流素子２１，２３同士の接続点及び整流素子２２，２４同士の接続点に並列接続された第２の整流素子切替手段であり、例えばＦＥＴスイッチまたはダイオードやＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等を用いて構成されている。 Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing a rectifier according to Embodiment 1 of the present invention.
The rectifier shown in FIG. 1 includes rectifier elements 21, 22, 23, 24, switching means 31, 32, 41, 42, input filter 5, output filter 6, input power measuring unit 7, control inside the rectifier circuit unit 1. Part 8 and a smoothing capacitor 9 and a load resistor 10 outside the rectifier circuit part 1. The rectifying elements 21, 22, 23, and 24 are a plurality of rectifying elements that constitute rectifying means having a series number n and a parallel number m (n ≧ 2, m ≧ 1), and are configured by diodes, for example. Further, in the configuration shown in the figure, rectifying means having two series and two parallel circuits are configured. The switching means 31 and 32 are first rectifying element switching means connected in series between the signal line from the input filter 5 to the output filter 6 and the power input side of the rectifying elements 21 and 22, respectively. For example, it is configured using an FET switch. The switching means 41 and 42 are second rectifying element switching means connected in parallel to the connection point between the rectifying elements 21 and 23 connected in series and the connection point between the rectifying elements 22 and 24, respectively. An FET switch or a diode, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), or the like is used.

入力フィルタ５及び出力フィルタ６は、整流回路部１における高周波処理を行うためのフィルタである。入力電力計測部７は、整流回路部１に入力されるＲＦの入力電力を計測する処理部であり、整流回路部１に入力される高周波の一部を分岐するカップラの分岐出力に接続され、高周波の電力を計測するパワーセンサ及びパワーメータ、またはダイオード検波回路などからなる。また、入力電力計測部７は、計測した電力値の時系列データを出力する。制御部８は、入力電力計測部７で計測された入力電力に応じて切替手段３１，３２及び切替手段４１，４２のオンとオフの切替を制御し、整流素子２１，２２，２３，２４の直列及び並列接続の組み合わせを制御する制御部である。制御部８は、ハードウェアの制御を行うマイコンからなり、入力電力に応じて最高効率を得られる整流素子２１，２２，２３，２４の組み換え情報を予め設定しておき、計測された入力電力に基づいて、切替手段３１，３２，４１，４２のオンとオフを切り替える。例えば、これら切替手段３１，３２，４１，４２にＦＥＴスイッチを用いた場合、各切替手段のゲート電圧を制御してオンとオフを設定する。なお、組み替え情報の具体的な例については後述する。 The input filter 5 and the output filter 6 are filters for performing high frequency processing in the rectifier circuit unit 1. The input power measurement unit 7 is a processing unit that measures the input power of RF input to the rectifier circuit unit 1 and is connected to a branch output of a coupler that branches a part of the high frequency input to the rectifier circuit unit 1. It consists of a power sensor and power meter for measuring high frequency power, or a diode detection circuit. The input power measuring unit 7 outputs time series data of the measured power value. The control unit 8 controls on / off switching of the switching units 31 and 32 and the switching units 41 and 42 according to the input power measured by the input power measuring unit 7, and the rectifying elements 21, 22, 23, and 24 are controlled. It is a control part which controls the combination of series and parallel connection. The control unit 8 is composed of a microcomputer that controls hardware, and presets the recombination information of the rectifying elements 21, 22, 23, and 24 that can obtain the highest efficiency according to the input power, and sets the measured input power. Based on this, the switching means 31, 32, 41, 42 are switched on and off. For example, when FET switches are used for these switching means 31, 32, 41, 42, the gate voltage of each switching means is controlled to set on and off. A specific example of the rearrangement information will be described later.

また、整流回路部１の出力側から平滑コンデンサ９と負荷抵抗１０とを用いて出力電力を取り出すよう構成されている。 Further, the output power is extracted from the output side of the rectifier circuit unit 1 using the smoothing capacitor 9 and the load resistor 10.

なお、図示例では、整流素子を、整流素子２１，２２，２３，２４の４つとしたが、２つ以上の直列及び並列接続が可能な構成であればどのような数であってもよい。また、整流素子としてダイオードを用いたが、ＦＥＴやＨＥＭＴ等であってもよい。さらに、整流素子２１，２２，２３，２４は同じ品種である必要はなく、耐圧や内部抵抗、接合容量等の異なる品種であってもよい。また、切替手段３１，３２，４１，４２についても、ＦＥＴスイッチ以外のスイッチであってもよい。 In the illustrated example, the number of rectifying elements is four, that is, rectifying elements 21, 22, 23, and 24. However, any number may be used as long as two or more series and parallel connections are possible. Further, although a diode is used as a rectifying element, an FET, HEMT, or the like may be used. Furthermore, the rectifying elements 21, 22, 23, and 24 do not need to be the same type, and may be different types such as withstand voltage, internal resistance, and junction capacitance. Also, the switching means 31, 32, 41, 42 may be a switch other than the FET switch.

次に、実施の形態１に係る整流器の動作について説明する。
整流回路部１に入力された高周波（ＲＦ）は、入力フィルタ５を介して整流手段に入力され、整流手段の非線形性により直流（ＤＣ）に変換される。具体的には、整流回路部１に入力されるＲＦにより、非線形素子である整流手段がオンとオフを繰り返し、ＤＣ成分と高調波が生成され、平滑コンデンサ９により平滑化されてＤＣ成分が出力される。この時、入力電力計測部７において、整流回路部１に入力されるＲＦの電力が計測され、計測した電力を制御部８に伝送する。制御部８は、計測された入力電力に基づいて、整流回路部１のＲＦ−ＤＣ変換効率が最も高く得られるように、第１の整流素子切替手段及び第２の整流素子切替手段のオンとオフを切り替え、整流手段の組み合わせを制御する。 Next, the operation of the rectifier according to Embodiment 1 will be described.
The high frequency (RF) input to the rectifying circuit unit 1 is input to the rectifying means via the input filter 5, and is converted to direct current (DC) by the non-linearity of the rectifying means. Specifically, the rectifier, which is a nonlinear element, is repeatedly turned on and off by RF input to the rectifier circuit unit 1 to generate a DC component and a harmonic, and is smoothed by the smoothing capacitor 9 to output the DC component. Is done. At this time, the input power measuring unit 7 measures the RF power input to the rectifier circuit unit 1 and transmits the measured power to the control unit 8. Based on the measured input power, the control unit 8 turns on the first rectifying element switching unit and the second rectifying element switching unit so that the RF-DC conversion efficiency of the rectifying circuit unit 1 is the highest. Switch off and control the combination of rectification means.

図２に、実施の形態１に係る整流器における整流素子の組み合わせの一例として、状態１、状態２、状態３、状態４、状態５を示す。なお、図２中入力電力と整流素子のインピーダンスは、矢印の方向に値が増加することを示している。ここで、整流素子のインピーダンスは、状態３で最も大きくなり、左右に行くにつれてその値が減少する。また、図３に実施の形態１の整流器のＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性の計算例を示す。図３において、横軸は入力電力Ｐｉｎ（ｄＢｍ）を、縦軸はＲＦ−ＤＣ変換効率η（％）を示している。図３に示す例は、状態３においてＲＦ−ＤＣ変換効率が最も高く得られるように入力フィルタ５と出力フィルタ６及び負荷抵抗１０を設計している。ＲＦ−ＤＣ変換効率のピーク点は、立ち上がり電圧が低くなると高効率となり、ブレークダウン電圧が高くなるほど高入力電力側にシフトする。また、整流素子の並列接続により、立ち上がり電圧及びブレークダウン電圧に変化はないが、整流素子に流れる電流量が半減し、整流素子の直列接続により、全体の立ち上がり電圧は増大するが、整流素子に印加される電圧が半減するためブレークダウン電圧が増加する。 FIG. 2 shows a state 1, a state 2, a state 3, a state 4, and a state 5 as an example of a combination of rectifying elements in the rectifier according to the first embodiment. In FIG. 2, the input power and the impedance of the rectifier element increase in the direction of the arrow. Here, the impedance of the rectifying element becomes the largest in the state 3, and the value decreases as it goes to the left and right. FIG. 3 shows a calculation example of the input power dependency of the RF-DC conversion efficiency of the rectifier of the first embodiment. In FIG. 3, the horizontal axis represents the input power Pin (dBm), and the vertical axis represents the RF-DC conversion efficiency η (%). In the example illustrated in FIG. 3, the input filter 5, the output filter 6, and the load resistor 10 are designed so that the RF-DC conversion efficiency is highest in the state 3. The peak point of the RF-DC conversion efficiency becomes higher when the rising voltage becomes lower, and shifts to the higher input power side as the breakdown voltage becomes higher. In addition, there is no change in the rising voltage and breakdown voltage due to the parallel connection of the rectifying elements, but the amount of current flowing through the rectifying element is halved and the overall rising voltage is increased by the series connection of the rectifying elements, but Since the applied voltage is halved, the breakdown voltage increases.

このため、整流手段の組み換えは、低入力電力において、状態１のような１並列１直列の状態とし、入力電力の増加に伴い電流量が増えるため状態３のような１直列２並列の状態とし、さらに高入力電力となる場合、高電圧が整流素子に印加されるため状態５のような２直列１並列の状態としている。また、図３は、状態３においてＲＦ−ＤＣ変換効率が最も高く得られるように入力フィルタ５と出力フィルタ６及び負荷抵抗１０を設計しているため、状態２は状態１と状態３、状態４は状態３と状態５の間のインピーダンス特性となる状態に設定している。 For this reason, the recombination of the rectifying means is changed to a 1-parallel 1-series state as in state 1 at low input power, and a 1-series 2-parallel state as in state 3 because the amount of current increases as the input power increases. When the input power is further increased, a high voltage is applied to the rectifying element, so that the two series and one parallel state such as state 5 is set. In FIG. 3, the input filter 5, the output filter 6, and the load resistor 10 are designed so that the RF-DC conversion efficiency is the highest in the state 3. Is set to a state that provides impedance characteristics between state 3 and state 5.

図４は、このような整流手段の組み換えを示す対応表の一例であり、この対応表が図示しないメモリ等に格納され、制御部８で参照可能に構成されている。この対応表は、入力電力に対する状態と切替手段３１，３２，４１，４２オン、オフ状態とを示すものである。なお、切替手段４１，４２における「−」は制御無しを示している。 FIG. 4 is an example of a correspondence table showing the recombination of such rectifying means. This correspondence table is stored in a memory or the like (not shown) and can be referred to by the control unit 8. This correspondence table shows the state with respect to the input power and the switching means 31, 32, 41, 42 on and off states. Note that “−” in the switching means 41 and 42 indicates no control.

次に、制御部８による切替手段３１，３２，４１，４２の切替制御について図５のフローチャートを用いて説明する。
図３に示す計算例の場合、０＜Ｐｉｎ＜９ｄＢｍの入力電力範囲（ステップＳＴ１：ＹＥＳ）において、整流手段を状態１となるよう組み換えるため、切替手段３１をオン、切替手段３２をオフ、切替手段４１をオンとする（ステップＳＴ２）。ステップＳＴ１で０＜Ｐｉｎ＜９ｄＢｍの入力電力範囲ではない場合はステップＳＴ３に移行する。また、９≦Ｐｉｎ＜１７ｄＢｍの入力電力範囲（ステップＳＴ３：ＹＥＳ）において、整流手段を状態２となるよう組み換えるため、切替手段３１をオン、切替手段３２をオン、切替手段４１をオン、切替手段４２をオフとする（ステップＳＴ４）。ステップＳＴ３で９≦Ｐｉｎ＜１７ｄＢｍの入力電力範囲ではない場合はステップＳＴ５に移行する。また、１７≦Ｐｉｎ＜３１ｄＢｍの入力電力範囲（ステップＳＴ５：ＹＥＳ）において、整流手段を状態３となるよう組み換えるため、切替手段３１をオン、切替手段３２をオン、切替手段４１をオン、切替手段４２をオンとする（ステップＳＴ６）。ステップＳＴ５で１７≦Ｐｉｎ＜３１ｄＢｍの入力電力範囲でない場合はステップＳＴ７に移行する。また、３１≦Ｐｉｎ＜３８ｄＢｍの入力電力範囲（ステップＳＴ７：ＹＥＳ）において、整流手段を状態４となるよう組み換えるため、切替手段３１をオン、切替手段３２をオン、切替手段４１をオフ、切替手段４２をオフとする（ステップＳＴ８）。ステップＳＴ７で３１≦Ｐｉｎ＜３８ｄＢｍの入力電力範囲でない場合はステップＳＴ９に移行する。また、３８≦Ｐｉｎ＜４０ｄＢｍの入力電力範囲（ステップＳＴ９：ＹＥＳ）において、整流手段を状態５となるよう組み換えるため、切替手段３１をオフ、切替手段３２をオン、切替手段４２をオフとして（ステップＳＴ１０）、切替制御を終了する。また、ステップＳＴ９で３８≦Ｐｉｎ＜４０ｄＢｍの入力電力範囲でない場合は、そのまま終了する。
制御部８は、このような切替制御を一定周期または任意のタイミングで実行する。 Next, switching control of the switching means 31, 32, 41, and 42 by the control unit 8 will be described using the flowchart of FIG.
In the case of the calculation example shown in FIG. 3, in order to recombine the rectifying means to be in the state 1 in the input power range of 0 <Pin <9 dBm (step ST1: YES), the switching means 31 is turned on, the switching means 32 is turned off, The switching means 41 is turned on (step ST2). If the input power range is not 0 <Pin <9 dBm in step ST1, the process proceeds to step ST3. Further, in the input power range of 9 ≦ Pin <17 dBm (step ST3: YES), the switching means 31 is turned on, the switching means 32 is turned on, and the switching means 41 is turned on and switched in order to rearrange the rectifying means to be in the state 2. The means 42 is turned off (step ST4). If the input power range is not 9 ≦ Pin <17 dBm in step ST3, the process proceeds to step ST5. Further, in the input power range of 17 ≦ Pin <31 dBm (step ST5: YES), the switching means 31 is turned on, the switching means 32 is turned on, and the switching means 41 is turned on and switched in order to recombine the rectifying means to be in the state 3. The means 42 is turned on (step ST6). If it is determined in step ST5 that the input power range is not 17 ≦ Pin <31 dBm, the process proceeds to step ST7. Further, in the input power range of 31 ≦ Pin <38 dBm (step ST7: YES), the switching means 31 is turned on, the switching means 32 is turned on, the switching means 41 is turned off, and the switching is performed in order to rearrange the rectifying means to be in the state 4. The means 42 is turned off (step ST8). If it is determined in step ST7 that the input power range is not 31 ≦ Pin <38 dBm, the process proceeds to step ST9. Further, in the input power range of 38 ≦ Pin <40 dBm (step ST9: YES), in order to recombine the rectifying means to be in the state 5, the switching means 31 is turned off, the switching means 32 is turned on, and the switching means 42 is turned off ( Step ST10), the switching control is terminated. If the input power range is not 38 ≦ Pin <40 dBm in step ST9, the process ends as it is.
The control unit 8 executes such switching control at a constant cycle or at arbitrary timing.

以上説明したように、実施の形態１の整流器によれば、直列数ｎかつ並列数ｍ（ｎ≧２、ｍ≧１）の整流手段を構成する複数の整流素子と、信号線とｍ列の整流素子の電力入力側との間に直列に接続された第１の整流素子切替手段と、信号線とｍ列の直列接続された整流素子同士の接続点に並列接続された第２の整流素子切替手段と、整流器に入力される高周波の電力を計測する入力電力計測部と、入力電力計測部で計測した電力に応じて第１及び第２の整流素子切替手段のオンとオフを切り替えて整流素子の直列及び並列接続の組み合わせを制御する制御部とを備えたので、小さい回路面積で広範囲の入力電力に対応することができ、かつ高いＲＦ−ＤＣ変換効率を実現することができる。 As described above, according to the rectifier of the first embodiment, a plurality of rectifying elements constituting rectifying means of n in series and m in parallel (n ≧ 2, m ≧ 1), signal lines and m columns A first rectifying element switching means connected in series between the power input side of the rectifying element and a second rectifying element connected in parallel to a connection point between the signal line and m series connected rectifying elements Rectification by switching on and off the first and second rectifying element switching means according to the power measured by the switching means, the high-frequency power input to the rectifier, and the power measured by the input power measuring section Since the control unit that controls the combination of series and parallel connection of elements is provided, a wide range of input power can be handled with a small circuit area, and high RF-DC conversion efficiency can be realized.

実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１における負荷抵抗１０を、整流素子２１，２２，２３，２４と同様の接続として設け、かつ、第１の整流素子切替手段及び第２の整流素子切替手段と対になるよう第１の負荷抵抗切替手段及び第２の負荷抵抗切替手段を設けたものである。
図６は、実施の形態２の整流器を示す構成図であり、整流回路部１、切替手段１１１，１１２，１２１，１２２、負荷抵抗１０１，１０２，１０３，１０４、平滑コンデンサ９を備える。ここで、整流回路部１の構成については、図１で示した実施の形態１の構成と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。 Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment, the load resistor 10 in the first embodiment is provided as a connection similar to the rectifying elements 21, 22, 23, and 24, and the first rectifying element switching means and the second rectifying element switching means are provided. A first load resistance switching unit and a second load resistance switching unit are provided so as to form a pair.
FIG. 6 is a configuration diagram illustrating the rectifier according to the second embodiment, which includes the rectifier circuit unit 1, switching means 111, 112, 121, 122, load resistors 101, 102, 103, 104, and the smoothing capacitor 9. Here, since the configuration of the rectifier circuit unit 1 is the same as the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1, the same reference numerals are given to the corresponding portions, and the description thereof is omitted.

切替手段１１１，１１２，１２１，１２２は、切替手段３１，３２，４１，４２と対になるよう接続され、また、負荷抵抗１０１，１０２，１０３，１０４は、整流素子２１，２２，２３，２４と同様に接続されている。すなわち、負荷抵抗１０１，１０３，１０２，１０４は、直列数２かつ並列数２の回路であり、電力入力側が整流回路部１の出力に接続されている。また、切替手段１１１，１１２は、整流回路部１の出力と、負荷抵抗１０１，１０２の電力入力側との間に直列に接続された第１の負荷抵抗切替手段であり、例えばＦＥＴスイッチを用いて構成されている。これら切替手段１１１，１１２は制御部８により、切替手段３１，３２と同時に制御されるよう構成されている。例えば、切替手段３１，３２と切替手段１１１，１１２が共にＦＥＴスイッチであった場合、制御部８は、切替手段３１と切替手段１１１のゲート電圧、切替手段３２と切替手段１１２のゲート電圧をそれぞれ同時に制御してオンとオフを設定する。 The switching means 111, 112, 121, 122 are connected to the switching means 31, 32, 41, 42 to be paired, and the load resistors 101, 102, 103, 104 are rectifier elements 21, 22, 23, 24. Connected as well. That is, the load resistors 101, 103, 102, 104 are circuits having two series and two parallel circuits, and the power input side is connected to the output of the rectifier circuit unit 1. The switching means 111 and 112 are first load resistance switching means connected in series between the output of the rectifier circuit unit 1 and the power input side of the load resistors 101 and 102, and use, for example, an FET switch. Configured. These switching means 111 and 112 are configured to be controlled simultaneously with the switching means 31 and 32 by the control unit 8. For example, when the switching means 31 and 32 and the switching means 111 and 112 are both FET switches, the control unit 8 sets the gate voltage of the switching means 31 and the switching means 111 and the gate voltage of the switching means 32 and the switching means 112, respectively. Control on and off at the same time.

また、切替手段１２１，１２２は、直列接続された負荷抵抗１０１，１０３同士の接続点及び負荷抵抗１０２，１０４同士の接続点とにそれぞれ並列接続された第２の負荷抵抗切替手段であり、例えばＦＥＴスイッチを用いて構成されている。これら切替手段１２１，１２２は、制御部８により切替手段４１，４２と同時に制御されるよう構成されている。例えば、切替手段４１，４２と切替手段１２１，１２２が共にＦＥＴスイッチであった場合、制御部８は、切替手段４１と切替手段１２１のゲート電圧、切替手段４２と切替手段１２２のゲート電圧をそれぞれ同時に制御してオンとオフを設定する。 The switching means 121 and 122 are second load resistance switching means connected in parallel to the connection point between the load resistances 101 and 103 connected in series and the connection point between the load resistances 102 and 104, respectively. It is configured using an FET switch. These switching means 121 and 122 are configured to be controlled simultaneously with the switching means 41 and 42 by the control unit 8. For example, when the switching means 41 and 42 and the switching means 121 and 122 are both FET switches, the control unit 8 sets the gate voltage of the switching means 41 and the switching means 121 and the gate voltage of the switching means 42 and the switching means 122, respectively. Control on and off at the same time.

次に、実施の形態２に係る整流器の動作について説明する。
整流回路部１に入力された高周波（ＲＦ）は、入力フィルタ５を介して整流手段に入力され、整流手段の非線形性により直流（ＤＣ）に変換される。このとき、入力電力計測部７において、整流回路部１に入力されるＲＦの電力が計測され、計測した電力を制御部８に伝送する。制御部８は、計測された入力電力に基づいて、整流回路部１のＲＦ−ＤＣ変換効率が最も高く得られるように、切替手段３１，３２，４１，４２と切替手段１１１，１１２，１２１，１２２のオンとオフを同時に切り替え、整流素子２１，２２，２３，２４及び負荷抵抗１０１，１０２，１０３，１０４の組み合わせを制御する。ここで、制御部８が参照する対応表は、実施の形態１で説明した図４における対応表の「切替手段３１」が「切替手段３１，１１１」に、「切替手段３２」が「切替手段３２，１１２」に、「切替手段４１」が「切替手段４１，１２１」に、「切替手段４２」が「切替手段４２，１２１」に、それぞれ設定されたものである。また、実施の形態２における制御部８の切替制御については、実施の形態１の図５のフローチャートにおいて、ステップＳＴ２、ステップＳＴ４、ステップＳＴ６、ステップＳＴ８、ステップＳＴ１０における切替手段として、切替手段３１，３２，４１，４２と切替手段１１１，１１２，１２１，１２２のオンとオフを同時に制御する点が異なるのみであるため、フローチャートの図示及び各ステップの詳細については省略する。 Next, the operation of the rectifier according to Embodiment 2 will be described.
The high frequency (RF) input to the rectifying circuit unit 1 is input to the rectifying means via the input filter 5, and is converted to direct current (DC) by the non-linearity of the rectifying means. At this time, the input power measuring unit 7 measures the RF power input to the rectifying circuit unit 1 and transmits the measured power to the control unit 8. Based on the measured input power, the controller 8 switches the switching means 31, 32, 41, 42 and the switching means 111, 112, 121, so that the RF-DC conversion efficiency of the rectifier circuit section 1 is the highest. 122 is switched on and off at the same time, and the combination of the rectifying elements 21, 22, 23, 24 and the load resistors 101, 102, 103, 104 is controlled. Here, the correspondence table referred to by the control unit 8 is that the “switching means 31” in the correspondence table in FIG. 4 described in the first embodiment is “switching means 31, 111” and the “switching means 32” is “switching means”. 32, 112 "," switching means 41 "is set to" switching means 41, 121 ", and" switching means 42 "is set to" switching means 42, 121 ". Further, regarding the switching control of the control unit 8 in the second embodiment, in the flowchart of FIG. 5 of the first embodiment, as the switching means in step ST2, step ST4, step ST6, step ST8, step ST10, the switching means 31, 32, 41, and 42 and the switching means 111, 112, 121, and 122 are controlled only at the same time, and therefore the illustration of the flowchart and details of each step are omitted.

そして、切替手段３１，３２，４１，４２と対になる切替手段１１１，１１２，１２１，１２２と、整流素子２１，２２，２３，２４と同様に接続された負荷抵抗１０１，１０２，１０３，１０４とを用いて出力電力を取り出す。 Then, the switching means 111, 112, 121, 122 paired with the switching means 31, 32, 41, 42 and the load resistors 101, 102, 103, 104 connected in the same manner as the rectifying elements 21, 22, 23, 24. And take out the output power.

負荷抵抗１０１，１０２，１０３，１０４全体のインピーダンスは、整流素子２１，２２，２３，２４全体のインピーダンスと比例関係にある。実施の形態２では、負荷抵抗１０１，１０２，１０３，１０４の直列及び並列接続が整流素子２１，２２，２３，２４の組み合わせと同様に組み合わせられているため、各状態において整流手段に最適な負荷インピーダンスを得られ、実施の形態１に比べより高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。すなわち、整流素子全体のインピーダンスと負荷抵抗全体のインピーダンスは比例関係にあり、また、整流素子全体のインピーダンスが変わると、最適な負荷インピーダンスも変わるため、整流素子の組み合わせと負荷抵抗の組み合わせが同時に切り替えられることにより、最適な負荷インピーダンスを得ることができる。 The overall impedance of the load resistors 101, 102, 103, 104 is proportional to the overall impedance of the rectifying elements 21, 22, 23, 24. In the second embodiment, since the series and parallel connections of the load resistors 101, 102, 103, 104 are combined in the same manner as the combination of the rectifying elements 21, 22, 23, 24, the optimum load for the rectifying means in each state Impedance can be obtained, and higher RF-DC conversion efficiency than that of the first embodiment can be obtained. In other words, the impedance of the entire rectifying element and the impedance of the entire load resistance are in a proportional relationship, and when the impedance of the entire rectifying element changes, the optimum load impedance also changes. As a result, an optimum load impedance can be obtained.

以上説明したように、実施の形態２の整流器によれば、整流器の出力側に接続された直列数ｎかつ並列数ｍ（ｎ≧２、ｍ≧１）の複数の負荷抵抗と、整流器の出力側の信号線とｍ列の負荷抵抗の電力入力側に直列に接続された第１の負荷抵抗切替手段と、整流器の出力側の信号線とｍ列の直列接続された整流素子同士の接続点に並列に接続された第２の負荷抵抗切替手段とを備え、制御部は、入力電力計測部で計測した電力に応じて、直列ｉ番目並列ｊ番目の整流素子（１≦ｉ≦ｎ、１≦ｊ≦ｍ）の入力電力側に接続する第１または第２の整流素子切替手段と、直列ｉ番目並列ｊ番目の負荷抵抗の入力電力側に接続する第１または第２の負荷抵抗切替手段のオンとオフを同時に切り替え、複数の整流素子と複数の負荷抵抗の直列及び並列接続を同時に制御するようにしたので、小さい回路面積で広範囲の入力電力において高いＲＦ−ＤＣ変換効率を実現することができる。 As described above, according to the rectifier of the second embodiment, a plurality of load resistors having a series number n and a parallel number m (n ≧ 2, m ≧ 1) connected to the output side of the rectifier, and the output of the rectifier Of the first load resistance switching means connected in series to the power input side of the signal line on the side and the load resistance of the m columns, and the connection point between the signal line on the output side of the rectifier and the m series of rectifying elements connected in series And a second load resistance switching means connected in parallel with each other, and the control unit determines the i th parallel j th rectifier element (1 ≦ i ≦ n, 1) in accordance with the power measured by the input power measuring unit. ≦ j ≦ m), the first or second rectifier switching means connected to the input power side, and the first or second load resistance switching means connected to the input power side of the series i-th parallel j-th load resistance Switch on and off at the same time, connect multiple rectifiers and multiple load resistors in series and in parallel Since so as to control at the same time, it is possible to realize a high RF-DC conversion efficiency over a wide range of input power with a small circuit area.

実施の形態３．
実施の形態３は、整流器の出力側にＤＣ−ＤＣコンバータ１３を備えたものである。
図７は、実施の形態３の整流器を示す構成図であり、整流回路部１とＤＣ−ＤＣコンバータ１３とを備えている。ここで、整流回路部１の構成については、図１で示した実施の形態１の構成と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。 Embodiment 3 FIG.
In the third embodiment, a DC-DC converter 13 is provided on the output side of the rectifier.
FIG. 7 is a configuration diagram illustrating the rectifier according to the third embodiment, which includes the rectifier circuit unit 1 and the DC-DC converter 13. Here, since the configuration of the rectifier circuit unit 1 is the same as the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1, the same reference numerals are given to the corresponding portions, and the description thereof is omitted.

ＤＣ−ＤＣコンバータ１３は、インダクタ１４１，１４２，１４３，１４４、切替手段１５１，１５２，１６１，１６２、切替手段１７、整流素子１８、平滑コンデンサ９、負荷抵抗１０、高周波数発振器１９及び低周波数発振器２０を備えている。インダクタ１４１，１４２，１４３，１４４は、それぞれ整流素子２１，２２，２３，２４と同様に接続された直列数２かつ並列数２の入力インピーダンスを制御するためのインダクタである。切替手段１５１，１５２，１６１，１６２は、切替手段３１，３２，４１，４２と対になるよう接続された切替手段である。すなわち、切替手段１５１，１５２は、切替手段１７を介した整流回路部１の出力と、インダクタ１４１，１４２の入力側との間に直列に接続された第１のインダクタ切替手段であり、例えばＦＥＴスイッチを用いて構成されている。これら切替手段１５１，１５２は、制御部８により切替手段３１，３２と同時に制御されるよう構成されている。例えば、切替手段３１，３２と切替手段１５１，１５２が共にＦＥＴスイッチであった場合、制御部８は、切替手段３１と切替手段１５１のゲート電圧、切替手段３２と切替手段１５２のゲート電圧をそれぞれ同時に制御してオンとオフを設定する。 The DC-DC converter 13 includes inductors 141, 142, 143, 144, switching means 151, 152, 161, 162, switching means 17, rectifying element 18, smoothing capacitor 9, load resistor 10, high frequency oscillator 19, and low frequency oscillator. 20 is provided. The inductors 141, 142, 143, and 144 are inductors for controlling the input impedance of two series and two parallel connected in the same manner as the rectifying elements 21, 22, 23, and 24, respectively. The switching means 151, 152, 161, 162 are switching means connected to be paired with the switching means 31, 32, 41, 42. That is, the switching means 151 and 152 are first inductor switching means connected in series between the output of the rectifier circuit unit 1 via the switching means 17 and the input side of the inductors 141 and 142, for example, FET It is configured using a switch. These switching means 151 and 152 are configured to be controlled simultaneously with the switching means 31 and 32 by the control unit 8. For example, when the switching means 31 and 32 and the switching means 151 and 152 are both FET switches, the control unit 8 sets the gate voltage of the switching means 31 and the switching means 151 and the gate voltage of the switching means 32 and the switching means 152, respectively. Control on and off at the same time.

また、切替手段１６１，１６２は、直列接続されたインダクタ１４１，１４３の接続点及びインダクタ１４２，１４４の接続点とにそれぞれ並列接続された第２のインダクタ切替手段であり、例えばＦＥＴスイッチを用いて構成されている。これら切替手段１６１，１６２は、制御部８により、切替手段４１，４２と同時に制御されるよう構成されている。例えば、切替手段４１，４２と切替手段１６１，１６２が共にＦＥＴスイッチであった場合、制御部８は、切替手段４１と切替手段１６１のゲート電圧、切替手段４２と切替手段１６２のゲート電圧をそれぞれ同時に制御してオンとオフを設定する。 The switching means 161 and 162 are second inductor switching means connected in parallel to the connection points of the inductors 141 and 143 and the connection points of the inductors 142 and 144 connected in series, for example, using an FET switch. It is configured. These switching units 161 and 162 are configured to be controlled by the control unit 8 simultaneously with the switching units 41 and 42. For example, when the switching means 41 and 42 and the switching means 161 and 162 are both FET switches, the control unit 8 sets the gate voltage of the switching means 41 and the switching means 161 and the gate voltage of the switching means 42 and the switching means 162, respectively. Control on and off at the same time.

切替手段１７は、整流回路部１の出力側とインダクタ１４１，１４２，１４３，１４４の入力側との間に設けられた切替手段であり、例えばＦＥＴスイッチを用いて構成されている。整流素子１８は切替手段１７の出力側に接続された整流素子であり、例えばダイオードで構成されている。高周波数発振器１９及び低周波数発振器２０は制御部８の出力を入力として制御パルスを合成し、切替手段１７のオンとオフを制御するための回路である。 The switching unit 17 is a switching unit provided between the output side of the rectifier circuit unit 1 and the input side of the inductors 141, 142, 143, and 144, and is configured using, for example, an FET switch. The rectifying element 18 is a rectifying element connected to the output side of the switching means 17, and is composed of, for example, a diode. The high-frequency oscillator 19 and the low-frequency oscillator 20 are circuits for controlling the on / off of the switching means 17 by synthesizing a control pulse with the output of the control unit 8 as an input.

なお、図示例ではＤＣ−ＤＣコンバータ１３として、昇降圧チョッパ回路を用いた例を示したが、負荷インピーダンスを制御する回路であれば、昇圧型や降圧型等いずれのコンバータであってもよい。 In the illustrated example, a step-up / step-down chopper circuit is used as the DC-DC converter 13. However, any converter such as a step-up type or a step-down type may be used as long as the circuit controls the load impedance.

次に、実施の形態３に係る整流器の動作について説明する。
整流回路部１に入力された高周波（ＲＦ）は、入力フィルタ５を介して整流手段に入力され、整流手段の非線形性により直流（ＤＣ）に変換される。この時、入力電力計測部７において、整流回路部１に入力されるＲＦの電力が計測され、計測した電力を制御部８に伝送する。制御部８は、計測された入力電力に基づいて、整流回路部１のＲＦ−ＤＣ変換効率が最も高く得られるように、切替手段３１，３２，４１，４２のオンとオフを切り替え、整流素子２１，２２，２３，２４の組み合わせを制御する。ここで、制御部８が参照する対応表は、実施の形態１で説明した図４における対応表の「切替手段３１」が「切替手段３１，１５１」に、「切替手段３２」が「切替手段３２，１５２」に、「切替手段４１」が「切替手段４１，１６１」に、「切替手段４２」が「切替手段４２，１６１」に、それぞれ設定されたものである。また、実施の形態３における制御部８の切替制御については、実施の形態１の図５のフローチャートにおいて、ステップＳＴ２、ステップＳＴ４、ステップＳＴ６、ステップＳＴ８、ステップＳＴ１０における切替手段として、切替手段３１，３２，４１，４２と切替手段１５１，１５２，１６１，１６２のオンとオフを同時に制御する点が異なるのみであるため、フローチャートの図示及び各ステップの詳細については省略する。 Next, the operation of the rectifier according to Embodiment 3 will be described.
The high frequency (RF) input to the rectifying circuit unit 1 is input to the rectifying means via the input filter 5, and is converted to direct current (DC) by the non-linearity of the rectifying means. At this time, the input power measuring unit 7 measures the RF power input to the rectifier circuit unit 1 and transmits the measured power to the control unit 8. Based on the measured input power, the control unit 8 switches on and off the switching units 31, 32, 41, and 42 so that the RF-DC conversion efficiency of the rectifying circuit unit 1 is the highest, and the rectifying element The combination of 21, 22, 23, and 24 is controlled. Here, the correspondence table referred to by the control unit 8 is that the “switching means 31” in the correspondence table in FIG. 4 described in the first embodiment is “switching means 31, 151” and the “switching means 32” is “switching means”. 32, 152 "," switching means 41 "is set to" switching means 41, 161 ", and" switching means 42 "is set to" switching means 42, 161 ", respectively. Further, regarding the switching control of the control unit 8 in the third embodiment, in the flowchart of FIG. 5 of the first embodiment, as the switching means in step ST2, step ST4, step ST6, step ST8, step ST10, the switching means 31, 32, 41, and 42 and the switching means 151, 152, 161, and 162 are controlled at the same time, and therefore the illustration of the flowchart and details of each step are omitted.

整流回路部１からみた出力側のインピーダンスは、整流素子２１，２２，２３，２４全体のインピーダンスと比例関係にあり、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３により制御される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１３において、整流回路部１からみた出力側のインピーダンスは、インダクタ１４１，１４２，１４３，１４４のインダクタンス、高周波数発振器１９の周波数に比例し、高周波数発振器１９と低周波数発振器２０のパルスデューティ比に反比例する。このため、整流手段と同様に配置されたＤＣ−ＤＣコンバータ１３内のインダクタ１４１，１４２，１４３，１４４の直列及び並列接続を、整流手段の組み合わせと同様に組み合わせることで、各状態において整流手段に最適なインピーダンスが得られ、実施の形態１に比べて、より高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。すなわち、整流素子全体のインピーダンスとインダクタ全体のインピーダンスは比例関係にあり、また、整流素子全体のインピーダンスが変わると、最適な負荷インピーダンスも変わるため、整流素子の組み合わせとインダクタの組み合わせが同時に切り替えられることにより、最適な負荷インピーダンスを得ることができる。 The impedance on the output side viewed from the rectifier circuit unit 1 is proportional to the impedance of the entire rectifier elements 21, 22, 23, and 24, and is controlled by the DC-DC converter 13. In the DC-DC converter 13, the output-side impedance viewed from the rectifier circuit unit 1 is proportional to the inductances of the inductors 141, 142, 143, and 144 and the frequency of the high-frequency oscillator 19. It is inversely proportional to the pulse duty ratio. For this reason, the series and parallel connections of the inductors 141, 142, 143, and 144 in the DC-DC converter 13 arranged in the same manner as the rectifying means are combined in the same manner as the combination of the rectifying means, so that the rectifying means in each state. An optimum impedance can be obtained, and higher RF-DC conversion efficiency can be obtained as compared with the first embodiment. That is, the impedance of the entire rectifying element and the impedance of the entire inductor are in a proportional relationship, and when the impedance of the entire rectifying element changes, the optimum load impedance also changes, so the combination of the rectifying element and the inductor can be switched simultaneously. Thus, the optimum load impedance can be obtained.

なお、整流回路部１からみた出力側のインピーダンスを制御する例として、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３内のインダクタ１４１，１４２，１４３，１４４の組み換えについて説明したが、高周波数発振器１９の周波数を決める抵抗を、整流素子と同様に組み合わせることも可能である。 As an example of controlling the impedance on the output side viewed from the rectifier circuit unit 1, the recombination of the inductors 141, 142, 143, and 144 in the DC-DC converter 13 has been described, but a resistor that determines the frequency of the high-frequency oscillator 19 is used. It is also possible to combine the same as the rectifying element.

以上説明したように、実施の形態３の整流器によれば、整流器の出力側に接続された直列数ｎかつ並列数ｍ（ｎ≧２、ｍ≧１）の複数のインダクタと、整流器の出力側の信号線とｍ列のインダクタの電力入力側に直列に接続された第１のインダクタ切替手段と、整流器の出力側の信号線とｍ列の直列接続されたインダクタ同士の接続点に並列に接続された第２のインダクタ切替手段とを有するＤＣ−ＤＣコンバータを備え、制御部は、入力電力に応じて直列ｉ番目並列ｊ番目の整流素子（１≦ｉ≦ｎ、１≦ｊ≦ｍ）の入力電力側に接続する第１または第２の整流素子切替手段と、直列ｉ番目並列ｊ番目の第１または第２のインダクタ切替手段のオンとオフを同時に切り替えて、複数の整流素子と複数のインダクタの直列及び並列接続を同時に制御するようにしたので、小さい回路面積で広範囲の入力電力において高いＲＦ−ＤＣ変換効率を実現することができる。 As described above, according to the rectifier of the third embodiment, a plurality of inductors having a series number n and a parallel number m (n ≧ 2, m ≧ 1) connected to the output side of the rectifier, and the output side of the rectifier The first inductor switching means connected in series to the power input side of the signal line and the m-row inductor and the connection point between the signal line on the output side of the rectifier and the m-series inductor connected in series are connected in parallel. A DC-DC converter having a second inductor switching unit, and the control unit is configured to control a series i-th parallel j-th rectifier element (1 ≦ i ≦ n, 1 ≦ j ≦ m) according to input power. The first or second rectifying element switching means connected to the input power side and the first or second inductor switching means of the i th series and the j th series are switched on and off at the same time. Simultaneous inductor and series connection Since Gosuru way, it is possible to realize a high RF-DC conversion efficiency over a wide range of input power with a small circuit area.

実施の形態４．
実施の形態４は、制御部８ａが整流回路部１ａの出力電圧に応じて第１及び第２の整流素子切替手段のオンとオフを切り替えるようにしたものである。
図８は、実施の形態４の整流器を示す構成図である。
図８に示す整流器は、整流回路部１ａの内部に、整流素子２１，２２，２３，２４、第１の整流素子切替手段である切替手段３１，３２、第２の整流素子切替手段である切替手段４１，４２、入力フィルタ５、出力フィルタ６、制御部８ａを備え、整流回路部１ａの外部に平滑コンデンサ９と負荷抵抗１０とを備える。すなわち、実施の形態４の整流器は、実施の形態１における入力電力計測部７を削除し、制御部８ａが整流回路部１ａの出力電圧に基づいて制御を行うようにしたものである。これ以外の構成は図１に示した実施の形態１と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。 Embodiment 4 FIG.
In the fourth embodiment, the control unit 8a switches the first and second rectifying element switching means on and off according to the output voltage of the rectifying circuit unit 1a.
FIG. 8 is a configuration diagram illustrating a rectifier according to the fourth embodiment.
The rectifier shown in FIG. 8 includes rectifier elements 21, 22, 23, and 24, switching means 31 and 32 as first rectifying element switching means, and switching as second rectifying element switching means in the rectifying circuit unit 1a. Means 41 and 42, an input filter 5, an output filter 6, and a control unit 8a are provided, and a smoothing capacitor 9 and a load resistor 10 are provided outside the rectifier circuit unit 1a. That is, in the rectifier of the fourth embodiment, the input power measurement unit 7 in the first embodiment is deleted, and the control unit 8a performs control based on the output voltage of the rectifier circuit unit 1a. Since the configuration other than this is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, the same reference numerals are given to corresponding portions, and the description thereof is omitted.

次に、実施の形態４に係る整流器の動作について説明する。
整流回路部１ａに入力された高周波（ＲＦ）は、入力フィルタ５を介して整流手段に入力され、整流手段の非線形性により直流（ＤＣ）に変換される。整流回路部１ａの出力電圧は、入力電力の増加に伴い増加する。このため、制御部８ａは、出力電圧に応じて切替手段３１，３２，４１，４２のオンとオフを切り替え、整流素子２１，２２，２３，２４の組み合わせを制御する。このとき、整流素子２１，２２，２３，２４の組み換えに、入力電力の計測が不要となるため、実施の形態１の構成に比べて、回路の縮小と電力計測にかかる電力ロスの削減が可能である。 Next, the operation of the rectifier according to Embodiment 4 will be described.
The high frequency (RF) input to the rectifying circuit unit 1a is input to the rectifying means via the input filter 5, and is converted into direct current (DC) by the non-linearity of the rectifying means. The output voltage of the rectifier circuit unit 1a increases as the input power increases. For this reason, the control part 8a switches on and off of the switching means 31, 32, 41, 42 according to the output voltage, and controls the combination of the rectifying elements 21, 22, 23, 24. At this time, since the input power measurement is not required for the rearrangement of the rectifying elements 21, 22, 23, and 24, the circuit can be reduced and the power loss required for the power measurement can be reduced as compared with the configuration of the first embodiment. It is.

図９に、実施の形態４に係る整流器の、整流素子の組み合わせの例として、状態１、状態２、状態３を示し、図１０に実施の形態４に係る整流器のＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性の計算例を示す。図１０は、状態３においてＲＦ−ＤＣ変換効率が最も高く得られるように入力フィルタ５及び出力フィルタ６を設計している。入力電力の増加に対して出力電圧が常に増加するためには、入力電力に対する整流手段の全体インピーダンスに極大値または極小値がないように制御する必要がある。このため本実施の形態では図２に示した５状態より、状態１、状態２、状態３を選択している。 FIG. 9 shows states 1, 2 and 3 as examples of rectifier combinations of the rectifier according to the fourth embodiment, and FIG. 10 shows the input of the RF-DC conversion efficiency of the rectifier according to the fourth embodiment. An example of calculation of power dependence is shown. In FIG. 10, the input filter 5 and the output filter 6 are designed so that the RF-DC conversion efficiency is the highest in the state 3. In order for the output voltage to constantly increase as the input power increases, it is necessary to control so that the overall impedance of the rectifying means with respect to the input power does not have a maximum value or a minimum value. Therefore, in the present embodiment, state 1, state 2, and state 3 are selected from the five states shown in FIG.

図１１は、このような整流手段の組み換えを示す対応表を示しており、この対応表が図示しないメモリ等に格納され、制御部８ａで参照可能に構成されている。すなわち、この対応表は実施の形態１の図４で示した対応表のうち、状態１から状態３までの組み換えを示すものである。 FIG. 11 shows a correspondence table showing such recombination of the rectifying means. This correspondence table is stored in a memory or the like (not shown) and can be referred to by the control unit 8a. That is, this correspondence table shows recombination from state 1 to state 3 in the correspondence table shown in FIG. 4 of the first embodiment.

また、図１２は、制御部８ａによる切替手段３１，３２，４１，４２の切替制御を示すフローチャートである。図１０に示す計算例の場合、状態１から状態３までの組み換えであるため、図１２のフローチャートでは図５のフローチャートにおいてステップＳＴ６までの処理となっている。ここで、ステップＳＴ１〜ステップＳＴ６の処理は、図５のフローチャート中の処理と同様であるため、ここでの説明は省略する。 FIG. 12 is a flowchart showing switching control of the switching means 31, 32, 41, and 42 by the control unit 8a. In the case of the calculation example shown in FIG. 10, since recombination from state 1 to state 3 is performed, the process up to step ST6 in the flowchart of FIG. 5 is performed in the flowchart of FIG. Here, the processing of step ST1 to step ST6 is the same as the processing in the flowchart of FIG.

以上説明したように、実施の形態４の整流器によれば、直列数ｎかつ並列数ｍ（ｎ≧２、ｍ≧１）の整流手段を構成する複数の整流素子と、信号線とｍ列の整流素子の電力入力側との間に直列に接続された第１の整流素子切替手段と、信号線とｍ列の直列接続された整流素子同士の接続点に並列接続された第２の整流素子切替手段と、整流器の出力電圧に応じて第１及び第２の整流素子切替手段のオンとオフを切り替えて整流素子の直列及び並列接続の組み合わせを制御する制御部とを備えたので、小さい回路面積で広範囲の入力電力に対応することができ、かつ高いＲＦ−ＤＣ変換効率を実現することができる。 As described above, according to the rectifier of the fourth embodiment, a plurality of rectifying elements constituting rectifying means having a series number n and a parallel number m (n ≧ 2, m ≧ 1), signal lines, and m columns A first rectifying element switching means connected in series between the power input side of the rectifying element and a second rectifying element connected in parallel to a connection point between the signal line and m series connected rectifying elements A small circuit comprising switching means and a control unit that switches on and off of the first and second rectifying element switching means according to the output voltage of the rectifier to control the combination of series and parallel connection of the rectifying elements. The area can accommodate a wide range of input power, and high RF-DC conversion efficiency can be realized.

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .

１，１ａ整流回路部、５入力フィルタ、６出力フィルタ、７入力電力計測部、８，８ａ制御部、９平滑コンデンサ、１０，１０１，１０２，１０３，１０４負荷抵抗、１３ＤＣ−ＤＣコンバータ、１８，２１，２２，２３，２４整流素子、１７，３１，３２，４１，４２，１１１，１１２，１２１，１２２，１５１，１５２，１６１，１６２切替手段、１４１，１４２，１４３，１４４インダクタ、１９高周波数発振器、２０低周波数発振器。 1, 1a Rectifier circuit unit, 5 input filter, 6 output filter, 7 input power measurement unit, 8, 8a control unit, 9 smoothing capacitor, 10, 101, 102, 103, 104 load resistance, 13 DC-DC converter, 18 , 21, 22, 23, 24 Rectifier, 17, 31, 32, 41, 42, 111, 112, 121, 122, 151, 152, 161, 162 Switching means, 141, 142, 143, 144 Inductor, 19 high Frequency oscillator, 20 Low frequency oscillator.

Claims

A plurality of rectifying elements constituting rectifying means having a series number n and a parallel number m (n ≧ 2, m ≧ 1);
First rectifier switching means connected in series between the signal line and the power input side of the m columns of rectifiers;
A second rectifying element switching means connected in parallel to a connection point between the signal lines and the m columns of serially connected rectifying elements;
An input power measurement unit that measures high-frequency power input to the rectifier;
A rectifier comprising: a control unit that switches on and off the first and second rectifying element switching means according to the power measured by the input power measuring unit to control a combination of series and parallel connections of the rectifying elements; .

A plurality of load resistors of n in series and m in parallel (n ≧ 2, m ≧ 1) connected to the output side of the rectifier;
First load resistance switching means connected in series to the signal line on the output side of the rectifier and the power input side of the m-row load resistance;
A second load resistance switching means connected in parallel to the connection point between the signal lines on the output side of the rectifier and the load resistors connected in series in the m columns;
The control unit is connected to the input power side of the ith rectifier element (1 ≦ i ≦ n, 1 ≦ j ≦ m) in series i-th parallel j-th according to the power measured by the input power measurement unit. The first or second rectifying element switching means and the first or second load resistance switching means connected to the input power side of the series i-th parallel j-th load resistance are simultaneously switched on and off, and the plurality of rectifications The rectifier according to claim 1, wherein a series connection and a parallel connection of an element and the plurality of load resistors are controlled simultaneously.

A plurality of inductors having a series number n and a parallel number m (n ≧ 2, m ≧ 1) connected to the output side of the rectifier;
First inductor switching means connected in series to the signal line on the output side of the rectifier and the power input side of the m-column inductor;
A DC-DC converter having the signal line on the output side of the rectifier and the second inductor switching means connected in parallel to the connection point between the m-series connected inductors in series;
The control unit switches the first or second rectifying element connected to the input power side of the serial i-th parallel j-th rectifying element (1 ≦ i ≦ n, 1 ≦ j ≦ m) according to input power. And simultaneously switching on and off of the first or second inductor switching means of the i th series and the j th series of the series, and simultaneously controlling the series and parallel connection of the plurality of rectifier elements and the plurality of inductors. The rectifier according to claim 1, wherein:

A plurality of rectifying elements constituting rectifying means having a series number n and a parallel number m (n ≧ 2, m ≧ 1);
First rectifier switching means connected in series between the signal line and the power input side of the m columns of rectifiers;
A second rectifying element switching means connected in parallel to a connection point between the signal lines and the m columns of serially connected rectifying elements;
A rectifier comprising: a control unit that switches on and off of the first and second rectifying element switching means according to an output voltage of the rectifier to control a combination of series and parallel connections of the rectifying elements.