本发明专利技术属于能量获取技术领域，具体为一种静态阈值消除与动态阈值消除相结合的倍压整流器。本发明专利技术将静态阈值消除技术和动态阈值消除技术相结合，用直流偏置改变整流管的等效阈值，以增大整流管正向导通电流；用反相射频信号关断整流管，以减小整流管反向漏电流。本发明专利技术可实现超低射频功率输入下的高效率功率转换，以及宽输入功率带宽内的良好阻抗匹配，从而提高宽功率带内的能量传输效率。将本发明专利技术应用于射频识别（RFID）等领域，可大幅提高标签读、写灵敏度，从而提高其系统灵敏度。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于能量获取
，具体为一种静态阈值消除与动态阈值消除相结合的倍压整流器。本专利技术将静态阈值消除技术和动态阈值消除技术相结合，用直流偏置改变整流管的等效阈值，以增大整流管正向导通电流；用反相射频信号关断整流管，以减小整流管反向漏电流。本专利技术可实现超低射频功率输入下的高效率功率转换，以及宽输入功率带宽内的良好阻抗匹配，从而提高宽功率带内的能量传输效率。将本专利技术应用于射频识别（RFID）等领域，可大幅提高标签读、写灵敏度，从而提高其系统灵敏度。【专利说明】静态阈值消除与动态阈值消除相结合的倍压整流器
本专利技术属于能量获取
，具体为一种交流功率到直流功率的转换器，也称为倍压整流器。
技术介绍
无线能量传输与获取技术广泛应用于诸多领域，通常模式为，天线感应交流电压信号，再通过整流器或者倍压整流器将交流功率转换为直流功率。随着射频识别(RFID)等技术的发展，无线能量传输的功率转换效率变得越来越重要。在一些应用中，如超高频射频识别的远距离工作模式，人们希望可以在超低射频功率(如-20dBm或更小)输入下实现高效率的功率转换。要提高功率转换效率，需要增大正向导通电流，减小反向漏电流。用Pla表示输入射频功率，用&表示射频信号幅值，用表 示等效并联电阻；根据【权利要求】1.一种静态阈值消除与动态阈值消除相结合的倍压整流器，其特征在于:静态阈值消除与动态阈值消除相结合；用直流偏置改变整流管的等效阈值，以增大整流管正向导通电流；用反相射频信号关断整流管，以减小整流管反向漏电流。2.根据权利要求1所述的倍压整流器，其特征在于:为差分结构，单级整流单元由四个整流管和对应的四个VS模块构成，有两个射频电容耦合射频信号；四个整流管为2个NMOS整流管(11)和2个PMOS整流管(12)，对应的四个VS模块为2个NMOS整流管的偏置模块VSN (13)和2个PMOS整流管的偏置模块VSP (14);其中，NMOS整流管(11)衬底B接地，源端S接直流输入VL-1，漏端D与对应的PMOS整流管(12)漏端D相连，标号为7和8 ;栅极G与NMOS整流管的偏置模块VSN (13)产生的控制信号相连；PM0S整流管(12)衬底B接直流输出VH-2，源端S接直流输出VH-2，漏端D与对应的NMOS整流管(11)漏端D相连，标号为7和8，栅极G与PMOS整流管的偏置模块VSP (14)产生的控制信号相连；NM0S整流管的偏置模块VSN (13)与直流输入VL-1相连，作为直流参考，与差分射频信号RF+(5)或差分射频信号RF- (6)相连，与NMOS直流偏置信号(9)相连；PM0S整流管的偏置模块VSP (14)与直流输出VH-2相连，作为直流参考，与差分射频信号RF+ (5)或差分射频信号RF- (6)相连，与PMOS直流偏置信号(10)相连；在差分射频信号RF+ (5)与PMOS整流管漏端(7)之间接入射频电容，在差分射频信号RF- (6)与PMOS整流管漏端(8)之间接入射频电容，这两个射频电容构成射频功率的输入通道； 其中，NMOS直流偏置信号(9)以直流输入VL-1为参考电平提供直流偏置，NMOS整流管的偏置模块VSN (13)将所得直流偏置与差分射频信号RF+ (5)或差分射频信号RF- (6)相叠加，得到NMOS整流管(11)的栅极控制信号；PM0S直流偏置信号(10)以直流输出VH-2为参考电平提供直流偏置，PMOS整流管的偏置模块VSP ( 14)将所得直流偏置与差分射频信号RF+ (5)或差分射频信号RF- (6)相叠加，得到PMOS整流管(12)的栅极控制信号；射频功率通过射频耦合电容进入整流电路，并被以一定的效率转化为直流输入VL-1和直流输出VH-2之间的直流功率。3.根据权利要求2所述的倍压整流器，其特征在于:所述直流偏置为电压信号或电流信号。4.根据权利要求2所述的倍压整流器，其特征在于:通过控制直流偏置，改变整流管的等效阈值，改变整流管的导通电阻，控制射频端口的等效输入阻抗。5.根据权利要求2所述的倍压整流器，其特征在于:通过设置合适的直流偏置，在宽输入功率范围内，保 持整流器的寄生电容基本上不变，保持整流器射频端口输入阻抗的相对稳定。6.根据权利要求2所述的倍压整流器，其特征在于:通过设置合适的直流偏置，在宽输入功率范围内，实现良好的阻抗匹配，大幅减小阻抗失配导致的能量损失。7.根据权利要求2所述的倍压整流器，其特征在于:通过控制直流偏置，实现很小的整流管等效阈值，结合动态阈值消除技术的较强的反向关断能力，实现在超低射频输入功率下的高效率功率转换。8.根据权利要求2所述的倍压整流器，其特征在于:直流偏置由电池提供电源，或者由辅助整流器提供电源，或者由整流器自己产生的直流功率提供电源。9.根据权利要求2所述的倍压整流器，其特征在于:用多级级联的方式实现较高的输出电压。10.根据权利要求9所述的倍压整流器，其特征在于:选取合适的偏置结构，以实现偏置管和整流管完全相同的衬偏效应，使整流效果与没有衬偏效应完全一样，每一级获得完全一样 的性能。【文档编号】H02M7/217GK103956920SQ201410159855【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月21日 优先权日:2014年4月21日 【专利技术者】陈勇, 闵昊, 闫娜, 谈熙 申请人:复旦大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种静态阈值消除与动态阈值消除相结合的倍压整流器，其特征在于：静态阈值消除与动态阈值消除相结合；用直流偏置改变整流管的等效阈值，以增大整流管正向导通电流；用反相射频信号关断整流管，以减小整流管反向漏电流。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇，闵昊，闫娜，谈熙，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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