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公開番号2025003136
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2023103639
出願日2023-06-23
発明の名称整流回路
出願人国立大学法人東海国立大学機構
代理人個人
主分類H02M 7/06 20060101AFI20241226BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】効率を改善できる整流回路を提供する。
【解決手段】交流電力を直流電力に整流する整流回路10において、整流素子(第1整流素子D1)は、交流電力を整流する。インピーダンス回路14aは、整流素子に並列接続される。インピーダンス回路14aは、直列接続された誘導性素子および容量性素子を含み、直流的に開放である。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
交流電力を直流電力に整流する整流回路であって、
交流電力を整流する整流素子と、
前記整流素子に並列接続されたインピーダンス回路と、
を備え、
前記インピーダンス回路は、直列接続された誘導性素子および容量性素子を含み、直流的に開放である、
ことを特徴とする整流回路。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
前記インピーダンス回路の共振周波数は、交流電力の周波数の２倍より低い、
ことを特徴とする請求項１に記載の整流回路。
【請求項３】
前記インピーダンス回路および前記整流素子の寄生容量の共振周波数は、交流電力の周波数より高い、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の整流回路。
【請求項４】
前記整流素子を複数備え、
複数の整流素子は、それぞれ異なる１組のノード間に接続されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の整流回路。
【請求項５】
前記インピーダンス回路を複数備え、
前記複数の整流素子のうち少なくとも１つの整流素子のそれぞれに、個別に前記インピーダンス回路が並列接続されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の整流回路。
【請求項６】
前記誘導性素子は、インダクタであり、
前記容量性素子は、キャパシタである、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の整流回路。
【請求項７】
前記誘導性素子は、伝送線路であり、
前記容量性素子は、キャパシタである、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の整流回路。
【請求項８】
前記整流素子は、直列接続または並列接続された複数の単位整流素子を有する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の整流回路。
【請求項９】
交流電力の高調波成分に対して実質的に短絡または開放となる高調波制御回路が設けられていない、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の整流回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、整流回路に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、無線電力伝送システムの開発が進められている。無線電力伝送システムには、交流電力を直流電力に変換する整流回路が設けられる。例えば、非特許文献１は、２．４５ＧＨｚで動作する整流回路を開示する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
Cheng Peng, Zhihao Ye, Jianhua Wu, Cheng Chen and Zerun Wang, 「Design of a Wide-Dynamic RF-DC Rectifier Circuit Based on an Unequal Wilkinson Power Divider」, Electronics, 2021, 10, 2815
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
整流回路では、整流素子の寄生容量が存在することで、交流電力から直流電力への変換効率（以下、効率と呼ぶ）が低下する。整流素子の寄生容量が大きくなるほど、また、交流電力の周波数が高くなるほど、整流素子の寄生容量による効率低下が大きくなる。整流回路において効率を向上させることが望まれる。
【０００５】
本開示はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その例示的な目的の一つは、効率を改善できる整流回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示のある態様の整流回路は、交流電力を直流電力に整流する整流回路であって、交流電力を整流する整流素子と、整流素子に並列接続されたインピーダンス回路と、を備える。インピーダンス回路は、直列接続された誘導性素子および容量性素子を含み、直流的に開放である。
【０００７】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本開示の構成要素や表現を方法、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本開示の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、効率を改善できる整流回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１（ａ）～（ｃ）は、比較例の各種の整流回路の回路図である。
図２（ａ），（ｂ）は、比較例の各種の整流回路の回路図である。
図３（ａ），（ｂ）は、図１（ａ）の整流回路の動作を説明するための図である。
図４（ａ），（ｂ）は、図１（ａ）の整流回路の動作を説明するための図である。
図５（ａ）～（ｃ）は、図１（ａ）の整流回路の各部の電流と電圧の波形図である。
図６（ａ）は、図１（ａ）の整流回路の出力電力と効率のＲＬ依存性を示す図であり、図６（ｂ）は、図１（ａ）の整流回路において整流素子の寄生容量が無いと仮定した場合の出力電力と効率のＲＬ依存性を示す図である。
実施の形態の整流回路の回路図である。
図８（ａ），（ｂ）は、図７のインピーダンス回路の回路図である。
図９（ａ），（ｂ）は、図７の整流回路の動作を説明するための図である。
図１０（ａ），（ｂ）は、図７の整流回路の動作を説明するための図である。
図１１（ａ）～（ｄ）は、図７の整流回路の各部の電流と電圧の波形図である。
図１２（ａ），（ｂ）は、図７の整流回路の出力電力と効率等のＬｐ依存性を示す図である。
図１３（ａ），（ｂ）は、図７の整流回路の最適ＲＬと最適Ｌｐ等の寄生容量Ｃｄ依存性を示す図である。
図１４（ａ）は、実施の形態の第１変形例の整流回路の出力電力と効率等のＬｐ依存性を示す図であり、図１４（ｂ）は、実施の形態の第２変形例の整流回路の出力電力と効率等のＬｐ依存性を示す図である。
図１５（ａ）は、実施の形態のブリッジトポロジーの整流回路の回路図であり、図１５（ｂ）は、実施の形態のブリッジトポロジーの別の整流回路の回路図である。
図１６（ａ）は、図１５（ａ）の整流回路の出力電力と効率のＬｐ依存性を示す図であり、図１６（ｂ）は、変形例のブリッジトポロジーの整流回路の出力電力と効率のＬｐ依存性を示す図である。
実施の形態の倍電流トポロジーの整流回路の回路図である。
図１８（ａ）は、図１７の整流回路の出力電力と効率のＬｐ依存性を示す図であり、図１８（ｂ）は、変形例の整流回路の出力電力と効率のＬｐ依存性を示す図である。
実施の形態のλ／４線路を用いたシングルシャントトポロジーの整流回路の回路図である。
図１９の整流回路の出力電力と効率等のＬｐ依存性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明者らは、整流回路について研究し、以下の知見を得た。図１（ａ）～（ｃ）および図２（ａ），（ｂ）は、比較例の各種の整流回路の回路図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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