[发明专利]用于物联传感供能的射频-直流倍压整流装置

说明书

公开了一种用于物联传感供能的射频‑直流倍压整流装置，用于物联传感供能的射频‑直流倍压整流装置中，天线发出信号，第一端子连接天线以接收信号，全波二阶倍压整流电路连接第一端子以输出正负双极性电压，全波二阶倍压整流电路由正向二阶倍压整流电路与负向二阶倍压整流电路以地端为公共端首尾串联而成，正向二阶倍压整流电路与负向二阶倍压整流电路分别包括封装的串联肖特基二极管组件；阻抗匹配网络连接全波二阶倍压整流电路以调节天线和全波二阶倍压整流电路之间的传输功率，第二端子连接全波二阶倍压整流电路以输出电压，用于物联传感供能的射频‑直流倍压整流装置的转换效率最高可达78.6％。

技术领域

本发明涉及物联网传感供能领域，特别是一种用于物联传感供能的射频一直流倍压整流装置。

背景技术

随着物联网的发展，能量收集技术的应用愈发广泛，可以用于分布式无线传感节点、嵌入式和可植入式的医疗设备、新能源汽车、智能家居等。传统的电池供电会大大增加设备尺寸，且由于电池寿命有限，设备需要定期更换电池，造成一定的环境污染。CT取能利用电磁感应原理获取电能，对于原边的电流幅值要求较高(一般＞5A)，且存在输出电压不稳、受电流影响较大、发热高、IP防护较差等问题。深表面波(SAW)的稳定性及抗干扰性较差，且目前落地的成本较高。对比之下，射频能量收集具有可控、可预测以及稳定的特性，且自然界中存在的射频能量分布广泛，不受地域和环境的限制，如果能够被收集并加以利用，将大大提高设备工作的持续性，最终实现传感节点的免电池运行，提升我国对无线传感网络研究深度和应用水平，对于双碳背景下节能物联网的建设具有重要意义。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足或缺陷，提供了一种用于物联传感供能的射频-直流倍压整流装置，以肖特基二极管组件作为倍压整流电路的基础器件，通过瞬态性能优化确定整流电路阶数，在此基础上通过谐波平衡优化和LSSP测试优化确定了电路的最优输入功率、匹配电阻以及阻抗匹配网络，大大提高了倍压整流电路的转换效率，在实际测试中装置的稳态输出电压为3.5V，转换效率最高可达78.6％，满足双碳背景下节能物联网低功耗、零污染的要求。

用于物联传感供能的射频-直流倍压整流装置包括，

天线，其发出信号；

第一端子，其连接所述天线以接收所述信号；

全波二阶倍压整流电路，其连接所述第一端子以输出正负双极性电压，所述全波二阶倍压整流电路由正向二阶倍压整流电路与负向二阶倍压整流电路以地端为公共端首尾串联而成，正向二阶倍压整流电路与负向二阶倍压整流电路分别包括封装的串联肖特基二极管组件；

阻抗匹配网络，其连接所述全波二阶倍压整流电路以调节天线和全波二阶倍压整流电路之间的传输功率，使得射频-直流倍压整流装置转换效率最高达78.6％，

第二端子，其连接所述全波二阶倍压整流电路以输出电压。

所述的用于物联传感供能的射频-直流倍压整流装置中，封装的串联肖特基二极管组件包括两个串联的分立二极管。

所述的用于物联传感供能的射频-直流倍压整流装置中，肖特基二极管组件包括，

阴极金属，

N⁺阴极层，其层叠于所述阴极金属上；

N型基片，其层叠于所述N⁺阴极层上；

N^-外延层，其层叠于所述N型基片上；

阳极金属，其层叠于所述N^-外延层上，所述阳极金属的上表面设有凹槽；