肖特基二极管整流的计算与测量

　第19卷　第11期

　2007年11月强激光与粒子束HIGHPOWERLASERANDPARTICLEBEAMSVol.19,No.11　Nov.,2007　文章编号:　100124322(2007)1121887204

肖特基二极管整流的计算与测量

黄建仁,　王秩雄,　陈绳乾,　王　挺

(空军工程大学电讯工程学院,西安710077)3

　　摘　要:　提出了改进型的肖特基二极管整流数理模型,用加速迭代法和四阶精度龙格2库塔法编制了计

算程序,并结合实验测量得到了整流效率与输入功率、频率和负载等关系曲线:负载一定时,增大,整流效率先快速上升,然后上升趋势变缓;,,,

对于某一固定的输入功率,存在着一个最佳负载值;,,整流效率上

升。型号为2DV10B的X2GHz时获得的整流效率

为75.2%;频率为10,。

　　关键词:　;;　微波输电;　无线输电;　太阳能电站

　　中图分类号:文献标识码:　A

　　微波二极管的整流效率是微波输电系统的关键因素。由于二极管整流的非线性,过分简化的近似不足以描绘整流的真实特性。到目前为止,已经提出了多种可能的整流电路模型,如桥式和半桥式整流电路等,但是单个二极管并联被证明是最实用、最经济的方式[1]。为了能够准确估算整流系统的能量转换效率,建立了大量的计算模型。在国外,对微波输电及整流效率进行了广泛的研究,并且在理论上和实验上都取得了丰硕的成果[226]。而国内也同样重视,空军工程大学电讯工程学院首先研制出卫星太阳能电站演示系统[7],正在研制的回旋波整流器已达到2W的输出功率;中国科学院电工研究所研究了微带贴片接收整流天线[8];上海大学研究了管道探测机器人的微波输能,电子科技大学、浙江大学、东南大学等都有从事这方面的研究工作。　　本文分析了Y.Taewhan建立的微波二极管整流模型[5],做了相应的改进。肖特基二极管在很小的正向电压下就可以产生较大的电流[9],也就是说“导通”的概念是模糊的。如果肖特基结的内建电位差是0.3V,那么外加正向电压小于此电压时都算做截止状态,这显然不符合微波二极管的实际情况,因此不能简单地区分为导通与截止。在此分析基础上本文提出了改进型的肖特基二极管整流数理模型,并结合了实验工作。1　肖特基二极管整流电路模型

　　微波整流天线结构示意图如图1所示,其中肖特基二极管整流电路在矩形波导管中的完整电路模型如图2所示,其中Cj为结电容,Rs为串联电阻,C为隔直电容,L为扼流电感。封装所引入寄生参数基本上是电抗性的。此封装寄生电抗可以通过电路的电抗匹配技术及改进形式予以克服,因此在其等效模型中可以将这两个参数忽略。虚线框内为肖特基二极管简化模型[324]

。

Fig.1　BlockdiagramofrectennasystemFig.2　EquivalentcircuitofSchottkybarrierdiode

andparasiticelements图1　

整流系统框图

图2　肖特基二极整流管座完整模型

2　数学模型分析

　　基于Y.Taewhan建立的模型[5],其中同时间假定V和Vd的表达式不符合实际的情况,当给定了V时,Vd3收稿日期:2007203226;　　修订日期:2007209221基金项目:国家自然科学基金资助课题(60471033)

),男,福建莆田人,硕士研究生,研究方向为无线输电和微波器件;huangjianren1@。作者简介:黄建仁(1983—