JP7159943B2 - power converter - Google Patents
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Description
本発明は、電力変換装置に関する。 The present invention relates to power converters.
従来より、ログスパイラルアンテナを構築する２つの渦巻き状のアンテナエレメントと、２つのアンテナエレメントの平面視での中央側の端子間に挿入されるダイオードと、２つのアンテナエレメントの平面視での外側の２つの端子にそれぞれ接続される２つのパッドを有するシステムがある（例えば、非特許文献１参照）。 Conventionally, two spiral antenna elements that construct a log spiral antenna, a diode inserted between terminals on the center side of the two antenna elements in plan view, and an outer side of the two antenna elements in plan view There is a system with two pads each connected to two terminals (see, for example, Non-Patent Document 1).
ところで、上述のような従来のシステムで高周波電力を受電して直流電力に変換する場合には、２つのアンテナエレメントの外側の２つの端子に２つのパッドが接続されているため、ログスパイラルアンテナの放射特性に悪影響が生じ、電力変換効率が低下する。 By the way, when receiving high-frequency power and converting it to DC power in the conventional system as described above, two pads are connected to the two outer terminals of the two antenna elements. Radiation characteristics are adversely affected and power conversion efficiency is reduced.
そこで、電力変換効率の高い電力変換装置を提供することを目的とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a power converter with high power conversion efficiency.
本発明の実施の形態の電力変換装置は、第１端子から第１開放端まで延在し、所定の共振周波数を有する第１アンテナエレメントと、第２端子から第２開放端まで延在し、前記第１アンテナエレメントと結合され、前記所定の共振周波数を有する第２アンテナエレメントと、前記第１端子と前記第２端子との間に接続される整流素子と、第１端部が前記整流素子の電流入力端子に接続される第１伝送線路と、第２端部が前記整流素子の電流出力端子に接続される第２伝送線路と、前記第１伝送線路と前記第２伝送線路との間に挿入されるコンデンサと、前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントが第１面に設けられる基板と、前記第１端子に接続され、前記基板を貫通する第１貫通導体と、前記第２端子に接続され、前記基板を貫通する第２貫通導体とを含み、前記整流素子は、前記第１面の反対側の第２面に設けられ、前記電流入力端子は前記第１貫通導体に接続され、前記電流出力端子は前記第２貫通導体に接続され、前記第１伝送線路は、前記第２面に設けられて前記第１端部が前記第１貫通導体を介して前記電流入力端子に接続され、平面視で前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントと重なる区間で延在する第１線路を有し、前記第２伝送線路は、前記第２面に設けられて前記第２端部が前記第２貫通導体を介して前記電流出力端子に接続され、平面視で前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントと重なる区間で延在する第２線路を有し、前記第１伝送線路の第１端部から前記コンデンサが前記第１伝送線路に接続される第１接続点までの長さと、前記第２伝送線路の第２端部から前記コンデンサが前記第２伝送線路に接続される第２接続点までの長さとは、前記所定の共振周波数における四半波長の電気長に対応する長さである。
A power conversion device according to an embodiment of the present invention includes a first antenna element extending from a first terminal to a first open end and having a predetermined resonance frequency, and extending from a second terminal to a second open end, a second antenna element coupled with the first antenna element and having the predetermined resonance frequency; a rectifying element connected between the first terminal and the second terminal; and a first end of the rectifying element. a first transmission line connected to the current input terminal of the second transmission line, the second end of which is connected to the current output terminal of the rectifying element, and between the first transmission line and the second transmission line a substrate on which the first antenna element and the second antenna element are provided on a first surface; a first penetrating conductor connected to the first terminal and penetrating the substrate; and the second a second through conductor connected to a terminal and passing through the substrate , wherein the rectifying element is provided on a second surface opposite to the first surface, and the current input terminal is connected to the first through conductor. The current output terminal is connected to the second through conductor, and the first transmission line is provided on the second surface and the first end is connected to the current input terminal via the first through conductor. a first transmission line that is connected and extends in a section that overlaps the first antenna element and the second antenna element in plan view; and the second transmission line is provided on the second surface and extends to the second end. is connected to the current output terminal via the second penetrating conductor, and has a second line extending in a section overlapping with the first antenna element and the second antenna element in a plan view, wherein the first transmission a length from a first end of a line to a first connection point where the capacitor is connected to the first transmission line; and a second end of the second transmission line to a point where the capacitor is connected to the second transmission line. The length to the second connection point is the length corresponding to the electrical length of the quarter wavelength at the predetermined resonance frequency.
電力変換効率の高い電力変換装置を提供することができる。 A power converter with high power conversion efficiency can be provided.
以下、本発明の電力変換装置を適用した実施の形態について説明する。 Embodiments to which the power converter of the present invention is applied will be described below.
＜実施の形態＞
図１は、実施の形態の電力変換装置１００を示す図である。電力変換装置１００は、基板１０１、スパイラルアンテナ１１０、ダイオード１２０、伝送線路１３０、１４０、及びコンデンサ１５０を含む。
<Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a
以下では、ＸＹＺ座標系を定義して説明する。また、以下では、説明の便宜上、Ｚ軸負方向側を下側又は下、Ｚ軸正方向側を上側又は上と称すが、普遍的な上下関係を表すものではない。また、平面視とはＸＹ平面視をいう。 An XYZ coordinate system will be defined and explained below. Also, hereinafter, for convenience of explanation, the Z-axis negative direction side is referred to as the lower side or the lower side, and the Z-axis positive direction side is referred to as the upper side or the upper side, but this does not represent a universal vertical relationship. Moreover, planar view means XY planar view.
電力変換装置１００は、スパイラルアンテナ１１０で受電する高周波電力を直流電力に変換して出力する装置である。高周波電力は、一例として、無線通信等で利用されている高周波信号の電力であり、微弱な高周波電力である。
The
基板１０１は、絶縁体製の基板であればよく、例えば、ガラスエポキシ樹脂製のＦＲ－４(Flame Retardant type 4)規格の配線基板を用いることができる。基板１０１の上面には、スパイラルアンテナ１１０、ダイオード１２０、伝送線路１３０及び１４０の一部分、及びコンデンサ１５０が実装される。また、基板１０１の下面には、伝送線路１３０及び１４０の他の一部分が実装される。基板１０１の上面は第１面の一例であり、下面は第２面の一例である。
The
スパイラルアンテナ１１０は、２つのアンテナエレメント１１０Ａ、１１０Ｂを有する。アンテナエレメント１１０Ａ、１１０Ｂは、それぞれ、端子１１１Ａ、１１１Ｂからスパイラル状（螺旋状）に端部１１２Ａ、１１２Ｂまで延在している。
より具体的には、アンテナエレメント１１０Ａ、１１０Ｂは、平面視で内側に位置する端子１１１Ａ、１１１Ｂから入れ子式に配置された状態で螺旋状に巻回され、端子１１１Ａ、１１１Ｂ側から外側に向かうほど、アンテナエレメント１１０Ａ、１１０Ｂ同士の間隔が広くなり、かつ、アンテナエレメント１１０Ａ、１１０Ｂの線幅が広くなる形状を有する。また、アンテナエレメント１１０Ａ、１１０Ｂは、端部１１２Ａ、１１２Ｂ側では徐々に線幅が細くなっている。
More specifically, the
換言すれば、アンテナエレメント１１０Ａ、１１０Ｂは、内側に向かうほど互いの間隔が狭くなり、線幅は端子１１１Ａ、１１１Ｂに向かって細くなっている。すなわち、アンテナエレメント１１０Ａ、１１０Ｂは、外側が粗であり、内側に行くほど密になっている。このような形状を有するのは、アンテナエレメント１１０Ａ、１１０Ｂの結合を大きくするためである。
In other words, the distance between the
スパイラルアンテナ１１０は、所謂ダイポールアンテナのインピーダンス（入力インピーダンスは一例として７５Ω）の２倍程度の高いインピーダンスを有する。アンテナエレメント１１０Ａ、１１０Ｂの線路長（端子１１１Ａ、１１１Ｂから端部１１２Ａ、１１２Ｂまでの長さ）は、互いに等しく、スパイラルアンテナ１１０が受電する高周波電力の周波数における波長λの電気長λｅの１／２（λｅ／２）に対応する長さである。高周波電力の周波数は、一例として数百メガヘルツ（ＭＨｚ）以上であり、ギガヘルツ（ＧＨｚ）オーダであってもよい。
高周波電力の周波数における波長λの電気長λｅの１／２（λｅ／２）に対応する長さとは、高周波電力の周波数における波長λの電気長λｅの１／２（λｅ／２）と等しい長さに限らず、スパイラルアンテナ１１０のインピーダンスを調整するために、電気長λｅの１／２（λｅ／２）よりも少し短く又は長く設定される長さを含む意味である。
The length corresponding to 1/2 (λe/2) of the electrical length λe of the wavelength λ at the frequency of the high-frequency power is a length equal to 1/2 (λe/2) of the electrical length λe of the wavelength λ at the frequency of the high-frequency power However, it also includes a length that is set slightly shorter or longer than 1/2 (λe/2) of the electrical length λe in order to adjust the impedance of the
端子１１１Ａ、１１１Ｂの間にはダイオード１２０が接続される。また、端子１１１Ａ、１１１Ｂは、それぞれ、伝送線路１３０、１４０に接続される。電力変換装置１００は、微弱な高周波電力を直流電力に変換するため、変換損失が少ないことが求められる。高周波電力を整流するダイオード１２０は、インピーダンスが大きい素子であるため、高周波電力を受電するアンテナには、インピーダンス（入力インピーダンス）がダイオード１２０とつり合うほどに大きいことが求められる。このような観点から、スパイラルアンテナ１１０を用いている。
A
なお、アンテナエレメント１１０Ａ、１１０Ｂは、それぞれ、第１アンテナエレメント、第２アンテナエレメントの一例である。端子１１１Ａ、１１１Ｂは、一対の給電点であり、それぞれ第１端子、第２端子の一例である。端部１１２Ａ、１１２Ｂは、それぞれ、第１開放端、第２開放端の一例である。
Note that the
ダイオード１２０は、アノード１２１及びカソード１２２を有し、端子１１１Ａ、１１１Ｂの間に挿入されている。ダイオード１２０は、アノード１２１が端子１１１Ａに接続され、カソード１２２が端子１１１Ｂに接続されることにより、アンテナエレメント１１０Ａ、１１０Ｂの間に直列に挿入されている。
ダイオード１２０は、スパイラルアンテナ１１０が受電する高周波電力を半波整流して伝送線路１３０、１４０に出力する。
The
伝送線路１３０は、スルーホール１３０Ａ、線路１３０Ｂ、スルーホール１３０Ｃ、及び線路１３０Ｄを有する。伝送線路１３０は、第１伝送線路の一例である。
The
スルーホール１３０Ａ、１３０Ｃは、一例として、基板１０１に形成した貫通孔の内壁にめっき処理（例えば銅めっき処理）等を形成することによって作製することができる。線路１３０Ｂ、１３０Ｄは、一例として、基板１０１の上面及び下面に設けられた金属箔（例えば銅箔）をエッチング処理でパターニングすることによって作製することができる。
The through
スルーホール１３０Ａは、基板１０１を厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通する貫通孔の内壁に設けられた導体であり、第１貫通導体の一例である。スルーホール１３０Ａは、端部１３１Ａ（上端）と下端を有する。スルーホール１３０Ａの端部１３１Ａは、アンテナエレメント１１０Ａの端子１１１Ａ及びダイオード１２０のアノード１２１に接続され、スルーホール１３０Ａの下端は、線路１３０Ｂの端部１３１Ｂに接続される。なお、スルーホール１３０Ａは第１貫通導体の一例であり、端部１３１Ａは第１端部の一例である。
The through
線路１３０Ｂは、基板１０１の下面に設けられ、端部１３１Ｂ、１３２Ｂを有する。端部１３１Ｂは、スルーホール１３０Ａに接続され、端部１３２Ｂは、スルーホール１３０Ｃに接続される。
The
電力変換装置１００では、平面視でスパイラルアンテナ１１０の中央にダイオード１２０が設けられ、スパイラルアンテナ１１０の中央に位置する端子１１１Ａから電力を取り出すため、伝送線路１３０を迂回させるために、基板１０１の下面に設けられた線路１３０Ｂを用いて、平面視でスパイラルアンテナ１１０の外側に電力を引き出している。
In the
スルーホール１３０Ｃは、基板１０１を厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通する貫通孔の内壁に設けられた導体である。スルーホール１３０Ｃは、線路１３０Ｂの端部１３２Ｂと、線路１３０Ｄの端部１３１Ｄとを接続する。
The through
線路１３０Ｄは、基板１０１の上面に設けられており、端部１３１Ｄ、１３２Ｄと、接続点１３３Ｄとを有する。端部１３１Ｄは、スルーホール１３０Ｃに接続される端部であり、端部１３２Ｄは、直流電力を外部装置に出力する出力端子である。接続点１３３Ｄは、端部１３１Ｄと端部１３２Ｄとの間に設けられ、コンデンサ１５０の一方の端子が接続される。接続点１３３Ｄは、第１接続点の一例である。
The
このような伝送線路１３０は、スルーホール１３０Ａの端部１３１Ａから線路１３０Ｂ及びスルーホール１３０Ｃを経て線路１３０Ｄの接続点１３３Ｄまでの長さが、スパイラルアンテナ１１０が受電する高周波電力の周波数における波長λの電気長λｅの１／４（四半波長の電気長（λｅ／４））に対応する長さである。
In such a
高周波電力の周波数における四半波長の電気長（λｅ／４）に対応する長さとは、高周波電力の周波数における四半波長の電気長（λｅ／４）と等しい長さに限らず、伝送線路１３０のインピーダンスを調整するために、四半波長の電気長（λｅ／４）よりも少し短く又は長く設定される長さを含む意味である。 The length corresponding to the electrical length (λe/4) of the quarter-wave at the frequency of the high-frequency power is not limited to the length equal to the electrical length (λe/4) of the quarter-wave at the frequency of the high-frequency power. is set to be slightly shorter or longer than the electrical length of a quarter wavelength (λe/4).
なお、伝送線路１３０の端部１３１Ａから接続点１３３Ｄまでの長さを四半波長の電気長（λｅ／４）に対応する長さに設定する理由については、図２及び図３を用いて後述する。
The reason why the length from the
伝送線路１４０は、伝送線路１３０と同様の構成を有し、スルーホール１４０Ａ、線路１４０Ｂ、スルーホール１４０Ｃ、及び線路１４０Ｄを有する。伝送線路１４０は、第２伝送線路の一例である。
The
スルーホール１４０Ａ、線路１４０Ｂ、スルーホール１４０Ｃ、及び線路１４０Ｄは、それぞれ、スルーホール１３０Ａ、線路１３０Ｂ、スルーホール１３０Ｃ、及び線路１３０Ｄと同様に作製することができる。
Through-
スルーホール１４０Ａは、基板１０１を厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通する貫通孔の内壁に設けられた導体であり、第２貫通導体の一例である。スルーホール１４０は、端部１４１Ａ（上端）と下端を有する。スルーホール１４０の端部１４１Ａは、アンテナエレメント１１０Ｂの端子１１１Ｂ及びダイオード１２０のカソード１２２に接続され、スルーホール１４０の下端は、線路１４０Ｂの端部１４１Ｂに接続される。なお、スルーホール１４０Ａは、第２貫通導体の一例であり、端部１４１Ａは第２端部の一例である。
The through
線路１４０Ｂは、基板１０１の下面に設けられ、端部１４１Ｂ、１４２Ｂを有する。端部１４１Ｂは、スルーホール１４０Ａに接続され、端部１４２Ｂは、スルーホール１４０Ｃに接続される。
The
電力変換装置１００では、平面視でスパイラルアンテナ１１０の中央にダイオード１２０が設けられ、スパイラルアンテナ１１０の中央に位置する端子１１１Ｂから電力を取り出すため、伝送線路１４０を迂回させるために、基板１０１の下面に設けられた線路１４０Ｂを用いて、平面視でスパイラルアンテナ１１０の外側に電力を引き出している。
In the
スルーホール１４０Ｃは、基板１０１を厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通する貫通孔の内壁に設けられた導体である。スルーホール１４０Ｃは、線路１４０Ｂの端部１４２Ｂと、線路１４０Ｄの端部１４１Ｄとを接続する。
The through
線路１４０Ｄは、基板１０１の上面に設けられており、端部１４１Ｄ、１４２Ｄと、接続点１４３Ｄとを有する。端部１４１Ｄは、スルーホール１４０Ｃに接続される端部であり、端部１４２Ｄは、直流電力を外部装置に出力する出力端子である。接続点１４３Ｄは、端部１４１Ｄと端部１４２Ｄとの間に設けられ、コンデンサ１５０の他方の端子が接続される。接続点１４３Ｄは、第２接続点の一例である。
The
このような伝送線路１４０は、スルーホール１４０Ａの端部１４１Ａから線路１４０Ｂ及びスルーホール１４０Ｃを経て線路１４０Ｄの接続点１４３Ｄまでの長さが、スパイラルアンテナ１１０が受電する高周波電力の周波数における波長λの電気長λｅの１／４（四半波長の電気長（λｅ／４））に対応する長さである。高周波電力の周波数における四半波長の電気長（λｅ／４）に対応する長さの意味は、伝送線路１３０と同様である。
In such a
なお、伝送線路１４０の端部１４１Ａから接続点１４３Ｄまでの長さを四半波長の電気長（λｅ／４）に対応する長さに設定する理由については、図２及び図３を用いて後述する。
The reason why the length from the
コンデンサ１５０は、線路１３０Ｄの接続点１３３Ｄと、線路１４０Ｄの接続点１４３Ｄとの間に挿入される。すなわち、コンデンサ１５０の一対の電極の一方は接続点１３３Ｄに接続され、他方は接続点１４３Ｄに接続される。コンデンサ１５０は、スパイラルアンテナ１１０で受電され、ダイオード１２０及び伝送線路１３０、１４０によって直流電力に変換された電力を蓄えるために設けられている。
図２及び図３は、電力変換装置１００の回路構成を示す図である。図２ではスパイラルアンテナ１１０を簡略化して示し、主な構成要素の符号を示す。なお、スルーホール１３０Ａ、１３０Ｃ、１４０Ａ、１４０Ｃを×印で示す。図３では、伝送線路１３０、１４０を簡略化して示す。
2 and 3 are diagrams showing the circuit configuration of the
ここでは、伝送線路１３０の端部１３１Ａから接続点１３３Ｄまでの長さと、伝送線路１４０の端部１４１Ａから接続点１４３Ｄまでの長さとを四半波長の電気長（λｅ／４）に対応する長さに設定する理由について説明する。伝送線路１３０及び１４０に関する理由は同様であるため、伝送線路１３０に関する理由について説明する。
Here, the length from the
スパイラルアンテナ１１０で受電した高周波電力をダイオード１２０で半波整流するには、スパイラルアンテナ１１０から直接的に送電線路１３０、１４０に高周波電力が伝送されないようにすればよい。このためには、スパイラルアンテナ１１０で受電された高周波電力にとって、送電線路１３０、１４０が見えない（接続されていない）ようにすればよく、受電された高周波電力にとって、スパイラルアンテナ１１０側からダイオード１２０よりも先（送電線路１３０、１４０側）がオープン（開放）になっているように送電線路１３０、１４０が振る舞えばよい。
In order to half-wave rectify the high-frequency power received by the
また、ダイオード１２０で半波整流された電力を直流電力に変換するには、コンデンサ１５０を用いて電荷を蓄積することが必要になる。コンデンサ１５０は平滑用に設けられているが、ダイオード１２０から出力される半波整流された電力は、元々の高周波電力の半分の周波数成分を有する。
In addition, in order to convert the power half-wave rectified by the
したがって、コンデンサ１５０で電荷を効率的に蓄積するために、半波整流された電力にとって、コンデンサ１５０がショート（短絡）されている回路にすればよい。
Therefore, in order to efficiently store electric charge in
すなわち、伝送線路１３０は、高周波電力にとって、コンデンサ１５０に接続される接続点１３３Ｄでショート（短絡）になり、スルーホール１３０Ａとダイオード１２０との接続点においてオープン（開放）になればよい。
That is, the
このような条件を満たすには、送電線路１３０に定在波を発生させて、スルーホール１３０Ａとダイオード１２０との接続点に腹が生じ、接続点１３３Ｄに節が生じるようにすればよい。定在波の節は、電圧がゼロになるので、インピーダンスがゼロになる点である。また、定在波の腹は、電圧が最大値になるので、インピーダンスが最大値になる点である。
In order to satisfy such a condition, a standing wave is generated in the
このような理由から、伝送線路１３０の端部１３１Ａから接続点１３３Ｄまでの長さを四半波長の電気長（λｅ／４）に対応する長さに設定し、端部１３１Ａに定在波の腹が生じるとともに、接続点１３３Ｄで節が生じるようにしている。これは、伝送線路１４０についても同様である。
For this reason, the length from the
このように、伝送線路１３０、１４０の端部１３１Ａ、１４１Ａから接続点１３３Ｄ、１４３Ｄまでの長さを四半波長の電気長（λｅ／４）に対応する長さに設定すれば、スパイラルアンテナ１１０で受電された高周波電力にとって、スルーホール１３０Ａとダイオード１２０との接続点がオープン（開放）になるため、受電された高周波電力は、すべてダイオード１２０に流れる。これにより、受電された高周波電力が半波整流される。
Thus, if the length from the
また、半波整流された電力は、伝送線路１３０、１４０を伝送され、元々の高周波電力の半分の高周波の成分にとって、接続点１３３Ｄ及び１４３Ｄはショートに見えるため、コンデンサ１５０で直流電力が取り出される。したがって、端部１３２Ｄ、１４２Ｄ間で、電圧Ｖｏｕｔの直流電力が得られる。
In addition, the half-wave rectified power is transmitted through the
以上のように、スパイラルアンテナ１１０は、端部１１２Ａ、１１２Ｂが開放されており、放射特性は良好である。また、インピーダンスの高いスパイラルアンテナ１１０で高周波電力を受電し、ダイオード１２０で半波整流する。そして、伝送線路１３０、１４０の端部１３１Ａ、１４１Ａから接続点１３３Ｄ、１４３Ｄまでの長さを四半波長の電気長（λｅ／４）に対応する長さに設定することにより、コンデンサ１５０で効率的に直流電力を取り出すことができる。
As described above,
したがって、電力変換効率の高い電力変換装置１００を提供することができる。
Therefore, the
なお、以上では、スパイラルアンテナ１１０を用いる形態について説明したが、スパイラルアンテナ１１０の代わりにログスパイラルアンテナ（対数スパイラルアンテナ）を用いてもよい。ログスパイラルアンテナは、スパイラルアンテナ１１０と同様にインピーダンスが高いため、電力変換装置１００の用途に適している。
In addition, although the embodiment using the
また、スパイラルアンテナ１１０の代わりに、例えば、ミアンダ状の２つのアンテナエレメントが近接配置されて結合されることによって、スパイラルアンテナ１１０と同等の高いインピーダンスを有するアンテナを用いてもよい。
Also, instead of the
また、以上では、ダイオード１２０が基板１０１の上面に設けられている形態について説明したが、ダイオード１２０は、基板１０１の下面に設けられていて、スルーホール１３０Ａ、１４０Ａの下端同士の間に接続されており、スパイラルアンテナ１１０とはスルーホール１３０Ａ、１４０Ａを介して接続されていてもよい。
In the above description, the
また、以上では、基板１０１が１層の絶縁層である形態について説明したが、基板１０１は、複数層の絶縁層と、複数の絶縁層と重ねて配置される金属層とを有し、スパイラルアンテナ１１０は、複数の絶縁層に挟まれた層間の金属層として設けられていてもよい。この場合に、伝送線路１３０、１４０は、いずれかの金属層に設ければよい。
In the above description, the
また、以上では、スパイラルアンテナ１１０、ダイオード１２０、伝送線路１３０、１４０、及びコンデンサ１５０が基板１０１に設けられる形態について説明したが、これらの構成要素は、例えば、電子機器等の電力変換装置１００とは別の装置の筐体等に設けられていてもよい。この場合には、電子機器等に電力変換装置１００が取り付けられることになる。
In the above description, the
また、以上では、スルーホール１３０Ａ、１３０Ｃ、１４０Ａ、１４０Ｃを用いる形態について説明したが、ビアを用いてもよい。
Also, in the above description, a mode using through
また、図４のように変形した構成であってもよい。図４は、実施の形態の第１変形例の電力変換装置１００Ａを示す図である。電力変換装置１００Ａは、図１乃至図３に示す電力変換装置１００のスルーホール１３０Ａ、１３０Ｃ、線路１３０Ｂの代わりにボンディングワイヤ１３０Ｅを含み、スルーホール１４０Ａ、１４０Ｃ、線路１４０Ｂの代わりにボンディングワイヤ１４０Ｅを含む構成である。すなわち、伝送線路１３０は、線路１３０Ｄ及びボンディングワイヤ１３０Ｅを含み、伝送線路１４０は、線路１４０Ｄ及びボンディングワイヤ１４０Ｅを含む。
Alternatively, a modified configuration as shown in FIG. 4 may be used. FIG. 4 is a diagram showing a
ボンディングワイヤ１３０Ｅの一端は、アンテナエレメント１１０Ａの端子１１１Ａ及びダイオード１２０のアノード１２１に接続され、他端は線路１３０Ｄの端部１３１Ｄに接続される。同様に、ボンディングワイヤ１４０Ｅの一端は、アンテナエレメント１１０Ｂの端子１１１Ｂ及びダイオード１２０のカソード１２２に接続され、他端は線路１４０Ｄの端部１４１Ｄに接続される。
One end of the
このようなボンディングワイヤ１３０Ｅ、１４０Ｅを用いれば、基板１０１の下面に線路１３０Ｂを実装しなくて済むことになる。
Using
また、図５及び図６に示すような構成にしてもよい。図５は、実施の形態の第２変形例による電力変換装置１００Ｂを示す図である。図６は、電力変換装置１００Ｂの回路構成を示す図である。
Alternatively, the configuration as shown in FIGS. 5 and 6 may be employed. FIG. 5 is a diagram showing a
電力変換装置１００Ｂは、スパイラルアンテナ１１０、ダイオード１２０Ａ、１２０Ｂ、伝送線路１３０Ｍ、１４０Ｍ、及びコンデンサ１５０を含む。ここでは基板１０１（図１参照）を省略する。
The
電力変換装置１００Ｂは、図１乃至図３に示す電力変換装置１００の伝送線路１３０、１４０を伝送線路１３０Ｍ、１４０Ｍに置き換え、ダイオード１２０Ｂを追加した構成を有する。なお、ダイオード１２０Ａは、図１乃至図３に示すダイオード１２０と同様であるが、アノード１２１Ａ及びカソード１２２Ａを有するものとして説明する。
The
ダイオード１２０Ａ、１２０Ｂは、基板１０１の上面に設けられている。その他の構成は図１乃至図３に示す電力変換装置１００と同様であるため、同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。以下、相違点を中心に説明する。
ダイオード１２０Ｂは、アノード１２１Ｂとカソード１２２Ｂを有する。アノード１２１Ｂは、ダイオード１２０Ａのアノード１２１Ａと、アンテナエレメント１１０Ａの端子１１１Ａとに接続されている。また、カソード１２２Ｂは、伝送線路１３０Ｍの端部１３１ＭＡに接続されている。ダイオード１２０Ａ、１２０Ｂは、スパイラルアンテナ１１０で受電される高周波電力を全波整流するために設けられている。
伝送線路１３０Ｍは、スルーホール１３０ＭＡ、線路１３０ＭＢ、スルーホール１３０ＭＣ、及び線路１３０ＭＤを有する。伝送線路１３０Ｍは、図１乃至図４に示す伝送線路１３０とは長さが異なる。
The
伝送線路１３０Ｍは、端部１３１ＭＡから接続点１３３ＭＤを経て端部１３２ＭＤまで延在している。端部１３１ＭＡから接続点１３３ＭＤまでの長さは、スパイラルアンテナ１１０が受電する高周波電力の周波数における波長λの電気長λｅの１／２（半波長の電気長（λｅ／２））に対応する長さである。
高周波電力の周波数における半波長の電気長（λｅ／２）に対応する長さとは、高周波電力の周波数における半波長の電気長（λｅ／２）と等しい長さに限らず、伝送線路１３０のインピーダンスを調整するために、半波長の電気長（λｅ／２）よりも少し短く又は長く設定される長さを含む意味である。
The length corresponding to the half-wavelength electrical length (λe/2) at the frequency of the high-frequency power is not limited to the length equal to the half-wavelength electrical length (λe/2) at the frequency of the high-frequency power, and the impedance of the
伝送線路１４０Ｍは、端部１４１ＭＡから接続点１４３ＭＤを経て端部１４２ＭＤまで延在している。端部１４１ＭＡから接続点１４３ＭＤまでの長さは、スパイラルアンテナ１１０が受電する高周波電力の周波数における波長λの電気長λｅの１／２（半波長の電気長（λｅ／２））に対応する長さである。
端部１４１ＭＡは、アンテナエレメント１１０Ｂの端子１１１Ｂと、ダイオード１２０Ａのカソード１２２Ａとに接続されている。また、高周波電力の周波数における波長λの電気長λｅの１／２（半波長の電気長（λｅ／２））に対応する長さの意味は、伝送線路１３０Ｍと同様である。
End 141MA is connected to terminal 111B of
ここで、図５及び図６に加えて図７を用いて説明する。図７は、ダイオード１２０Ａ及び１２０Ｂの周辺の等化回路を示す図である。
Here, description will be made using FIG. 7 in addition to FIGS. 5 and 6. FIG. FIG. 7 shows an equalization circuit around
電力変換装置１００Ｂは、ダイオード１２０Ａ、１２０Ｂでスパイラルアンテナ１１０で受電される高周波電力を全波整流するために、図７に破線で示す仮想的な線路１３５を利用する。
このような仮想的な線路１３５を実現するには、ダイオード１２０Ａのカソード１２２Ａと、ダイオード１２０Ｂのアノード１２１Ｂとがショート（短絡）されるようにすればよい。カソード１２２Ａとアノード１２１Ｂをショート（短絡）するには、伝送線路１３０Ｍの端部１３１ＭＡと、伝送線路１４０Ｍの端部１４１ＭＡとに、伝送線路１３０Ｍ、１４０Ｍを伝送される全波整流された高周波成分を有する電力の定在波の腹が生じるようにすればよい。また、接続点１３３Ｄ、１４３Ｄにおいても、定在波の腹が生じるようにすればよい。
To realize such a
このような理由から、伝送線路１３０Ｍの端部１３１ＭＡから接続点１３３Ｄまでの長さと、伝送線路１４０Ｍの端部１４１ＭＡから接続点１４３Ｄまでの長さとを、スパイラルアンテナ１１０が受電する高周波電力の周波数における波長λの電気長λｅの１／２（半波長の電気長（λｅ／２））に対応する長さに設定している。
For this reason, the length from the end portion 131MA of the
スパイラルアンテナ１１０で受電された高周波電力のうち、端子１１１Ａからダイオード１２０Ａ、１２０Ｂ側に入力される電力は、ダイオード１２０Ａで半波整流される。また、スパイラルアンテナ１１０で受電された高周波電力のうち、端子１１１Ｂからダイオード１２０Ａ、１２０Ｂ側に入力される電力は、仮想的な線路１３５を経てダイオード１２０Ｂで半波整流される。ダイオード１２０Ａと１２０Ｂで半波整流される電力の位相は９０度異なるため、伝送線路１３０Ｍ、１４０Ｍには全波整流された電力が得られる。
Of the high-frequency power received by
なお、図５及び図６には、ダイオード１２０Ａ及び１２０Ｂが基板１０１の上面に設けられる形態を示すが、ダイオード１２０Ａ及び１２０Ｂは、基板１０１の下面に設けられていてもよい。この場合には、伝送線路１３０Ｍ、１４０Ｍは、スルーホール１３０ＭＡ、１４０ＭＡを含まずに、線路１３０ＭＢ、１４０ＭＢの端部１３１ＭＢ、１４１ＭＢから線路１３０ＭＤ、１４０ＭＤの端部１３２ＭＤ、１４２ＭＤまでの長さを、スパイラルアンテナ１１０が受電する高周波電力の周波数における波長λの電気長λｅの１／２（半波長の電気長（λｅ／２））に対応する長さに設定すればよい。
5 and 6 show a mode in which the
図８は、電力変換装置１００と電力変換装置１００Ｂで得られる出力電圧Ｖｏｕｔの入力電力に対する特性を示す図である。図８に示す特性は、電磁界シミュレーションで得たものである。図８では、電力変換装置１００の特性を三角形のマーカで示し、電力変換装置１００Ｂの特性を四角いマーカで示す。
FIG. 8 is a diagram showing the characteristics of the output voltage Vout obtained by the
図８に示すように、電力変換装置１００の出力電圧Ｖｏｕｔに対して、電力変換装置１００Ｂの出力電圧Ｖｏｕｔは、略２倍になっている。これは、半波整流で直流電力を得る電力変換装置１００と、全波整流で直流電力を得る電力変換装置１００Ｂとの差を表している。
As shown in FIG. 8 , the output voltage Vout of the
このように、実施の形態の第２変形例によれば、ダイオード１２０Ａ、１２０Ｂと、端部１３１ＭＡ、１４１ＭＡから接続点１３３Ｄ、１４３Ｄまでの長さを高周波電力の周波数における半波長の電気長（λｅ／２）に対応する長さを有する伝送線路１３０Ｍ、１４０Ｍとを用いることにより、高い電力変換効率を実現できる。
Thus, according to the second modification of the embodiment, the lengths from the
したがって、電力変換効率の高い電力変換装置１００Ｂを提供することができる。
Therefore, the
以上、本発明の例示的な実施の形態の電力変換装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
以上の実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
第１端子から第１開放端まで延在し、所定の共振周波数を有する第１アンテナエレメントと、
第２端子から第２開放端まで延在し、前記第１アンテナエレメントと結合され、前記所定の共振周波数を有する第２アンテナエレメントと、
前記第１端子と前記第２端子との間に接続される整流素子と、
第１端部が前記整流素子の電流入力端子に接続される第１伝送線路と、
第２端部が前記整流素子の電流出力端子に接続される第２伝送線路と、
前記第１伝送線路と前記第２伝送線路との間に挿入されるコンデンサと
を含み、
前記第１伝送線路の第１端部から前記コンデンサが前記第１伝送線路に接続される第１接続点までの長さと、前記第２伝送線路の第２端部から前記コンデンサが前記第２伝送線路に接続される第２接続点までの長さとは、前記所定の共振周波数における四半波長の電気長に対応する長さである、電力変換装置。
（付記２）
前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントが第１面に設けられる基板をさらに含み、
前記整流素子は、前記第１面に設けられ、
前記第１伝送線路は、前記電流入力端子に接続され、前記基板を貫通する第１貫通導体と、前記第１面の反対側の第２面に設けられて前記第１貫通導体に接続され、平面視で前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントと重なる区間で延在する第１線路とを有し、
前記第２伝送線路は、前記電流出力端子に接続され、前記基板を貫通する第２貫通導体と、前記第２面に設けられて前記第２貫通導体に接続され、平面視で前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントと重なる区間で延在する第２線路とを有する、付記１記載の電力変換装置。
（付記３）
前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントが第１面に設けられる基板と、
前記第１端子に接続され、前記基板を貫通する第１貫通導体と、
前記第２端子に接続され、前記基板を貫通する第２貫通導体と
をさらに含み、
前記整流素子は、前記第１面の反対側の第２面に設けられ、前記電流入力端子は前記第１貫通導体に接続され、前記電流出力端子は前記第２貫通導体に接続され、
前記第１伝送線路は、前記第２面に設けられて前記第１端部が前記第１貫通導体を介して前記電流入力端子に接続され、平面視で前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントと重なる区間で延在する第１線路を有し、
前記第２伝送線路は、前記第２面に設けられて前記第２端部が前記第２貫通導体を介して前記電流出力端子に接続され、平面視で前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントと重なる区間で延在する第２線路を有する、付記１記載の電力変換装置。
（付記４）
第１端子から第１開放端まで延在し、所定の共振周波数を有する第１アンテナエレメントと、
第２端子から第２開放端まで延在し、前記第１アンテナエレメントと結合され、前記所定の共振周波数を有する第２アンテナエレメントと、
前記第１端子と前記第２端子との間に接続される第１整流素子と、
前記第１整流素子の第１電流入力端子及び前記第１端子に接続される第２電流出力端子を有する第２整流素子と、
第１端部が前記第２整流素子の第２電流入力端子に接続される第１伝送線路と、
第２端部が前記第１整流素子の第１電流出力端子に接続される第２伝送線路と、
前記第１伝送線路と前記第２伝送線路との間に挿入されるコンデンサと
を含み、
前記第１伝送線路の第１端部から前記コンデンサが前記第１伝送線路に接続される第１接続点までの長さと、前記第２伝送線路の第２端部から前記コンデンサが前記第２伝送線路に接続される第２接続点までの長さとは、前記所定の共振周波数における半波長の電気長に対応する長さである、電力変換装置。
（付記５）
前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントが第１面に設けられる基板をさらに含み、
前記第１整流素子及び前記第２整流素子は、前記第１面に設けられ、
前記第１伝送線路は、前記第２整流素子の第２電流入力端子に接続され、前記基板を貫通する第１貫通導体と、前記第１面の反対側の第２面に設けられて前記第１貫通導体に接続され、平面視で前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントと重なる区間で延在する第１線路とを有し、
前記第２伝送線路は、前記第１整流素子の第１電流出力端子に接続され、前記基板を貫通する第２貫通導体と、前記第２面に設けられて前記第２貫通導体に接続され、平面視で前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントと重なる区間で延在する第２線路とを有する、付記４記載の電力変換装置。
（付記６）
前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントが第１面に設けられる基板と、
前記第１端子に接続され、前記基板を貫通する第１貫通導体と、
前記第２端子に接続され、前記基板を貫通する第２貫通導体と
をさらに含み、
前記第１整流素子及び前記第２整流素子は、前記第１面の反対側の第２面に設けられ、前記第１整流素子の第１電流入力端子と前記第２整流素子の第２電流出力端子とは前記第１貫通導体を介して前記第１端子に接続され、前記第１整流素子の第１電流出力端子は、前記第２貫通導体を介して前記第２端子に接続され、
前記第１伝送線路は、前記第２面に設けられて前記第１端部が前記第１貫通導体に接続され、平面視で前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントと重なる区間で延在する第１線路を有し、
前記第２伝送線路は、前記第２面に設けられて前記第１端部が前記第２貫通導体に接続され、平面視で前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントと重なる区間で延在する第２線路を有する、付記４記載の電力変換装置。
（付記７）
前記第１アンテナエレメントは、平面視で内側に位置する前記第１端子から前記第１開放端まで螺旋状に巻回され、
前記第２アンテナエレメントは、平面視で内側に位置する前記第２端子から前記第２開放端まで螺旋状に巻回されて、前記第１アンテナエレメントと結合される、付記１乃至６のいずれか一項記載の電力変換装置。
（付記８）
前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントは、スパイラルアンテナ又は対数スパイラルアンテナを構築する、付記１乃至７のいずれか一項記載の電力変換装置。
Although power converters according to exemplary embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiments and does not depart from the scope of the claims. , various modifications and changes are possible.
Further, the following additional remarks are disclosed with respect to the above embodiment.
(Appendix 1)
a first antenna element extending from the first terminal to the first open end and having a predetermined resonance frequency;
a second antenna element extending from a second terminal to a second open end, coupled with the first antenna element, and having the predetermined resonance frequency;
a rectifying element connected between the first terminal and the second terminal;
a first transmission line having a first end connected to a current input terminal of the rectifying element;
a second transmission line having a second end connected to a current output terminal of the rectifying element;
a capacitor inserted between the first transmission line and the second transmission line,
a length from a first end of the first transmission line to a first connection point where the capacitor is connected to the first transmission line; The power conversion device, wherein the length to the second connection point connected to the line is a length corresponding to an electrical length of a quarter wavelength at the predetermined resonance frequency.
(Appendix 2)
further comprising a substrate on which the first antenna element and the second antenna element are provided on a first surface;
The rectifying element is provided on the first surface,
The first transmission line is connected to the current input terminal and is connected to a first through conductor penetrating through the substrate, and is provided on a second surface opposite to the first surface and is connected to the first through conductor, a first line extending in a section overlapping with the first antenna element and the second antenna element in plan view;
The second transmission line includes a second through conductor that is connected to the current output terminal and penetrates through the substrate, and a second through conductor that is provided on the second surface and is connected to the second through conductor, and is the first antenna in plan view. The power conversion device according to
(Appendix 3)
a substrate on which the first antenna element and the second antenna element are provided on a first surface;
a first penetrating conductor connected to the first terminal and penetrating the substrate;
a second penetrating conductor connected to the second terminal and penetrating the substrate;
the rectifying element is provided on a second surface opposite to the first surface, the current input terminal is connected to the first through conductor, the current output terminal is connected to the second through conductor,
The first transmission line is provided on the second surface, the first end is connected to the current input terminal via the first through conductor, and the first antenna element and the second antenna are arranged in plan view. Having a first line extending in a section overlapping with the element,
The second transmission line is provided on the second surface, the second end is connected to the current output terminal via the second through conductor, and the first antenna element and the second antenna are arranged in plan view. 1. The power converter according to
(Appendix 4)
a first antenna element extending from the first terminal to the first open end and having a predetermined resonance frequency;
a second antenna element extending from a second terminal to a second open end, coupled with the first antenna element, and having the predetermined resonance frequency;
a first rectifying element connected between the first terminal and the second terminal;
a second rectifying element having a second current output terminal connected to the first current input terminal and the first terminal of the first rectifying element;
a first transmission line having a first end connected to a second current input terminal of the second rectifying element;
a second transmission line having a second end connected to a first current output terminal of the first rectifying element;
a capacitor inserted between the first transmission line and the second transmission line,
a length from a first end of the first transmission line to a first connection point where the capacitor is connected to the first transmission line; The power conversion device, wherein the length to the second connection point connected to the line is a length corresponding to the electrical length of half the wavelength at the predetermined resonance frequency.
(Appendix 5)
further comprising a substrate on which the first antenna element and the second antenna element are provided on a first surface;
The first rectifying element and the second rectifying element are provided on the first surface,
The first transmission line is connected to a second current input terminal of the second rectifying element, is provided on a first through conductor penetrating through the substrate, and is provided on a second surface opposite to the first surface. a first line connected to one through conductor and extending in a section overlapping with the first antenna element and the second antenna element in plan view;
The second transmission line is connected to a first current output terminal of the first rectifying element and connected to a second through conductor penetrating the substrate and the second through conductor provided on the second surface, 5. The power conversion device according to appendix 4, further comprising a second line extending in a section overlapping with the first antenna element and the second antenna element in plan view.
(Appendix 6)
a substrate on which the first antenna element and the second antenna element are provided on a first surface;
a first penetrating conductor connected to the first terminal and penetrating the substrate;
a second penetrating conductor connected to the second terminal and penetrating the substrate;
The first rectifying element and the second rectifying element are provided on a second surface opposite to the first surface, and a first current input terminal of the first rectifying element and a second current output terminal of the second rectifying element. A terminal is connected to the first terminal via the first through conductor, and a first current output terminal of the first rectifying element is connected to the second terminal via the second through conductor,
The first transmission line is provided on the second surface, the first end is connected to the first penetrating conductor, and extends in a section that overlaps the first antenna element and the second antenna element in plan view. having a first line to
The second transmission line is provided on the second surface, the first end is connected to the second penetrating conductor, and extends in a section that overlaps the first antenna element and the second antenna element in plan view. The power conversion device according to appendix 4, having a second line that
(Appendix 7)
The first antenna element is spirally wound from the first terminal located inside in plan view to the first open end,
7. Any one of
(Appendix 8)
8. The power converter according to any one of
１００、１００Ａ、１００Ｂ 電力変換装置
１０１ 基板
１１０ スパイラルアンテナ
１１０Ａ、１１０Ｂ アンテナエレメント
１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ ダイオード
１３０、１４０、１３０Ｍ、１４０Ｍ 伝送線路
１３０Ａ、１３０Ｃ スルーホール
１３０Ｂ、１３０Ｄ 線路
１３０Ｅ、１４０Ｅ ボンディングワイヤ
１３１Ａ、１３１ＭＡ、１４１Ａ、１４１ＭＡ 端部
１３３Ｄ、１４３Ｄ 接続点
１５０ コンデンサ
Claims (7)
第２端子から第２開放端まで延在し、前記第１アンテナエレメントと結合され、前記所定の共振周波数を有する第２アンテナエレメントと、
前記第１端子と前記第２端子との間に接続される整流素子と、
第１端部が前記整流素子の電流入力端子に接続される第１伝送線路と、
第２端部が前記整流素子の電流出力端子に接続される第２伝送線路と、
前記第１伝送線路と前記第２伝送線路との間に挿入されるコンデンサと、
前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントが第１面に設けられる基板と
を含み、
前記整流素子は、前記第１面に設けられ、
前記第１伝送線路は、前記電流入力端子に接続され、前記基板を貫通する第１貫通導体と、前記第１面の反対側の第２面に設けられて前記第１貫通導体に接続され、平面視で前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントと重なる区間で延在する第１線路とを有し、
前記第２伝送線路は、前記電流出力端子に接続され、前記基板を貫通する第２貫通導体と、前記第２面に設けられて前記第２貫通導体に接続され、平面視で前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントと重なる区間で延在する第２線路とを有し、
前記第１伝送線路の第１端部から前記コンデンサが前記第１伝送線路に接続される第１接続点までの長さと、前記第２伝送線路の第２端部から前記コンデンサが前記第２伝送線路に接続される第２接続点までの長さとは、前記所定の共振周波数における四半波長の電気長に対応する長さである、電力変換装置。 a first antenna element extending from the first terminal to the first open end and having a predetermined resonance frequency;
a second antenna element extending from a second terminal to a second open end, coupled with the first antenna element, and having the predetermined resonance frequency;
a rectifying element connected between the first terminal and the second terminal;
a first transmission line having a first end connected to a current input terminal of the rectifying element;
a second transmission line having a second end connected to a current output terminal of the rectifying element;
a capacitor inserted between the first transmission line and the second transmission line ;
a substrate on which the first antenna element and the second antenna element are provided on a first surface;
including
The rectifying element is provided on the first surface,
The first transmission line is connected to the current input terminal and is connected to a first through conductor penetrating through the substrate, and is provided on a second surface opposite to the first surface and is connected to the first through conductor, a first line extending in a section overlapping with the first antenna element and the second antenna element in plan view;
The second transmission line includes a second through conductor that is connected to the current output terminal and penetrates through the substrate, and a second through conductor that is provided on the second surface and is connected to the second through conductor, and is the first antenna in plan view. a second line extending in a section overlapping with the element and the second antenna element;
a length from a first end of the first transmission line to a first connection point where the capacitor is connected to the first transmission line; The power conversion device, wherein the length to the second connection point connected to the line is a length corresponding to an electrical length of a quarter wavelength at the predetermined resonance frequency.
第２端子から第２開放端まで延在し、前記第１アンテナエレメントと結合され、前記所定の共振周波数を有する第２アンテナエレメントと、
前記第１端子と前記第２端子との間に接続される整流素子と、
第１端部が前記整流素子の電流入力端子に接続される第１伝送線路と、
第２端部が前記整流素子の電流出力端子に接続される第２伝送線路と、
前記第１伝送線路と前記第２伝送線路との間に挿入されるコンデンサと、
前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントが第１面に設けられる基板と、
前記第１端子に接続され、前記基板を貫通する第１貫通導体と、
前記第２端子に接続され、前記基板を貫通する第２貫通導体と
を含み、
前記整流素子は、前記第１面の反対側の第２面に設けられ、前記電流入力端子は前記第１貫通導体に接続され、前記電流出力端子は前記第２貫通導体に接続され、
前記第１伝送線路は、前記第２面に設けられて前記第１端部が前記第１貫通導体を介して前記電流入力端子に接続され、平面視で前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントと重なる区間で延在する第１線路を有し、
前記第２伝送線路は、前記第２面に設けられて前記第２端部が前記第２貫通導体を介して前記電流出力端子に接続され、平面視で前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントと重なる区間で延在する第２線路を有し、
前記第１伝送線路の第１端部から前記コンデンサが前記第１伝送線路に接続される第１接続点までの長さと、前記第２伝送線路の第２端部から前記コンデンサが前記第２伝送線路に接続される第２接続点までの長さとは、前記所定の共振周波数における四半波長の電気長に対応する長さである、電力変換装置。 a first antenna element extending from the first terminal to the first open end and having a predetermined resonance frequency;
a second antenna element extending from a second terminal to a second open end, coupled with the first antenna element, and having the predetermined resonance frequency;
a rectifying element connected between the first terminal and the second terminal;
a first transmission line having a first end connected to a current input terminal of the rectifying element;
a second transmission line having a second end connected to a current output terminal of the rectifying element;
a capacitor inserted between the first transmission line and the second transmission line ;
a substrate on which the first antenna element and the second antenna element are provided on a first surface;
a first penetrating conductor connected to the first terminal and penetrating the substrate;
a second penetrating conductor connected to the second terminal and penetrating the substrate;
including
the rectifying element is provided on a second surface opposite to the first surface, the current input terminal is connected to the first through conductor, the current output terminal is connected to the second through conductor,
The first transmission line is provided on the second surface, the first end is connected to the current input terminal via the first through conductor, and the first antenna element and the second antenna are arranged in plan view. Having a first line extending in a section overlapping with the element,
The second transmission line is provided on the second surface, the second end is connected to the current output terminal via the second through conductor, and the first antenna element and the second antenna are arranged in plan view. Having a second line extending in a section overlapping with the element,
a length from a first end of the first transmission line to a first connection point where the capacitor is connected to the first transmission line; The power conversion device, wherein the length to the second connection point connected to the line is a length corresponding to an electrical length of a quarter wavelength at the predetermined resonance frequency.
第２端子から第２開放端まで延在し、前記第１アンテナエレメントと結合され、前記所定の共振周波数を有する第２アンテナエレメントと、
前記第１端子と前記第２端子との間に接続される第１整流素子と、
前記第１整流素子の第１電流入力端子及び前記第１端子に接続される第２電流出力端子を有する第２整流素子と、
第１端部が前記第２整流素子の第２電流入力端子に接続される第１伝送線路と、
第２端部が前記第１整流素子の第１電流出力端子に接続される第２伝送線路と、
前記第１伝送線路と前記第２伝送線路との間に挿入されるコンデンサと
を含み、
前記第１伝送線路の第１端部から前記コンデンサが前記第１伝送線路に接続される第１接続点までの長さと、前記第２伝送線路の第２端部から前記コンデンサが前記第２伝送線路に接続される第２接続点までの長さとは、前記所定の共振周波数における半波長の電気長に対応する長さである、電力変換装置。 a first antenna element extending from the first terminal to the first open end and having a predetermined resonance frequency;
a second antenna element extending from a second terminal to a second open end, coupled with the first antenna element, and having the predetermined resonance frequency;
a first rectifying element connected between the first terminal and the second terminal;
a second rectifying element having a second current output terminal connected to the first current input terminal and the first terminal of the first rectifying element;
a first transmission line having a first end connected to a second current input terminal of the second rectifying element;
a second transmission line having a second end connected to a first current output terminal of the first rectifying element;
a capacitor inserted between the first transmission line and the second transmission line,
a length from a first end of the first transmission line to a first connection point where the capacitor is connected to the first transmission line; The power conversion device, wherein the length to the second connection point connected to the line is a length corresponding to the electrical length of half the wavelength at the predetermined resonance frequency.
前記第１整流素子及び前記第２整流素子は、前記第１面に設けられ、
前記第１伝送線路は、前記第２整流素子の第２電流入力端子に接続され、前記基板を貫通する第１貫通導体と、前記第１面の反対側の第２面に設けられて前記第１貫通導体に接続され、平面視で前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントと重なる区間で延在する第１線路とを有し、
前記第２伝送線路は、前記第１整流素子の第１電流出力端子に接続され、前記基板を貫通する第２貫通導体と、前記第２面に設けられて前記第２貫通導体に接続され、平面視で前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントと重なる区間で延在する第２線路とを有する、請求項３記載の電力変換装置。 further comprising a substrate on which the first antenna element and the second antenna element are provided on a first surface;
The first rectifying element and the second rectifying element are provided on the first surface,
The first transmission line is connected to a second current input terminal of the second rectifying element, is provided on a first through conductor penetrating through the substrate, and is provided on a second surface opposite to the first surface . a first line connected to one through conductor and extending in a section overlapping with the first antenna element and the second antenna element in plan view;
The second transmission line is connected to a first current output terminal of the first rectifying element and connected to a second through conductor penetrating the substrate and the second through conductor provided on the second surface, 4. The power converter according to claim 3 , further comprising a second line extending in a section overlapping said first antenna element and said second antenna element in a plan view.
前記第１端子に接続され、前記基板を貫通する第１貫通導体と、
前記第２端子に接続され、前記基板を貫通する第２貫通導体と
をさらに含み、
前記第１整流素子及び前記第２整流素子は、前記第１面の反対側の第２面に設けられ、前記第１整流素子の第１電流入力端子と前記第２整流素子の第２電流出力端子とは前記第１貫通導体を介して前記第１端子に接続され、前記第１整流素子の第１電流出力端子は、前記第２貫通導体を介して前記第２端子に接続され、
前記第１伝送線路は、前記第２面に設けられて前記第１端部が前記第１貫通導体に接続され、平面視で前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントと重なる区間で延在する第１線路を有し、
前記第２伝送線路は、前記第２面に設けられて前記第２端部が前記第２貫通導体に接続され、平面視で前記第１アンテナエレメント及び前記第２アンテナエレメントと重なる区間で延在する第２線路を有する、請求項３記載の電力変換装置。 a substrate on which the first antenna element and the second antenna element are provided on a first surface;
a first penetrating conductor connected to the first terminal and penetrating the substrate;
a second penetrating conductor connected to the second terminal and penetrating the substrate;
The first rectifying element and the second rectifying element are provided on a second surface opposite to the first surface, and a first current input terminal of the first rectifying element and a second current output terminal of the second rectifying element. A terminal is connected to the first terminal via the first through conductor, and a first current output terminal of the first rectifying element is connected to the second terminal via the second through conductor,
The first transmission line is provided on the second surface, the first end is connected to the first penetrating conductor, and extends in a section that overlaps the first antenna element and the second antenna element in plan view. having a first line to
The second transmission line is provided on the second surface, the second end is connected to the second penetrating conductor, and extends in a section that overlaps the first antenna element and the second antenna element in plan view. 4. The power converter according to claim 3 , comprising a second line that
前記第２アンテナエレメントは、平面視で内側に位置する前記第２端子から前記第２開放端まで螺旋状に巻回されて、前記第１アンテナエレメントと結合される、請求項１乃至５のいずれか一項記載の電力変換装置。 The first antenna element is spirally wound from the first terminal located inside in plan view to the first open end,
6. The second antenna element according to any one of claims 1 to 5 , wherein the second antenna element is spirally wound from the second terminal positioned inside in a plan view to the second open end, and coupled to the first antenna element. or the power converter according to claim 1.
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007116515A (en) | 2005-10-21 | 2007-05-10 | Mitsubishi Electric Corp | Balanced two-wire line rectenna and rectenna device using the same |
| US20110248903A1 (en) | 2010-04-08 | 2011-10-13 | Blick Robert H | Coupled electron shuttle providing electrical rectification |
| US20160149441A1 (en) | 2013-07-08 | 2016-05-26 | Utc Fire And Security Americas Corporation, Inc. | Radio frequency harvester assembly |
| WO2017216839A1 (en) | 2016-06-13 | 2017-12-21 | 三菱電機株式会社 | High frequency rectifier |
| JP2018011481A (en) | 2016-07-15 | 2018-01-18 | 日本電業工作株式会社 | Wireless charging device and wireless charging system |
| US20180083371A1 (en) | 2016-09-21 | 2018-03-22 | NVoLogic Inc | Radio-frequency energy transfers or harvesting based on combining direct current signals from multiple antennas |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6243013B1 (en) * | 1999-01-08 | 2001-06-05 | Intermec Ip Corp. | Cascaded DC voltages of multiple antenna RF tag front-end circuits |
-
2019
- 2019-03-28 JP JP2019063811A patent/JP7159943B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007116515A (en) | 2005-10-21 | 2007-05-10 | Mitsubishi Electric Corp | Balanced two-wire line rectenna and rectenna device using the same |
| US20110248903A1 (en) | 2010-04-08 | 2011-10-13 | Blick Robert H | Coupled electron shuttle providing electrical rectification |
| US20160149441A1 (en) | 2013-07-08 | 2016-05-26 | Utc Fire And Security Americas Corporation, Inc. | Radio frequency harvester assembly |
| WO2017216839A1 (en) | 2016-06-13 | 2017-12-21 | 三菱電機株式会社 | High frequency rectifier |
| JP2018011481A (en) | 2016-07-15 | 2018-01-18 | 日本電業工作株式会社 | Wireless charging device and wireless charging system |
| US20180083371A1 (en) | 2016-09-21 | 2018-03-22 | NVoLogic Inc | Radio-frequency energy transfers or harvesting based on combining direct current signals from multiple antennas |
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