(57)【要約】【課題】簡易な回路構成で、広範囲の入力電力で高いＲＦ−ＤＣ変換効率を実現する整流器を得る。【解決手段】高入力電力整流手段５は、高周波の高入力電力時に高いＲＦ−ＤＣ変換効率を有し、低入力電力整流手段６は、高周波の低入力電力時に高いＲＦ−ＤＣ変換効率を有する。直流電圧帰還手段７は、出力端子９の電圧を取得する。直流電圧帰還手段７で取得した電圧値が設定値よりも低い場合は、入力側高入力電力切替手段１〜出力側低入力電力切替手段４により低入力電力整流手段６の経路とする。直流電圧帰還手段７で取得した電圧値が設定値以上の場合は、入力側高入力電力切替手段１〜出力側低入力電力切替手段４により高入力電力整流手段５の経路とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の整流手段と、
前記第１及び第２の整流手段の入力側にそれぞれ接続された第１及び第２の切替手段と、
前記第１及び第２の整流手段の出力側にそれぞれ接続された第３及び第４の切替手段と、
少なくとも入力波の基本波を短絡する高周波短絡手段と、
前記第１及び第２の整流手段によって得られる直流電圧を帰還して前記第１から第４の切替手段を制御する直流電圧帰還手段とを備え、
前記高周波短絡手段の入力端子は、前記第３及び第４の切替手段の出力端子の接続点に接続され、前記高周波短絡手段の出力端子は負荷に接続されて前記直流電圧を供給し、
前記第１の整流手段は、高周波を直流に変換する効率の最高値が前記第２の整流手段よりも高い入力電力で得られる整流手段であり、
前記第１から第４の切替手段の切替動作を規定する閾値電圧よりも前記直流電圧が低いとき、前記第２の整流手段への入力電力の分配比が前記第１の整流手段より大きく、前記直流電圧が高いとき、前記第１の整流手段への入力電力の分配比が前記第２の整流手段より大きいことを特徴とする整流器。
【請求項２】
第１の整流手段及び第２の整流手段と、
前記第１及び第２の整流手段の入力側にそれぞれ接続された第１及び第２の切替手段と、
前記第１及び第２の整流手段の出力側にそれぞれ接続された第１及び第２の出力回路と、
少なくとも入力波の基本波を短絡する高周波短絡手段と、
前記第１及び第２の整流手段によって得られる直流電圧を帰還して前記第１及び第２の切替手段を制御する直流電圧帰還手段とを備え、
前記高周波短絡手段の入力端子は前記第１及び第２の出力回路の出力端子の接続点に接続され、前記高周波短絡手段の出力端子は負荷に接続されて前記直流電圧を供給し、
前記第１及び第２の出力回路の入力インピーダンスを入力波の基本波で開放とし、
前記第１の整流手段は、高周波を直流に変換する効率の最高値が前記第２の整流手段よりも高い入力電力で得られる整流手段であり、
前記第１及び第２の切替手段の切替動作を規定する閾値電圧よりも前記直流電圧が低いとき前記第２の整流手段への入力電力の分配比が前記第１の整流手段より大きく、前記直流電圧が高いとき前記第１の整流手段への入力電力の分配比が前記第２の整流手段より大きいことを特徴とする整流器。
【請求項３】
前記第１及び第２の切替手段の切替動作を規定する閾値電圧よりも前記第１と第２の整流手段で得られる直流電圧が低い程、前記第１の切替手段の入力インピーダンスが開放に近づき、前記直流電圧が高い程、前記第２の切替手段の入力インピーダンスが開放に近づくことを特徴とする請求項１記載の整流器。
【請求項４】
前記第１の切替手段は、入力波の基本波で１／４波長となる第１及び第２の伝送線路と、直流を遮断する第１のキャパシタと、前記直流電圧帰還手段の出力電圧で制御される第１のスイッチとを備え、
前記第２の切替手段は、入力波の基本波で１／４波長となる第５の伝送線路と、直流を遮断する第３のキャパシタと、前記直流電圧帰還手段の出力電圧で制御される第３のスイッチとを備え、
前記第２の伝送線路と前記第５の伝送線路の入力端子はそれぞれ整流器の入力端子に接続され、
前記第２の伝送線路の出力端子は前記第１の伝送線路の一端と前記第１の切替手段の出力端子とに接続され、
前記第１の伝送線路の他端はグランドとの間に前記第１のキャパシタと前記第１のスイッチの直列回路を備え、
前記第５の伝送線路の出力端子はグランドとの間に前記第３のキャパシタと前記第３のスイッチの直列回路を備え、かつ前記第２の切替手段の出力端子に接続され、
前記第１及び第２のスイッチは、制御電圧が第１の設定値より低いときに開放、制御電圧が前記第１の設定値より高い第２の設定値より高いときに短絡となることを特徴とする請求項３記載の整流器。
【請求項５】
前記第３の切替手段は、入力波の基本波で１／４波長となる第３及び第４の伝送線路と、直流を遮断する第２のキャパシタと、前記直流電圧帰還手段の出力電圧で制御される第２のスイッチとを備え、
前記第４の切替手段は、入力波の基本波で１／４波長となる第６の伝送線路と、直流を遮断する第４のキャパシタと、前記直流電圧帰還手段の出力電圧で制御される第４のスイッチとを備え、
前記第４の伝送線路と前記第６の伝送線路の出力端子はそれぞれ前記高周波短絡手段の入力端子に接続され、
前記第４の伝送線路の入力端子は前記第３の伝送線路の一端と前記第３の切替手段の入力端子とに接続され、
前記第３の伝送線路の他端はグランドとの間に前記第２のキャパシタと前記第２のスイッチの直列回路を備え、
前記第６の伝送線路の入力端子はグランドとの間に前記第４のキャパシタと前記第４のスイッチの直列回路を備え、かつ前記第４の切替手段の入力端子と接続され、
前記第３及び第４のスイッチは制御電圧が第１の設定値より低いときに開放、制御電圧が前記第１の設定値より高い第２の設定値より高いときに短絡となることを特徴とする請求項３記載の整流器。
【請求項６】
前記第１及び第２の切替手段の切替動作を規定する閾値電圧よりも、前記第１及び第２の整流手段で得られる直流電圧が低い程、前記第３の切替手段の入力インピーダンスが開放に近づき、前記直流電圧が高い程、前記第４の切替手段の入力インピーダンスが開放に近づくことを特徴とする請求項１記載の整流器。
【請求項７】
前記第１の切替手段は、入力波の基本波で１／４波長となる第２の伝送線路と、直流を遮断する第１のキャパシタと、前記直流電圧帰還手段の出力電圧で制御される第５のスイッチとを備え、
前記第２の切替手段は、入力波の基本波で１／４波長となる第５及び第７の伝送線路と、直流を遮断する第３のキャパシタと、前記直流電圧帰還手段の出力電圧で制御される第７のスイッチとを備え、
前記第２の伝送線路と前記第５の伝送線路の入力端子はそれぞれ整流器の入力端子に接続され、
前記第５の伝送線路の出力端子は前記第７の伝送線路の一端と前記第２の切替手段の出力端子とに接続され、
前記第７の伝送線路の他端はグランドとの間に前記第３のキャパシタと前記第７のスイッチの直列回路を備え、
前記第２の伝送線路の出力端子はグランドとの間に前記第１のキャパシタと前記第５のスイッチの直列回路を備え、かつ前記第１の切替手段の出力端子と接続され、
前記第１及び第２のスイッチは、制御電圧が第１の設定値より低いときに短絡、制御電圧が前記第１の設定値より高い第２の設定値より高いときに開放となることを特徴とする請求項６記載の整流器。
【請求項８】
前記第３の切替手段は、入力波の基本波で１／４波長となる第４の伝送線路と、直流を遮断する第２のキャパシタと、前記直流電圧帰還手段の出力電圧で制御される第６のスイッチとを備え、
前記第４の切替手段は、入力波の基本波で１／４波長となる第６及び第８の伝送線路と、直流を遮断する第４のキャパシタと、前記直流電圧帰還手段の出力電圧で制御される第８のスイッチとを備え、
前記第４の伝送線路と前記第６の伝送線路の出力端子はそれぞれ前記高周波短絡手段の入力端子に接続され、
前記第６の伝送線路の入力端子は前記第８の伝送線路の一端と前記第４の切替手段の入力端子とに接続され、
前記第８の伝送線路の他端はグランドとの間に前記第４のキャパシタと前記第８のスイッチの直列回路を備え、
前記第４の伝送線路の入力端子はグランドとの間に前記第２のキャパシタと前記第６のスイッチの直列回路を備え、かつ前記第３の切替手段の入力端子と接続され、
前記第３及び第４のスイッチは制御電圧が第１の設定値より低いときに短絡、制御電圧が前記第１の設定値より高い第２の設定値より高いときに開放となることを特徴とする請求項６記載の整流器。
【請求項９】
前記第１及び第２の出力回路は、入力波の基本波で１／４波長となる第９及び第１０の伝送線路でそれぞれ構成されたことを特徴とする請求項２記載の整流器。
【請求項１０】
前記第１の整流手段は、前記第２の整流手段の整流素子を直列接続してなることを特徴とする請求項１から請求項９のうちのいずれか１項記載の整流器。
【請求項１１】
前記高周波短絡手段は、高周波ショート用容量素子を備え、
前記高周波ショート用容量素子は、直流は開放、かつ前記高周波の基本波周波数及び高次高調波の周波数で短絡となる素子で有り、
前記高周波ショート用容量素子の一端が接地され、他端が前記高周波短絡手段の入力端子と出力端子に接続されたことを特徴とする請求項１から請求項１０のうちのいずれか１項記載の整流器。
【請求項１２】
前記高周波短絡手段は、前記高周波の基本波周波数または前記基本波周波数に加えて１つ以上の高次高調波の周波数で短絡となるよう直列共振する誘導素子と容量素子で構成される直列共振回路を複数備え、
前記複数の直列共振回路の一端は接地され、
前記複数の直列共振回路の他端は前記高周波短絡手段の入力端子と出力端子に接続されたことを特徴とする請求項１から請求項１０のうちのいずれか１項記載の整流器。
【請求項１３】
前記高周波短絡手段は、前記高周波の基本波周波数または前記基本波周波数に加えて１つ以上の高次高調波の周波数で短絡となるように、前記基本波周波数において１／４波長の電気長を有した基本波オープンスタブと、前記基本波オープンスタブに加えて前記高次高調波において１／４波長の電気長を有した高調波オープンスタブとを備えたことを特徴とする請求項１から請求項１０のうちのいずれか１項記載の整流器。
【請求項１４】
前記高周波短絡手段は、前記高周波の基本波の周波数において１／４波長の電気長を有した基本波オープンスタブまたは前記高次高調波において１／４波長の電気長を有した高調波オープンスタブと、
前記高周波の基本波周波数、または前記高次高調波の周波数で直列共振する誘導素子と容量素子で構成された直列共振回路とを組み合わせて備えることにより、前記高周波の基本波周波数、または前記基本波周波数に加えて１つ以上の高次高調波の周波数で短絡としたことを特徴とする請求項１から請求項１０のうちのいずれか１項記載の整流器。
【請求項１５】
前記直流電圧帰還手段は、直流フィード用誘導素子と高周波ショート用容量素子とを備え、
前記直流フィード用誘導素子は直流が通過し、かつ前記高周波の基本波周波数及び高次高調波の周波数で高いインピーダンスをもつ素子であり、
前記高周波ショート用容量素子は、グランドに対して直流で開放となり、かつ前記高周波の基本波周波数及び高次高調波の周波数で短絡となる素子であり、
前記直流フィード用誘導素子の一端は前記直流電圧帰還手段の入力端子に接続され、
前記高周波ショート用容量素子の一端は接地され、
前記直流フィード用誘導素子の他端と前記高周波ショート用容量素子の他端は前記直流電圧帰還手段の出力端子と接続されたことを特徴とする請求項１から請求項１４のうちのいずれか１項記載の整流器。
【請求項１６】
前記直流電圧帰還手段は、電圧比較手段と基準電圧源とを備え、
前記電圧比較手段の第１の入力端子は前記直流電圧比較手段の入力端子に接続され、
前記基準電圧源は前記電圧比較手段の第２の入力端子に接続され、
前記電圧比較手段の出力端子は前記直流電圧帰還手段の出力端子に接続され、
前記電圧比較手段は、前記直流電圧帰還手段の入力端子の電圧と前記基準電圧源の電圧とを比較し、当該比較結果に応じた電圧を前記直流電圧帰還手段の出力端子より出力することを特徴とする請求項１から請求項１４のうちのいずれか１項記載の整流器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広範囲の入力電力で高いＲＦ−ＤＣ（高周波−直流）変換効率を実現する整流器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の整流器として、高周波の高入力電力時に高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる高入力電力整流手段と、高周波の低入力電力時に高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる低入力電力整流手段とを備え、これらを入力電力の値に応じて切り替えるようにしたものがあった（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Wide Power Range Operable 3-stage S-Band Microwave Rectifier WithAutomatic Selector Based on Input Power Level，IMS2013 WE3G-4 Jun 2013
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の整流器においては、入力電力に応じた整流手段の切替を、外部において入力電力を電力モニタで検波し、その検波結果に応じて１入力２出力（ＳＰＤＴ）スイッチを制御していたため、電力モニタや制御回路のために電力損失が生じるといった問題と、回路規模またはサイズが大きくなるなどの問題があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、簡易な回路構成で、広範囲の入力電力で高いＲＦ−ＤＣ変換効率を実現する整流器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る整流器は、第１及び第２の整流手段と、第１及び第２の整流手段の入力側にそれぞれ接続された第１及び第２の切替手段と、第１及び第２の整流手段の出力側にそれぞれ接続された第３及び第４の切替手段と、少なくとも入力波の基本波を短絡する高周波短絡手段と、第１及び第２の整流手段によって得られる直流電圧を帰還して第１から第４の切替手段を制御する直流電圧帰還手段とを備え、高周波短絡手段の入力端子は、第３及び第４の切替手段の出力端子の接続点に接続され、高周波短絡手段の出力端子は負荷に接続されて前記直流電圧を供給し、第１の整流手段は、高周波を直流に変換する効率の最高値が第２の整流手段よりも高い入力電力で得られる整流手段であり、第１から第４の切替手段の切替動作を規定する閾値電圧よりも直流電圧が低いとき、第２の整流手段への入力電力の分配比が第１の整流手段より大きく、直流電圧が高いとき、第１の整流手段への入力電力の分配比が第２の整流手段より大きいようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の整流器は、並列に接続された高入力電力でＲＦ−ＤＣ変換効率の高い第１の整流手段と、低入力電力でＲＦ−ＤＣ変換効率の高い第２の整流手段で得られる直流電圧を帰還して、第１の整流手段と第２の整流手段への入力電力の分配比をＲＦ−ＤＣ変換効率が高くなるように自律的に制御するので、簡易な回路構成で広範囲の入力電力に対応することができ、かつ高いＲＦ−ＤＣ変換効率を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る整流器の第１の例を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る整流器の第２の例を示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１におけるダイオードの電流―電圧特性とダイオード端子間電圧の時間波形を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１の整流器におけるＶＤＣ≦Ｖ６のときの入力波の経路を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１の整流器におけるＶ６≦ＶＤＣ≦Ｖ５のときの入力波の経路を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１の整流器におけるＶＤＣ≧Ｖ５のときの入力波の経路を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る高周波短絡手段の第１の例を示す構成図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る高周波短絡手段の第２の例を示す構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る高周波短絡手段の第３の例を示す構成図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る高周波短絡手段の第４の例を示す構成図である。
【図１２】この発明の実施の形態２に係る整流器の構成図である。
【図１３】この発明の実施の形態２の整流器におけるＶＤＣ≦Ｖ６のときの入力波の経路を示す説明図である。
【図１４】この発明の実施の形態２の整流器におけるＶ６≦ＶＤＣ≦Ｖ５のときの入力波の経路を示す説明図である。
【図１５】この発明の実施の形態２の整流器におけるＶＤＣ≧Ｖ５のときの入力波の経路を示す説明図である。
【図１６】この発明の実施の形態２の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性を示す説明図である。
【図１７】この発明の実施の形態３に係る整流器の構成図である。
【図１８】この発明の実施の形態３の整流器における基準電圧源に対して直流の電圧ＶＤＣが低いときの入力波の経路を示す説明図である。
【図１９】この発明の実施の形態３の整流器における基準電圧源に対して直流の電圧ＶＤＣが高いときの入力波の経路を示す説明図である。
【図２０】この発明の実施の形態３の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性を示す説明図である。
【図２１】この発明の実施の形態３の整流器における直流電圧帰還手段の他の例の構成図である。
【図２２】この発明の実施の形態４に係る整流器の構成図である。
【図２３】この発明の実施の形態４の整流器における第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ及び第４のスイッチの状態と直流の電圧ＶＤＣとの関係を示す説明図である。
【図２４】この発明の実施の形態４の整流器におけるＶＤＣ≦ＶＬＯＷのときの入力波の経路を示す説明図である。
【図２５】この発明の実施の形態４の整流器におけるＶＬＯＷ≦ＶＤＣ≦ＶＨＩＧＨのときの入力波の経路を示す説明図である。
【図２６】この発明の実施の形態４の整流器におけるＶＤＣ≧ＶＨＩＧＨのときの入力波の経路を示す説明図である。
【図２７】この発明の実施の形態４の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性を示す説明図である。
【図２８】この発明の実施の形態４の整流器における第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ及び第４のスイッチにそれぞれエンハンスメント形ＦＥＴを適用した場合の整流器の構成図である。
【図２９】この発明の実施の形態５に係る整流器の構成図である。
【図３０】この発明の実施の形態５の整流器の第５のスイッチ、第６のスイッチ、第７のスイッチ及び第８のスイッチの状態と直流の電圧ＶＤＣとの関係を示す説明図である。
【図３１】この発明の実施の形態５の整流器におけるＶＤＣ≧ＶＨＩＧＨのときの入力波の経路を示す説明図である。
【図３２】この発明の実施の形態５の整流器におけるＶＬＯＷ≦ＶＤＣ≦ＶＨＩＧＨのときの入力波の経路を示す説明図である。
【図３３】この発明の実施の形態５の整流器におけるＶＤＣ≦ＶＬＯＷのときの入力波の経路を示す説明図である。
【図３４】この発明の実施の形態５の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性を示す説明図である。
【図３５】この発明の実施の形態５の整流器の第５のスイッチ、第６のスイッチ、第７のスイッチ及び第８のスイッチにそれぞれデプレッション形ＦＥＴを適用した場合の整流器の構成図である。
【図３６】この発明の実施の形態６に係る整流器を示す構成図である。
【図３７】この発明の実施の形態６の整流器における基準電圧源に対して直流の電圧ＶＤＣが低いときの入力波の経路を示す説明図である。
【図３８】この発明の実施の形態６の整流器における基準電圧源に対して直流の電圧ＶＤＣが高いときの入力波の経路を示す説明図である。
【図３９】この発明の実施の形態６の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性を示す説明図である。
【図４０】この発明の実施の形態６の整流器における第１のスイッチ、第２のスイッチ、第３のスイッチ及び第４のスイッチにそれぞれエンハンスメント形ＦＥＴを適用した場合の整流器の構成図である。
【図４１】この発明の実施の形態７に係る整流器を示す構成図である。
【図４２】この発明の実施の形態７の整流器における基準電圧源に対して負の直流の電圧―ＶＤＣが高いときの入力波の経路を示す説明図である。
【図４３】この発明の実施の形態７の整流器における基準電圧源に対して負の直流の電圧―ＶＤＣが低いときの入力波の経路を示す説明図である。
【図４４】この発明の実施の形態７の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性を示す説明図である。
【図４５】この発明の実施の形態７の整流器における第５のスイッチ、第６のスイッチ、第７のスイッチ及び第８のスイッチにそれぞれデプレッション形ＦＥＴを適用した場合の整流器の構成図である。
【図４６】この発明の実施の形態８に係る整流器の第１の例を示す構成図である。
【図４７】この発明の実施の形態８に係る整流器の第２の例を示す構成図である。
【図４８】この発明の実施の形態８に係る整流器における第１の出力フィルタ及び第２の出力フィルタにそれぞれ、入力される高周波の基本波周波数で１／４波長の電気長を有する伝送線路を適用した場合の整流器の構成図である。
【図４９】この発明の実施の形態８の整流器におけるＶＤＣ≦Ｖ６のときの入力波の経路を示す説明図である。
【図５０】この発明の実施の形態８の整流器におけるＶ６≦ＶＤＣ≦Ｖ５のときの入力波の経路を示す説明図である。
【図５１】この発明の実施の形態８の整流器におけるＶＤＣ≧Ｖ５のときの入力波の経路を示す説明図である。
【図５２】この発明の実施の形態８の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性を示す説明図である。
【図５３】この発明の実施の形態９に係る整流器を示す構成図である。
【図５４】この発明の実施の形態９の整流器におけるＶＤＣ≦ＶＬＯＷのときの入力波の経路を示す説明図である。
【図５５】この発明の実施の形態９の整流器におけるＶＬＯＷ≦ＶＤＣ≦ＶＨＩＧＨのときの入力波の経路を示す説明図である。
【図５６】この発明の実施の形態９の整流器におけるＶＤＣ≧ＶＨＩＧＨのときの入力波の経路を示す説明図である。
【図５７】この発明の実施の形態９の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性を示す説明図である。
【図５８】この発明の実施の形態９の整流器における第１のスイッチ及び第３のスイッチにそれぞれエンハンスメント形ＦＥＴを適用した場合の整流器の構成図である。
【図５９】この発明の実施の形態１０に係る整流器の構成図である。
【図６０】この発明の実施の形態１０の整流器におけるＶＤＣ≧ＶＨＩＧＨのときの入力波の経路を示す説明図である。
【図６１】この発明の実施の形態１０の整流器におけるＶＬＯＷ≦ＶＤＣ≦ＶＨＩＧＨのときの入力波の経路を示す説明図である。
【図６２】この発明の実施の形態１０の整流器におけるＶＤＣ≦ＶＬＯＷのときの入力波の経路を示す説明図である。
【図６３】この発明の実施の形態１０の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性を示す説明図である。
【図６４】この発明の実施の形態１０の整流器における第５のスイッチ及び第７のスイッチにそれぞれデプレッション形ＦＥＴを適用した場合の整流器の構成図である。
【図６５】この発明の実施の形態１１に係る整流器の構成図である。
【図６６】この発明の実施の形態１１の整流器における基準電圧源に対して直流の電圧ＶＤＣが低いときの入力波の経路を示す説明図である。
【図６７】この発明の実施の形態１１の整流器における基準電圧源に対して直流の電圧ＶＤＣが高いときの入力波の経路を示す説明図である。
【図６８】この発明の実施の形態１１の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性を示す説明図である。
【図６９】この発明の実施の形態１１の整流器における第１のスイッチ及び第３のスイッチにそれぞれエンハンスメント形ＦＥＴを適用した場合の整流器の構成図である。
【図７０】この発明の実施の形態１２に係る整流器の構成図である。
【図７１】この発明の実施の形態１２の整流器における基準電圧源に対して直流の電圧のＶＤＣが高いときの入力波の経路を示す説明図である。
【図７２】この発明の実施の形態１２の整流器における基準電圧源に対して直流の電圧ＶＤＣが低いときの入力波の経路を示す説明図である。
【図７３】この発明の実施の形態１２の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性を示す説明図である。
【図７４】この発明の実施の形態１２の整流器における第５のスイッチ及び第７のスイッチにそれぞれデプレッション形ＦＥＴを適用した場合の整流器の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による整流器を示す構成図である。
図１に示す整流器は、入力側高入力電力切替手段１、出力側高入力電力切替手段２、入力側低入力電力切替手段３、出力側低入力電力切替手段４、高入力電力整流手段５、低入力電力整流手段６、直流電圧帰還手段７、入力端子８、出力端子９、高周波短絡手段１０を備えている。
【００１０】
高入力電力整流手段５及び低入力電力整流手段６は、入力された高周波を直流に変換（ＲＦ−ＤＣ変換）する第１及び第２の整流手段である。高入力電力整流手段５において高周波を直流に変換する変換効率の最高値が得られる高周波の電力は、低入力電力整流手段６において高周波を直流に変換する変換効率が得られる高周波の電力よりも高いものとする。入力側高入力電力切替手段１及び入力側低入力電力切替手段３は、高入力電力整流手段５及び低入力電力整流手段６への入力波の電力の分配比を変化させる第１及び第２の切替手段である。出力側高入力電力切替手段２及び出力側低入力電力切替手段４は、直流を通過させ、かつ入力インピーダンスが入力波の基本波周波数で開放であり、かつ出力インピーダンスが制御電圧に応じて可変する第３及び第４の切替手段である。高周波短絡手段１０は、少なくとも入力波の基本波周波数で短絡とする手段である。設計によって、高周波短絡手段１０は、入力波の基本波周波数に加えて、入力波の高次高調波の周波数においても短絡として良い。直流電圧帰還手段７は、入力側高入力電力切替手段１、出力側高入力電力切替手段２、入力側低入力電力切替手段３及び出力側低入力電力切替手段４の切替を制御する手段である。
【００１１】
ここでは、入力側高入力電力切替手段１及び入力側低入力電力切替手段３は共に入力端子８に接続され、入力側高入力電力切替手段１の出力端子は高入力電力整流手段５の入力端子に接続され、入力側低入力電力切替手段３の出力端子は低入力電力整流手段６の入力端子に接続されている。高入力電力整流手段５の出力端子は出力側高入力電力切替手段２を介して高周波短絡手段１０の入力端子に接続され、低入力電力整流手段６の出力端子は出力側低入力電力切替手段４を介して高周波短絡手段１０の入力端子に接続されている。すなわち、高周波短絡手段１０の入力端子は、出力側高入力電力切替手段２の出力端子と出力側低入力電力切替手段４の出力端子との接続点１００に接続されている。
直流電圧帰還手段７に入力される電圧は、高入力電力整流手段５及び低入力電力整流手段６のうち少なくともいずれかで生じる直流電圧ＶＤＣであり、この直流の電圧ＶＤＣに応じて直流電圧帰還手段７から制御電圧が出力され、高入力電力整流手段５と低入力電力整流手段６に入力される高周波の電力の通過量を制御する構成である。
【００１２】
ここでは、高入力電力整流手段５及び低入力電力整流手段６においてＲＦ−ＤＣ変換効率の最高値が得られるときの直流の電圧をそれぞれＶ５、Ｖ６とし、出力端子９に生じる直流電圧ＶＤＣがＶ６より低い（ＶＤＣ≦Ｖ６）とき、直流電圧帰還手段７により入力波の入力側高入力電力切替手段１の通過量が小さくて反射量が大きく、かつ入力波の入力側低入力電力切替手段３の通過量が大きくなるように制御し、さらに出力側高入力電力切替手段２の出力インピーダンスが入力波の基本波周波数で開放となり、かつ出力側低入力電力切替手段４の入力インピーダンスが入力波の基本波周波数で開放となるように制御する。
直流電圧ＶＤＣが高くなる（Ｖ６≦ＶＤＣ≦Ｖ５）につれて、直流電圧帰還手段７により、入力側高入力電力切替手段１に入力される高周波電力の分配量が大きくなるように制御する。
【００１３】
直流電圧ＶＤＣがＶ５より高い（ＶＤＣ≧Ｖ５）とき、直流電圧帰還手段７により入力波の入力側高入力電力切替手段１の通過量が大きく、かつ入力波の入力側低入力電力切替手段３の通過量が小さくて反射量が大きくなるように制御し、さらに出力側高入力電力切替手段２の入力インピーダンスが入力波の基本波周波数で開放となり、かつ出力側低入力電力切替手段４の出力インピーダンスが入力波の基本波周波数で開放となるように制御する。
【００１４】
整流器の出力端子９で直流を取り出すため、高周波短絡手段１０の入出力端子間では直流がグランドに対して短絡しない構成とする。
図１では、高周波短絡手段１０の入力端子と直流電圧帰還手段７の入力端子とを接続した構成を示したが、図２に示すように、高周波短絡手段１０の出力端子と直流電圧帰還手段７の入力端子とを接続した構成でも良い。
【００１５】
次に、実施の形態１に係る整流器の動作について説明する。
図３にダイオードの電流-電圧特性とダイオード端子間電圧の時間波形を示す。整流器の入力端子８に高周波が入力されると、高入力電力整流手段５または低入力電力整流手段６の整流素子（例えば、ダイオード）は半周期毎にオンとオフを繰り返すことで高調波が生じ、ダイオードの極性に応じた方向に電圧（オフセット）が生じる。このオフセット値が直流であり、電圧波形を高周波短絡手段１０における高周波ショート用容量素子により平滑化することで、負荷が接続された出力端子９で直流を取り出せる。この出力端子９で取り出せる直流の電圧ＶＤＣの大きさは入力される高周波の電力が高い程、大きくなる。
【００１６】
この直流の電圧ＶＤＣに応じて、直流電圧帰還手段７から制御電圧が出力され、入力側高入力電力切替手段１、出力側高入力電力切替手段２、入力側低入力電力切替手段３及び出力側低入力電力切替手段４における入力波の電力の通過量を制御する。
【００１７】
整流器に入力される高周波の電力が低い（ＶＤＣ≦Ｖ６）とき、直流電圧帰還手段７により、入力波の入力側高入力電力切替手段１の通過量が小さくて反射量が大きく、かつ入力波の入力側低入力電力切替手段３の通過量が大きくなるように制御するため、入力側高入力電力切替手段１の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力波のほとんどは入力側低入力電力切替手段３に入力される。
さらに、直流電圧帰還手段７により、出力側低入力電力切替手段４の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、かつ出力側高入力電力切替手段２の出力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放なるように制御することから、入力波にとって高入力電力整流手段５の回路は見えなくなる。
【００１８】
図４に実施の形態１の整流器におけるＶＤＣ≦Ｖ６のときの入力波の経路を示す。図４において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図４に示すように、入力側低入力電力切替手段３及び低入力電力整流手段６による経路を辿る。
これにより、整流器に入力された高周波は、低入力電力整流手段６において直流に変換されることから、ＶＤＣ≦Ｖ６の場合でも高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【００１９】
整流器に入力される高周波の電力が高くなる（Ｖ６≦ＶＤＣ≦Ｖ５）につれて、直流電圧帰還手段７により、入力側高入力電力切替手段１に入力される高周波の電力の分配量が大きくなるように制御される。
図５に実施の形態１の整流器におけるＶ６≦ＶＤＣ≦Ｖ５のときの入力波の経路を示す。図５において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図５に示すように、入力側低入力電力切替手段３と低入力電力整流手段６による経路と、入力側高入力電力切替手段１と高入力電力整流手段５による経路に分配される。
これにより、整流器に入力された高周波は、低入力電力整流手段６及び高入力電力整流手段５において直流に変換される。
【００２０】
さらに整流器に入力される高周波の電力が高い（ＶＤＣ≧Ｖ５）とき、直流電圧帰還手段７により、入力波の入力側高入力電力切替手段１の通過量が大きく、かつ入力波の入力側低入力電力切替手段３の通過量が小さくて反射が大きくなるように制御するため、入力側低入力電力切替手段３の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力波のほとんどは入力側高入力電力切替手段１に入力される。
さらに、直流電圧帰還手段７により、出力側高入力電力切替手段２の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、かつ出力側低入力電力切替手段４の出力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となるように制御することから、入力波にとって低入力電力整流手段６の回路は見えなくなる。
【００２１】
図６に実施の形態１の整流器におけるＶＤＣ≧Ｖ５のときの入力波の経路を示す。図６において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図６に示すように、入力側高入力電力切替手段１及び高入力電力整流手段５による経路を辿る。
これにより、整流器に入力された高周波は、高入力電力整流手段５において直流に変換されることから、ＶＤＣ≧Ｖ５の場合でも高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【００２２】
図７に実施の形態１の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性を示す。図７において、点線が高入力電力整流手段５単体におけるＲＦ−ＤＣ変換効率、破線が低入力電力整流手段６単体におけるＲＦ−ＤＣ変換効率、実線が実施の形態１の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率を示す。
図７に示すように、入力される高周波の電力に応じて、入力波の経路が自律的に切り替わることで、広い電力範囲で高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【００２３】
尚、高周波短絡手段１０は、図８に示すように、入力された高周波の基本波周波数及び高次高調波の周波数を短絡する高周波ショート用容量素子１０１を備えた構成としても良い。高周波ショート用容量素子１０１は、一端が接地され、他端が高周波短絡手段１０の入力端子と出力端子に接続されており、グランドに対して直流は開放、かつ入力された高周波の基本波周波数及び高次高調波の周波数で短絡となる素子である。
【００２４】
図８に示す高周波ショート用容量素子１０１は、低周波数帯など寄生成分の影響が十分に小さい場合は理想的に動作するが、寄生のインダクタ成分の影響がみえる高周波数帯では短絡からずれてしまう。そこで、高周波短絡手段１０は、入力端子８に入力された高周波の基本波周波数、または基本波周波数に加えて１つ以上の高次高調波の周波数で短絡となるようにそれぞれ誘導素子と容量素子で構成された直列共振回路を備えた構成としても良い。
【００２５】
図９では、入力された高周波の基本波周波数で直列共振する誘導素子と容量素子で構成された直列共振回路１０２と、入力された高周波の２次高調波の周波数で直列共振する誘導素子と容量素子で構成された直列共振回路１０３と、寄生インダクタを考慮した高周波ショート用容量素子１０１とで構成され、直列共振回路１０２及び１０３の一端がそれぞれ接地され、直列共振回路１０２及び１０３の他端がそれぞれ高周波短絡手段１０の入力端子に接続された構成を示している。寄生インダクタを考えた場合、高周波ショート用容量素子１０１は高次の高調波では短絡とならないが、高周波を平滑化して直流を得る役割がある。平滑化コンデンサは別途負荷に並列に備えられていても良い。
【００２６】
図９に示した高周波短絡手段１０の構成よりも、出力側高入力電力切替手段２の出力端子と出力側低入力電力切替手段４の出力端子の接続点１００でより短絡にし易い構成として、図１０に示すように、入力端子８に入力された高周波の基本波周波数、または基本波周波数に加えて１つ以上の高次高調波周波数で短絡となるようにそれぞれ１／４波長の電気長を有するオープンスタブを高周波短絡手段１０の入力端子に備えた構成としても良い。
【００２７】
図１０では、入力された高周波の基本波周波数で１／４波長の電気長を有するオープンスタブ１０４と入力された高周波の２次高調波の周波数で１／４波長の電気長を有するオープンスタブ１０５と高周波ショート用容量素子１０１とで構成され、オープンスタブ１０４及び１０５がそれぞれ高周波短絡手段１０の入力端子に接続された構成を示している。
【００２８】
また、高周波短絡手段１０は図９と図１０の組み合わせとして、入力端子８に入力された高周波の基本波周波数、または基本波周波数に加えて１つ以上の高次高調波の周波数で短絡となるようにそれぞれ１／４波長の電気長を有するオープンスタブと入力された高周波の基本波周波数、または基本波周波数に加えて１つ以上の高次高調波の周波数で短絡となるようにそれぞれ直列共振する誘導素子と容量素子で構成された直列共振回路とを備えた構成としても良い。
【００２９】
図１１では、入力された高周波の基本波周波数で１／４波長の電気長を有するオープンスタブ１０４と入力された高周波の２次高調波の周波数で直列共振する誘導素子と容量素子で構成された直列共振回路１０３と高周波ショート用容量素子１０１で構成され、オープンスタブ１０４が高周波短絡手段１０の入力端子に接続され、直列共振回路１０３の一端が接地され、直列共振回路１０３の他端が高周波短絡手段１０の入力端子に接続された構成を示している。
【００３０】
以上説明したように、実施の形態１の整流器によれば、第１及び第２の整流手段と、第１及び第２の整流手段の入力側にそれぞれ接続された第１及び第２の切替手段と、第１及び第２の整流手段の出力側にそれぞれ接続された第３及び第４の切替手段と、少なくとも入力波の基本波を短絡する高周波短絡手段と、第１及び第２の整流手段によって得られる直流電圧を帰還して第１から第４の切替手段を制御する直流電圧帰還手段とを備え、高周波短絡手段の入力端子は、第３及び第４の切替手段の出力端子の接続点に接続され、高周波短絡手段の出力端子は負荷に接続されて直流電圧を供給し、第１の整流手段は、高周波を直流に変換する効率の最高値が第２の整流手段よりも高い入力電力で得られる整流手段であり、第１から第４の切替手段の切替動作を規定する閾値電圧よりも直流電圧が低いとき、第２の整流手段への入力電力の分配比が第１の整流手段より大きく、直流電圧が高いとき、第１の整流手段への入力電力の分配比が第２の整流手段より大きくなるよう構成したので、簡易な回路構成で、広範囲の入力電力で高いＲＦ−ＤＣ変換効率を実現することができる。
【００３１】
また、実施の形態１の整流器によれば、第１及び第２の切替手段の切替動作を規定する閾値電圧よりも第１と第２の整流手段で得られる直流電圧が低い程、第１の切替手段の入力インピーダンスが開放に近づき、直流電圧が高い程、第２の切替手段の入力インピーダンスが開放に近づくようにしたので、簡易な回路構成で、広範囲の入力電力で高いＲＦ−ＤＣ変換効率を実現することができる。
【００３２】
また、実施の形態１の整流器によれば、第１及び第２の切替手段の切替動作を規定する閾値電圧よりも、第１と第２の整流手段で得られる直流電圧が低い程、第３の切替手段の入力インピーダンスが開放に近づき、直流電圧が高い程、第４の切替手段の入力インピーダンスが開放に近づくようにしたので、簡易な回路構成で、広範囲の入力電力で高いＲＦ−ＤＣ変換効率を実現することができる。
【００３３】
また、実施の形態１の整流器によれば、入力波に加えて、入力波の２次以上の高調波を短絡する高周波短絡手段を備えるようにしたので、条件に応じてより高いＲＦ−ＤＣ変換効率を実現することができる。
【００３４】
また、実施の形態１の整流器によれば、高周波短絡手段は、高周波ショート用容量素子を備え、高周波ショート用容量素子は、直流は開放、かつ高周波の基本波周波数及び高次高調波の周波数で短絡となる素子で有り、高周波ショート用容量素子の一端が接地され、他端が高周波短絡手段の入力端子と出力端子に接続されたので、簡易な構成で高周波短絡手段を実現することができる。
【００３５】
また、実施の形態１の整流器によれば、高周波短絡手段は、高周波の基本波周波数または基本波周波数に加えて１つ以上の高次高調波の周波数で短絡となるよう直列共振する誘導素子と容量素子で構成される直列共振回路を複数備え、複数の直列共振回路の一端は接地され、複数の直列共振回路の他端は高周波短絡手段の入力端子と出力端子に接続されたので、簡易な構成で高周波短絡手段を実現することができる。
【００３６】
また、実施の形態１の整流器によれば、高周波短絡手段は、高周波の基本波周波数または基本波周波数に加えて１つ以上の高次高調波の周波数で短絡となるように、基本波周波数において１／４波長の電気長を有した基本波オープンスタブと、基本波オープンスタブに加えて高次高調波において１／４波長の電気長を有した高調波オープンスタブとを備えたので、簡易な構成で高周波短絡手段を実現することができる。
【００３７】
また、実施の形態１の整流器によれば、高周波短絡手段は、高周波の基本波の周波数において１／４波長の電気長を有した基本波オープンスタブまたは高次高調波において１／４波長の電気長を有した高調波オープンスタブと、高周波の基本波周波数、または高次高調波の周波数で直列共振する誘導素子と容量素子で構成された直列共振回路とを組み合わせて備えることにより、高周波の基本波周波数、または基本波周波数に加えて１つ以上の高次高調波の周波数で短絡としたので、簡易な構成で高周波短絡手段を実現することができる。
【００３８】
実施の形態２．
図１２はこの発明の実施の形態２に係る整流器を示す構成図である。実施の形態２に係る整流器は、高入力電力整流手段５、低入力電力整流手段６及び直流電圧帰還手段７の構成がより具体的な例として示される。それ以外は図１に示した実施の形態１と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
高入力電力整流手段５を構成する整流素子５１は、図１２に示すように、低入力電力整流手段６を構成する整流素子５１を直列接続した素子である。これにより、同一の負荷で、高入力電力整流手段５と低入力電力整流手段６のＲＦ−ＤＣ変換効率の最高値はおおよそ等しく、高入力電力整流手段５においてＲＦ−ＤＣ変換効率の最高値が得られる高周波電力は、低入力電力整流手段６においてＲＦ−ＤＣ変換効率の最高値が得られる高周波電力より、６ｄＢ高くなる。これは、高入力電力整流手段５のように低入力電力整流手段６と同じダイオードを接続した場合、ダイオード１つよりも耐電圧が２倍になり、入力電力が6ｄＢ（４倍）高いときに電圧２倍、電流２倍となって整流手段のインピーダンスがおおよそ等しくなるためである。
ここでは、高入力電力整流手段５及び低入力電力整流手段６においてＲＦ−ＤＣ変換効率の最高値が得られるときの直流の電圧をそれぞれＶ５、Ｖ６とする。
【００４０】
直流電圧帰還手段７は、図１２に示すように、直流フィード用誘導素子７１と高周波ショート用容量素子７２とを備え、直流フィード用誘導素子７１は直流が通過し、かつ入力波の基本波周波数及び高次高調波の周波数で高いインピーダンスをもつ素子であり、高周波ショート用容量素子７２は、グランドに対して直流で開放となり、かつ入力波の基本波周波数及び高次高調波の周波数で短絡となる素子である。直流フィード用誘導素子７１の一端は直流電圧帰還手段７の入力端子に接続され、高周波ショート用容量素子７２の一端は接地され、直流フィード用誘導素子７１の他端と高周波ショート用容量素子７２の他端は直流電圧帰還手段７の出力端子と接続される。したがって、接続点１００から入力側高入力電力切替手段１、出力側高入力電力切替手段２、入力側低入力電力切替手段３及び出力側低入力電力切替手段４へは高周波は漏洩せず、直流のみが通過する。
高入力電力整流手段５または低入力電力整流手段６により生じる直流の電圧ＶＤＣを直流電圧帰還手段７を介して、入力側高入力電力切替手段１、出力側高入力電力切替手段２、入力側低入力電力切替手段３及び出力側低入力電力切替手段４に出力する。
【００４１】
次に、実施の形態２に係る整流器の動作について説明する。
整流器に入力される高周波の電力が低い（ＶＤＣ≦Ｖ６）とき、直流電圧帰還手段７により、入力波の入力側高入力電力切替手段１の通過量が小さくて反射量が大きく、かつ入力波の入力側低入力電力切替手段３の通過量が大きくなるように制御するため、入力側高入力電力切替手段１の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力波のほとんどは入力側低入力電力切替手段３に入力される。
さらに、直流電圧帰還手段７により、出力側低入力電力切替手段４の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、かつ出力側高入力電力切替手段２の出力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となるように制御することから、入力波にとって高入力電力整流手段５の回路は見えなくなる。
【００４２】
図１３に実施の形態２の整流器におけるＶＤＣ≦Ｖ６のときの入力波の経路を示す。図１３において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図１３に示すように、入力側低入力電力切替手段３及び低入力電力整流手段６による経路を辿る。
これにより、整流器に入力された高周波は、低入力電力整流手段６において直流に変換されることから、ＶＤＣ≦Ｖ６の場合でも高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【００４３】
整流器に入力される高周波の電力が高くなる（Ｖ６≦ＶＤＣ≦Ｖ５）につれて、直流電圧帰還手段７により、入力側高入力電力切替手段１に入力される高周波の電力の分配量が大きくなるように制御される。
図１４に実施の形態２の整流器におけるＶ６≦ＶＤＣ≦Ｖ５のときの入力波の経路を示す。図１４において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図１４に示すように、入力側低入力電力切替手段３と低入力電力整流手段６による経路と、入力側高入力電力切替手段１と高入力電力整流手段５による経路に分配される。
これにより、整流器に入力された高周波は、低入力電力整流手段６及び高入力電力整流手段５において直流に変換される。
【００４４】
さらに整流器に入力される高周波の電力が高い（ＶＤＣ≧Ｖ５）とき、直流電圧帰還手段７により、入力波の入力側高入力電力切替手段１の通過量が大きく、かつ入力波の入力側低入力電力切替手段３の通過量が小さくて反射が大きくなるように制御するため、入力側低入力電力切替手段３の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力波のほとんどは入力側高入力電力切替手段１に入力される。
さらに、直流電圧帰還手段７により、出力側高入力電力切替手段２の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、かつ出力側低入力電力切替手段４の出力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となるように制御することから、入力波にとって低入力電力整流手段６の回路は見えなくなる。
【００４５】
図１５に実施の形態２の整流器におけるＶＤＣ≧Ｖ５のときの入力波の経路を示す。図１５において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図１５に示すように、入力側高入力電力切替手段１及び高入力電力整流手段５による経路を辿る。
これにより、整流器に入力された高周波は、高入力電力整流手段５において直流に変換されることから、ＶＤＣ≧Ｖ５の場合でも高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【００４６】
図１６に実施の形態２の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性を示す。図１６において、点線が高入力電力整流手段５単体におけるＲＦ−ＤＣ変換効率、破線が低入力電力整流手段６単体におけるＲＦ−ＤＣ変換効率、実線が実施の形態２の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率を示す。
図１６に示すように、入力される高周波の電力に応じて、入力波の経路が自律的に切り替わることで、広い電力範囲で高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【００４７】
尚、高周波短絡手段１０は他に図９から図１１に示した構成のうちいずれかの構成としても良い。
また、図１２において、整流手段を整流素子のみで示したが、整合回路、高効率なＲＦ−ＤＣ変換を得るために高調波を反射させる高調波処理用の回路などを備えていても良い。これは以降で説明する他の実施の形態においても同様である。
【００４８】
以上説明したように、実施の形態２の整流器によれば、第１の整流手段は、第２の整流手段の整流素子を直列接続するようにしたので、同一の負荷を用いて、広い入力電力範囲にわたって高いＲＦ−ＤＣ変換効率を得ることができる。
【００４９】
また、実施の形態２の整流器によれば、直流電圧帰還手段は、直流フィード用誘導素子と高周波ショート用容量素子とを備え、直流フィード用誘導素子は直流が通過し、かつ高周波の基本波周波数及び高次高調波の周波数で高いインピーダンスをもつ素子であり、高周波ショート用容量素子は、グランドに対して直流で開放となり、かつ高周波の基本波周波数及び高次高調波の周波数で短絡となる素子であり、直流フィード用誘導素子の一端は直流電圧帰還手段の入力端子に接続され、高周波ショート用容量素子の一端は接地され、直流フィード用誘導素子の他端と高周波ショート用容量素子の他端は直流電圧帰還手段の出力端子と接続されたので、簡易な構成で直流電圧帰還手段を実現することができる。
【００５０】
実施の形態３．
図１７は、実施の形態３に係る整流器を示す構成図である。実施の形態３に係る整流器は、直流電圧帰還手段７の構成が実施の形態２とは異なる。それ以外は図１２に示した実施の形態２と同様であるため、対応する部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００５１】
実施の形態３の直流電圧帰還手段７は、図１７に示すように、基準電圧源７３と電圧比較手段７４とを備えた構成である。電圧比較手段７４の第１の入力端子は直流電圧帰還手段７の入力端子に接続され、基準電圧源７３は電圧比較手段７４の第２の入力端子に接続され、電圧比較手段７４の出力端子は直流電圧帰還手段７の出力端子に接続される。高入力電力整流手段５または低入力電力整流手段６によって高周波から変換された直流の電圧ＶＤＣが電圧比較手段７４の第１の入力端子に入力されて、基準電圧源７３と比較され、基準電圧源７３に対する直流の電圧ＶＤＣの高低により、入力側高入力電力切替手段１、出力側高入力電力切替手段２、入力側低入力電力切替手段３及び出力側低入力電力切替手段４の通過量を制御する電圧が電圧比較手段７４から出力される。
【００５２】
ここでは、基準電圧源７３の電圧値は、高入力電力整流手段５においてＲＦ―ＤＣ変換効率の最高値が得られる高周波の電力Ｐ５（ｄＢｍ）と低入力電力整流手段６においてＲＦ−ＤＣ変換効率の最高効率が得られる高周波の電力Ｐ６（ｄＢｍ）の中間の高周波の電力（例えば、（Ｐ５＋Ｐ６）／２）（ｄＢｍ）が整流器に入力されたときに、出力端子９に生じる直流の電圧値とする。
【００５３】
ここでは、基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが低いとき、直流電圧帰還手段７により入力側高入力電力切替手段１は入力波を遮断し、かつ入力側低入力電力切替手段３は入力波を通過させるように制御され、併せて出力側低入力電力切替手段４は直流を高周波短絡手段１０を介して負荷に出力しつつ、入力波の基本波周波数で入力インピーダンスが開放となって負荷側への入力波の漏洩を抑圧し、出力側高入力電力切替手段２は入力波の基本波周波数で出力インピーダンスが開放となって出力側低入力電力切替手段４の出力から高周波的に見えないように制御される。
一方、基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが高いとき、直流電圧帰還手段７により入力側高入力電力切替手段１は入力波を通過させ、かつ入力側低入力電力切替手段３は入力波を遮断するように制御され、併せて出力側高入力電力切替手段２は直流を高周波短絡手段１０を介して負荷に出力しつつ、入力波の基本波周波数で入力インピーダンスが開放となって負荷側への入力波の漏洩を抑圧し、出力側低入力電力切替手段４は入力波の基本波周波数で出力インピーダンスが開放となって出力側高入力電力切替手段２の出力から高周波的に見えないように制御される。
【００５４】
次に、実施の形態３に係る整流器の動作について説明する。
整流器に入力される高周波の電力が低く、基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが低いときは、入力側高入力電力切替手段１は入力波を遮断し、かつ入力側低入力電力切替手段３は入力波を通過させるため、入力側高入力電力切替手段１の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力波は入力側低入力電力切替手段３に入力される。
さらに、直流電圧帰還手段７により、出力側低入力電力切替手段４の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放でとなり、かつ出力側高入力電力切替手段２の出力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となるように制御されることから、入力波にとって高入力電力整流手段５の回路は見えなくなる。
【００５５】
図１８に実施の形態３の整流器における基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが低いときの入力波の経路を示す。図１８において、太線が高周波の経路を示している。入力波は、図１８に示すように、入力側低入力電力切替手段３と低入力電力整流手段６による経路を辿る。これにより、整流器に入力された高周波は、低入力電力整流手段６において直流に変換されることから、基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが低い場合でも高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【００５６】
一方、整流器に入力される高周波の電力が高く、基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが高いときは、入力側高入力電力切替手段１は入力波を通過させ、かつ入力側低入力電力切替手段３は入力波を遮断するため、入力側低入力電力切替手段３の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力波は入力側高入力電力切替手段１に入力される。
さらに、出力側高入力電力切替手段２の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放であり、かつ直流電圧帰還手段７により、出力側低入力電力切替手段４の出力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となるように制御することから、入力波にとって低入力電力整流手段６の回路は見えなくなる。
【００５７】
図１９に実施の形態３の整流器における基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが高いときの入力波の経路を示す。図１９において、太線が高周波の経路を示している。入力波は、図１９に示すように、入力側高入力電力切替手段１と高入力電力整流手段５による経路を辿る。これにより、整流器に入力された高周波は、高入力電力整流手段５において直流に変換さえることから、基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが高い場合でも高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【００５８】
図２０に実施の形態３の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性を示す。図２０において、点線が高入力電力整流手段５単体におけるＲＦ−ＤＣ変換効率、破線が低入力電力整流手段６単体におけるＲＦ−ＤＣ変換効率、実線が実施の形態３の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率を示す。
図２０に示すように、入力される高周波の電力に応じて、入力波の経路が自律的に切り替わることで、広い電力範囲で高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【００５９】
尚、実施の形態３に係る整流器は、入力された高周波の電力に応じて、高入力電力整流手段５と低入力電力整流手段６とを切り替えることができる。これにより、高入力電力整流手段５と低入力電力整流手段６との切替において中間状態がなく、入力されたほぼ全ての高周波の電力を最適な整流手段で直流に変換できるため、実施の形態２よりも安定して高いＲＦ−ＤＣ変換効率を得ることができる。
【００６０】
また、直流電圧帰還手段７は、図２１に示すように、直流電圧帰還手段７の入力端子７５に直流フィード用誘導素子７１と高周波ショート用容量素子７２を追加しても良い。直流フィード用誘導素子７１の一端は直流電圧帰還手段７の入力端子７５に接続され、高周波ショート用容量素子７２の一端は接地され、直流フィード用誘導素子７１の他端と高周波ショート用容量素子７２の他端は共に電圧比較手段７４の第１の入力端子に接続される。図中、７６は直流電圧帰還手段７の出力端子である。
【００６１】
尚、高周波短絡手段１０は他に図９から図１１に示した構成のうちいずれかの構成としても良い。
【００６２】
以上説明したように、実施の形態３の整流器によれば、直流電圧帰還手段は、電圧比較手段と基準電圧源とを備え、電圧比較手段の第１の入力端子は直流電圧比較手段の入力端子に接続され、基準電圧源は電圧比較手段の第２の入力端子に接続され、電圧比較手段の出力端子は直流電圧帰還手段の出力端子に接続され、電圧比較手段は、直流電圧帰還手段の入力端子の電圧と基準電圧源の電圧とを比較し、比較結果に応じた電圧を直流電圧帰還手段の出力端子より出力するようにしたので、安定して高いＲＦ−ＤＣ変換効率を得ることができる。
【００６３】
実施の形態４．
図２２は、この発明の実施の形態４に係る整流器を示す構成図である。実施の形態４に係る整流器は、実施の形態２に係る整流器の入力側高入力電力切替手段１、出力側高入力電力切替手段２、入力側低入力電力切替手段３及び出力側低入力電力切替手段４の構成がより具体的な例として示される。それ以外は図１２に示した実施の形態２と同様であるため、対応する部分に同一符号を付して説明を省略する。また、高入力電力整流手段５及び低入力電力整流手段６における整流素子５１は、出力端子９に正の直流電圧ＶＤＣが生じる向きに接続されているものとする。
【００６４】
第１のスイッチ１１、第２のスイッチ２１、第３のスイッチ３１及び第４のスイッチ４１の制御端子には、出力端子９で得られる正の直流の電圧ＶＤＣが直流電圧帰還手段７を介して入力される。
図２３に第１のスイッチ１１、第２のスイッチ２１、第３のスイッチ３１及び第４のスイッチ４１の状態と直流の電圧ＶＤＣとの関係を示す。
ここでは、直流の電圧ＶＤＣが低く、ＶＤＣ≦ＶＬＯＷのとき、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ２１、第３のスイッチ３１及び第４のスイッチ４１のインピーダンスは入力波の基本波周波数で開放（オフ）となり、直流の電圧ＶＤＣが大きくＶＤＣ≧ＶＨＩＧＨのとき、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ２１、第３のスイッチ３１及び第４のスイッチ４１のインピーダンスは入力波の基本波周波数で短絡（オン）となり、ＶＬＯＷ≦ＶＤＣ≦ＶＨＩＧＨのときは、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ２１、第３のスイッチ３１及び第４のスイッチ４１における入力波の基本波周波数のインピーダンスは短絡（オン）と開放（オフ）の中間値であるとする。
【００６５】
入力側高入力電力切替手段１は、制御電圧に応じてインピーダンスが変化する第１のスイッチ１１と第１の直流ブロック用容量素子１２と入力波の基本波周波数で１／４波長の電気長を有する第１の伝送線路１３及び第２の伝送線路１４とを備える。第１のスイッチ１１は制御電圧がＶＨＩＧHより高いときインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡（オン）となり、制御電圧がＶＬＯWより低いときインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放（オフ）となる素子である。第１の直流ブロック用容量素子１２は直流で開放であり、かつ入力波の基本波周波数及び高次高調波の周波数が通過する素子である。
【００６６】
第１のスイッチ１１の制御端子は直流電圧帰還手段７の出力端子に接続され、第１のスイッチ１１の一端は接地され、第１のスイッチ１１の他端は第１の直流ブロック用容量素子１２の一端に接続される。第１の直流ブロック用容量素子１２の他端は第１の伝送線路１３の一端に接続され、第２の伝送線路１４の一端は入力側高入力電力切替手段１の入力端子に接続され、第１の伝送線路１３の他端と第２の伝送線路１４の他端は共に入力側高入力電力切替手段１の出力端子に接続される。
【００６７】
出力側高入力電力切替手段２は、制御電圧に応じてインピーダンスが変化する第２のスイッチ２１と第２の直流ブロック用容量素子２２と入力波の基本波周波数で１／４波長の電気長を有する第３の伝送線路２３及び第４の伝送線路２４とを備える。第２のスイッチ２１は制御電圧がＶＨＩＧHより高いときインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡（オン）となり、制御電圧がＶＬＯWより低いときインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放（オフ）となる素子である。第２の直流ブロック用容量素子２２は直流で開放であり、かつ入力波の基本波周波数及び高次高調波の周波数が通過する素子である。
【００６８】
第２のスイッチ２１の制御端子は直流電圧帰還手段７の出力端子に接続され、第２のスイッチ２１の一端は接地され、第２のスイッチ２１の他端は第２の直流ブロック用容量素子２２の一端に接続される。第２の直流ブロック用容量素子２２の他端は第３の伝送線路２３の一端に接続され、第４の伝送線路２４の一端は出力側高入力電力切替手段２の出力端子に接続され、第３の伝送線路２３の他端と第４の伝送線路２４の他端は共に出力側高入力電力切替手段２の入力端子に接続される。
【００６９】
入力側低入力電力切替手段３は、制御電圧に応じてインピーダンスが変化する第３のスイッチ３１と第３の直流ブロック用容量素子３２と入力波の基本波周波数で１／４波長の電気長を有する第５の伝送線路３４とを備える。第３のスイッチ３１は制御電圧がＶＨＩＧHより高いときインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡（オン）となり、制御電圧がＶＬＯWより低いときインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放（オフ）となる素子である。第３の直流ブロック用容量素子３２は直流で開放であり、かつ入力波の基本波周波数及び高次高調波の周波数が通過する素子である。
【００７０】
第３のスイッチ３１の制御端子は直流電圧帰還手段７の出力端子に接続され、第３のスイッチ３１の一端は接地され、第３のスイッチ３１の他端は第３の直流ブロック用容量素子３２の一端に接続される。第５の伝送線路３４の一端は入力側低入力電力切替手段３の入力端子に接続され、第５の伝送線路３４の他端と第３の直流ブロック用容量素子３２の他端は共に入力側低入力電力切替手段３の出力端子に接続される。
【００７１】
出力側低入力電力切替手段４は、制御電圧に応じてインピーダンスが変化する第４のスイッチ４１と第４の直流ブロック用容量素子４２と入力波の基本波周波数で１／４波長の電気長を有する第６の伝送線路４４とを備える。第４のスイッチ４１は制御電圧がＶＨＩＧHより高いときインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡（オン）となり、制御電圧がＶＬＯWより低いときインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放（オフ）となる素子である。第４の直流ブロック用容量素子４２は直流で開放であり、かつ入力波の基本波周波数及び高次高調波の周波数が通過する素子である。
【００７２】
第４のスイッチ４１の制御端子は直流電圧帰還手段７の出力端子に接続され、第４のスイッチ４１の一端は接地され、第４のスイッチ４１の他端は第４の直流ブロック用容量素子４２の一端に接続される。第６の伝送線路４４の一端は出力側低入力電力切替手段４の出力端子に接続され、第６の伝送線路４４の他端と第４の直流ブロック用容量素子４２の他端は共に出力側低入力電力切替手段４の入力端子に接続される。
【００７３】
次に、実施の形態４に係る整流器の動作について説明する。
整流器に入力される高周波の電力が低い（ＶＤＣ≦ＶＬＯW）とき、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ２１、第３のスイッチ３１及び第４のスイッチ４１のインピーダンスは入力波の基本波周波数で開放（オフ）となる。
このとき、入力側高入力電力切替手段１では、第１のスイッチ１１のインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放となり、第１の伝送線路１３によりインピーダンスが反転するため、第１の伝送線路１３の他端と第２の伝送線路１４の他端との接続点１５では入力波の基本波周波数で短絡となる。さらに、第２の伝送線路１４によりインピーダンスが反転するため、入力側高入力電力切替手段１の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力波は入力側高入力電力切替手段１には入力されない。
出力側高入力電力切替手段２では、第２のスイッチ２１のインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放となり、第３の伝送線路２３によりインピーダンスが反転するため、第３の伝送線路２３の他端と第４の伝送線路２４の他端との接続点２５では入力波の基本波周波数で短絡となる。さらに、第４の伝送線路２４によりインピーダンスが反転するため、出力側高入力電力切替手段２の出力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となることから、入力波にとって高入力電力整流手段５の回路は見えなくなる。
【００７４】
入力側低入力電力切替手段３では、第３のスイッチ３１のインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放となることから、入力側低入力電力切替手段３に入力された高周波にとって第３のスイッチ３１と第３の直流ブロック用容量素子３２の回路は見えなくなる。
出力側低入力電力切替手段４では、第４のスイッチ４１のインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放となることから、入力波にとって第４のスイッチ４１と第４の直流ブロック用容量素子４２の回路は見えなくなる。さらに、接続点１００では高周波短絡手段１０により入力波の基本波周波数で短絡され、第６の伝送線路４４によりインピーダンスが反転するため、出力側低入力電力切替手段４の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、負荷側への入力波の漏洩は抑圧される。
これにより、入力側低入力電力切替手段３に入力された高周波のほとんどが、入力側低入力電力切替手段３を通過して、低入力電力整流手段６において直流に変換される。
図２４に実施の形態４の整流器におけるＶＤＣ≦ＶＬＯWのときの入力波の経路を示す。図２４において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図２４に示すように、入力側低入力電力切替手段３と低入力電力整流手段６による経路を辿る。これにより、整流器に入力された高周波は、低入力電力整流手段６において直流に変換されることから、ＶＤＣ≦ＶＬＯWの場合でも高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【００７５】
整流器に入力される高周波の電力が高くなる（ＶＬＯW≦ＶＤＣ≦ＶＨＩＧＨ）につれて、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ２１、第３のスイッチ３１及び第４のスイッチ４１における入力波の基本波周波数のインピーダンスは短絡（オン）と開放（オフ）の中間値となるため、入力波は入力側低入力電力切替手段３と入力側高入力電力切替手段１に分配される。
図２５に実施の形態４の整流器におけるＶＬＯW≦ＶＤＣ≦ＶＨＩＧＨのときの入力波の経路を示す。図２５において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図２５に示すように、入力側低入力電力切替手段３と低入力電力整流手段６による経路と、入力側高入力電力切替手段１と高入力電力整流手段５による経路に分配される。これにより、整流器に入力された高周波は、低入力電力整流手段６及び高入力電力整流手段５で直流に変換される。
【００７６】
さらに整流器に入力される高周波の電力が高い（ＶＤＣ≧ＶＨＩＧＨ）とき、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ２１、第３のスイッチ３１及び第４のスイッチ４１のインピーダンスは入力波の基本波周波数で短絡（オン）となる。
このとき、入力側低入力電力切替手段３では、第３のスイッチ３１のインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡のため、第５の伝送線路３４の他端と第３の直流ブロック用容量素子３２の他端との接続点３５では入力波の基本波周波数で短絡となる。さらに、第５の伝送線路３４によりインピーダンスが反転するため、入力側低入力電力切替手段３の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力波は入力側低入力電力切替手段３には入力されない。
出力側低入力電力切替手段４では、第４のスイッチ４１のインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡のため、第６の伝送線路４４の他端と第４の直流ブロック用容量素子４２の他端との接続点４５では入力波の基本波周波数で短絡となる。さらに、第６の伝送線路４４によりインピーダンスが反転するため、出力側低入力電力切替手段４の出力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となることから、入力波にとって低入力電力整流手段６の回路は見えなくなる。
【００７７】
入力側高入力電力切替手段１では、第１のスイッチ１１のインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡となり、第１の伝送線路１３によりインピーダンスが反転するため、接続点１５から第１の直流ブロック用容量素子１２を見たインピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となるため、入力側高入力電力切替手段１に入力された高周波にとって第１のスイッチ１１と第１の直流ブロック用容量素子１２及び第１の伝送線路１３の回路は見えなくなる。
出力側高入力電力切替手段２では、第２のスイッチ２１のインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡となり、第３の伝送線路２３によりインピーダンスが反転するため、接続点２５から第２の直流ブロック用容量素子２２を見たインピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となるため、入力波にとって第２のスイッチ２１と第２の直流ブロック用容量素子２２及び第３の伝送線路２３の回路は見えなくなる。さらに、接続点１００では高周波短絡手段１０により入力波の基本波周波数で短絡され、第４の伝送線路２４によりインピーダンスが反転するため、出力側高入力電力切替手段２の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、負荷側への入力波の漏洩は抑圧される。
【００７８】
これにより、入力側高入力電力切替手段１に入力された高周波のほとんどが、入力側高入力電力切替手段１を通過して、高入力電力整流手段５において直流に変換される。
図２６に実施の形態４の整流器におけるＶＤＣ≧ＶＨＩＧＨのときの入力波の経路を示す。図２６において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図２６に示すように、入力側高入力電力切替手段１と高入力電力整流手段５による経路を辿る。これにより、整流器に入力された高周波は、高入力電力整流手段５において直流に変換されることから、ＶＤＣ≧ＶＨＩＧＨの場合でも高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【００７９】
図２７に実施の形態４の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性を示す。図２７において、点線が高入力電力整流手段５単体におけるＲＦ−ＤＣ変換効率、破線が低入力電力整流手段６単体におけるＲＦ−ＤＣ変換効率、実線が実施の形態４の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率を示す。
図２７に示すように、入力される高周波の電力に応じて、入力波の経路が自律的に切り替わることで、広い電力範囲で高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【００８０】
図２２に記載の整流器では、出力端子９に正の直流電圧が生じる向きに接続された構成とし、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ２１、第３のスイッチ３１及び第４のスイッチ４１における入力波の基本波周波数のインピーダンスは正の電圧値で短絡（オン）と開放（オフ）が切り替わる構成とした。これにより、第１のスイッチに１１、第２のスイッチ２１、第３のスイッチ及び第４のスイッチ４１にはエンハンスメント形ＦＥＴが適用できる。
図２８に、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ２１、第３のスイッチ３１及び第４のスイッチ４１に、第１のエンハンスメント形ＦＥＴ１６、第２のエンハンスメント形ＦＥＴ２６、第３のエンハンスメント形ＦＥＴ３６及び第４のエンハンスメント形ＦＥＴ４６を適用した場合の整流器の構成を示す。
【００８１】
尚、図２８の整流器の動作は、図２２の整流器と等しいため、ここでの説明は省略する。
また、高周波短絡手段１０は他に図９から図１１に示した構成としても良い。
【００８２】
以上説明したように、実施の形態４の整流器によれば、第１の切替手段は、入力波の基本波で１／４波長となる第１及び第２の伝送線路と、直流を遮断する第１のキャパシタと、前記直流電圧帰還手段の出力電圧で制御される第１のスイッチとを備え、第２の切替手段は、入力波の基本波で１／４波長となる第５の伝送線路と、直流を遮断する第３のキャパシタと、直流電圧帰還手段の出力電圧で制御される第３のスイッチとを備え、第２の伝送線路と第５の伝送線路の入力端子はそれぞれ整流器の入力端子に接続され、第２の伝送線路の出力端子は第１の伝送線路の一端と第１の切替手段の出力端子とに接続され、第１の伝送線路の他端はグランドとの間に第１のキャパシタと第１のスイッチの直列回路を備え、第５の伝送線路の出力端子はグランドとの間に第３のキャパシタと前記第３のスイッチの直列回路を備え、かつ第２の切替手段の出力端子に接続され、第１及び第２のスイッチは、制御電圧が第１の設定値より低いときに開放、制御電圧が前記第１の設定値より高い第２の設定値より高いときに短絡となるようにしたので、簡易な回路構成で広範囲の入力電力に対応することができ、かつ高いＲＦ−ＤＣ変換効率を実現することができる。
【００８３】
また、実施の形態４の整流器によれば、第３の切替手段は、入力波の基本波で１／４波長となる第３及び第４の伝送線路と、直流を遮断する第２のキャパシタと、直流電圧帰還手段の出力電圧で制御される第２のスイッチとを備え、第４の切替手段は、入力波の基本波で１／４波長となる第６の伝送線路と、直流を遮断する第４のキャパシタと、直流電圧帰還手段の出力電圧で制御される第４のスイッチとを備え、第４の伝送線路と第６の伝送線路の出力端子はそれぞれ高周波短絡手段の入力端子に接続され、第４の伝送線路の入力端子は第３の伝送線路の一端と第３の切替手段の入力端子とに接続され、第３の伝送線路の他端はグランドとの間に第２のキャパシタと第２のスイッチの直列回路を備え、第６の伝送線路の入力端子はグランドとの間に第４のキャパシタと第４のスイッチの直列回路を備え、かつ第４の切替手段の入力端子と接続され、第３及び第４のスイッチは制御電圧が第１の設定値より低いときに開放、制御電圧が前記第１の設定値より高い第２の設定値より高いときに短絡となるようにしたので、簡易な回路構成で広範囲の入力電力に対応することができ、かつ高いＲＦ−ＤＣ変換効率を実現することができる。
【００８４】
実施の形態５．
図２９は、この発明の実施の形態５に係る整流器を示す構成図である。実施の形態５に係る整流器は、入力側高入力電力切替手段１、出力側高入力電力切替手段２、入力側低入力電力切替手段３及び出力側低入力電力切替手段４の構成と、高入力電力整流手段５及び低入力電力整流手段６を構成する整流素子５１の接続の向きが実施の形態４とは異なる。それ以外は図２２に示した実施の形態４と同様であるため、対応する部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００８５】
整流素子５１は、図２９に示すように、出力端子に負の直流の電圧ＶＤＣ（＜０）が生じる向きに接続されているものとする。このとき、出力端子９で取り出せる負の直流の電圧ＶＤＣは入力される高周波の電力が高い程、低くなる。つまり、|ＶＤＣ|が大きくなる。
【００８６】
第５のスイッチ１７、第６のスイッチ２７、第７のスイッチ３７及び第８のスイッチ４７の制御端子には、出力端子９で得られる負の直流の電圧ＶＤＣが直流電圧帰還手段７を介して入力される。
図３０に第５のスイッチ１７、第６のスイッチ２７、第７のスイッチ３７及び第８のスイッチ４７の状態と直流の電圧ＶＤＣとの関係を示す。
ここでは、直流の電圧ＶＤＣが高く（｜ＶＤＣ｜が小さく）、ＶＤＣ≧ＶＨＩＧＨのとき、第５のスイッチ１７、第６のスイッチ２７、第７のスイッチ３７及び第８のスイッチ４７のインピーダンスは入力波の基本波周波数で短絡（オン）となり、直流の電圧ＶＤＣが低く（｜ＶＤＣ｜が大きく）、ＶＤＣ≦ＶＬＯＷのとき、第５のスイッチ１７、第６のスイッチ２７、第７のスイッチ３７及び第８のスイッチ４７のインピーダンスは入力波の基本波周波数で開放（オフ）となり、ＶＬＯＷ≦ＶＤＣ≦ＶＨＩＧＨのときは、第５のスイッチ１７、第６のスイッチ２７、第７のスイッチ３７及び第８のスイッチ４７における入力波の基本波周波数のインピーダンスは短絡（オン）と開放（オフ）の中間値であるとする。
【００８７】
入力側高入力電力切替手段１は、制御電圧に応じてインピーダンスが変化する第５のスイッチ１７と第１の直流ブロック用容量素子１２と入力波の基本波周波数で１／４波長の電気長を有する第２の伝送線路１４とを備える。第５のスイッチ１７は制御電圧がＶＨＩＧHより高いときインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡（オン）となり、制御電圧がＶＬＯWより低いときインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放（オフ）となる素子である。第１の直流ブロック用容量素子１２は直流で開放であり、かつ入力波の基本波周波数及び高次高調波の周波数が通過する素子である。
【００８８】
第５のスイッチ１７の制御端子は直流電圧帰還手段７の出力端子に接続され、第５のスイッチ１７の一端は接地され、第５のスイッチ１７の他端は第１の直流ブロック用容量素子１２の一端に接続される。第２の伝送線路１４の一端は入力側高入力電力切替手段１の入力端子に接続され、第２の伝送線路１４の他端と第１の直流ブロック用容量素子１２の他端は共に入力側高入力電力切替手段１の出力端子に接続される。
【００８９】
出力側高入力電力切替手段２は、制御電圧に応じてインピーダンスが変化する第６のスイッチ２７と第２の直流ブロック用容量素子２２と入力波の基本波周波数で１／４波長の電気長を有する第４の伝送線路２４とを備える。第６のスイッチ２７は制御電圧がＶＨＩＧHより高いときインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡（オン）となり、制御電圧がＶＬＯWより低いときインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放（オフ）となる素子である。第２の直流ブロック用容量素子２２は直流で開放であり、かつ入力波の基本波周波数及び高次高調波の周波数が通過する素子である。
【００９０】
第６のスイッチ２７の制御端子は直流電圧帰還手段７の出力端子に接続され、第６のスイッチ２７の一端は接地され、第６のスイッチ２７の他端は第２の直流ブロック用容量素子２２の一端に接続される。第４の伝送線路２４の一端は出力側高入力電力切替手段２の出力端子に接続され、第４の伝送線路２４の他端と第２の直流ブロック用容量素子２２の他端は共に出力側高入力電力切替手段２の入力端子に接続される。
【００９１】
入力側低入力電力切替手段３は、制御電圧に応じてインピーダンスが変化する第７のスイッチ３７と第３の直流ブロック用容量素子３２と入力波の基本波周波数で１／４波長の電気長を有する第７の伝送線路３３及び第５の伝送線路３４とを備える。第７のスイッチ３７は制御電圧がＶＨＩＧHより高いときインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡（オン）となり、制御電圧がＶＬＯWより低いときインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放（オフ）となる素子である。第３の直流ブロック用容量素子３２は直流で開放であり、かつ入力波の基本波周波数及び高次高調波の周波数が通過する素子である。
【００９２】
第７のスイッチ３７の制御端子は直流電圧帰還手段７の出力端子に接続され、第７のスイッチ３７の一端は接地され、第７のスイッチ３７の他端は第３の直流ブロック用容量素子３２の一端に接続される。第３の直流ブロック用容量素子３２の他端は第７の伝送線路３３の一端に接続され、第５の伝送線路３４の一端は入力側低入力電力切替手段３の入力端子に接続され、第７の伝送線路３３の他端と第５の伝送線路３４の他端は共に入力側低入力電力切替手段３の出力端子に接続される。
【００９３】
出力側低入力電力切替手段４は、制御電圧に応じてインピーダンスが変化する第８のスイッチ４７と第４の直流ブロック用容量素子４２と入力波の基本波周波数で１／４波長の電気長を有する第８の伝送線路４３及び第６の伝送線路４４とを備える。第８のスイッチ４７は制御電圧がＶＨＩＧHより高いときインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡（オン）となり、制御電圧がＶＬＯWより低いときインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放（オフ）となる素子である。第４の直流ブロック用容量素子４２は直流で開放であり、かつ入力波の基本波周波数及び高次高調波の周波数が通過する素子である。
【００９４】
第８のスイッチ４７の制御端子は直流電圧帰還手段７の出力端子に接続され、第８のスイッチ４７の一端は接地され、第８のスイッチ４７の他端は第４の直流ブロック用容量素子４２の一端に接続される。第４の直流ブロック用容量素子４２の他端は第８の伝送線路４３の一端に接続され、第６の伝送線路４４の一端は出力側低入力電力切替手段４の出力端子に接続され、第８の伝送線路４３の他端と第６の伝送線路４４の他端は共に出力側低入力電力切替手段４の入力端子に接続される。
【００９５】
次に、実施の形態５に係る整流器の動作について説明する。
整流器に入力される高周波の電力が低い（ＶＤＣ≧ＶＨＩＧＨ）とき、第５のスイッチ１７、第６のスイッチ２７、第７のスイッチ３７及び第８のスイッチ４７のインピーダンスは入力波の基本波周波数で短絡（オン）となる。
このとき、入力側高入力電力切替手段１では、第５のスイッチ１７のインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡であるため、第２の伝送線路１４の他端と第１の直流ブロック用容量素子１２の他端との接続点１８では入力波の基本波周波数で短絡となる。さらに、第２の伝送線路１４によりインピーダンスが反転するため、入力側高入力電力切替手段１の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力波は入力側高入力電力切替手段１には入力されない。
出力側高入力電力切替手段２では、第６のスイッチ２７のインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡であるため、第４の伝送線路２４の他端と第２の直流ブロック用容量素子２２の他端との接続点２８では入力波の基本波周波数で短絡となる。さらに、第４の伝送線路２４によりインピーダンスが反転するため、出力側高入力電力切替手段２の出力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となることから、入力波にとって高入力電力整流手段５の回路は見えなくなる。
【００９６】
入力側低入力電力切替手段３では、第７のスイッチ３７のインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡となり、第７の伝送線路３３によりインピーダンスが反転するため、第７の伝送線路３３の他端と第５の伝送線路３４の他端との接続点３８から第７の伝送線路３３を見たインピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となるため、入力側低入力電力切替手段３に入力された高周波は第７のスイッチ３７と第３の直流ブロック用容量素子３２及び第７の伝送線路３３の回路は見えなくなる。
出力側低入力電力切替手段４では、第８のスイッチ４７のインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡となり、第８の伝送線路４３によりインピーダンスが反転するため、第８の伝送線路４３の他端と第６の伝送線路４４の他端との接続点４８から第８の伝送線路４３を見たインピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となるため、入力波にとって第８のスイッチ４７と第４の直流ブロック用容量素子４２及び第８の伝送線路４３の回路は見えなくなる。さらに、接続点１００では高周波短絡手段１０により入力波の基本波周波数で短絡され、第６の伝送線路４４によりインピーダンスが反転するため、出力側低入力電力切替手段４の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、負荷側への入力波の漏洩は抑圧される。
【００９７】
これにより、入力側低入力電力切替手段３に入力された高周波のほとんどが、入力側低入力電力切替手段３を通過して、低入力電力整流手段６において直流に変換される。
図３１に実施の形態５の整流器におけるＶＤＣ≧ＶＨＩＧＨのときの入力波の経路を示す。図３１において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図３１に示すように、入力側低入力電力切替手段３と低入力電力整流手段６による経路を辿る。これにより、整流器に入力された高周波は、低入力電力整流手段６において直流に変換されることから、ＶＤＣ≧ＶＨＪＧＨの場合でも高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【００９８】
整流器に入力される高周波の電力が高くなる（ＶＬＯW≦ＶＤＣ≦ＶＨＩＧＨ）につれて、第５のスイッチ１７、第６のスイッチ２７、第７のスイッチ３７及び第８のスイッチ４７における入力波の基本波周波数のインピーダンスは短絡（オン）と開放（オフ）の中間値となるため、入力波は入力側低入力電力切替手段３と入力側高入力電力切替手段１に分配される。
図３２に実施の形態５の整流器におけるＶＬＯW≦ＶＤＣ≦ＶＨＩＧＨのときの入力波の経路を示す。図３２において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図３２に示すように、入力側低入力電力切替手段３と低入力電力整流手段６による経路と、入力側高入力電力切替手段１と高入力電力整流手段５による経路に分配される。これにより、整流器に入力された高周波は、低入力電力整流手段６及び高入力電力整流手段５において直流に変換される。
【００９９】
さらに整流器に入力される高周波の電力が高い（ＶＤＣ≦ＶＬＯＷ）とき、第５のスイッチ１７、第６のスイッチ２７、第７のスイッチ３７及び第８のスイッチ４７のインピーダンスは入力波の基本波周波数で開放（オフ）となる。
このとき、入力側低入力電力切替手段３では、第７のスイッチ３７のインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放で、第７の伝送線路３３によりインピーダンスが反転するため、接続点３８では入力波の基本波周波数で短絡となる。さらに、第５の伝送線路３４によりインピーダンスが反転するため、入力側低入力電力切替手段３の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力波は入力側低入力電力切替手段３には入力されない。
出力側低入力電力切替手段４では、第８のスイッチ４７のインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放となり、第８の伝送線路４３によりインピーダンスが反転するため、接続点４８では入力波の基本波周波数で短絡となる。さらに、第６の伝送線路４４によりインピーダンスが反転するため、出力側低入力電力切替手段４の出力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となることから、入力波にとって低入力電力整流手段６の回路は見えなくなる。
【０１００】
入力側高入力電力切替手段１では、第５のスイッチ１７のインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放であるため、入力側高入力電力切替手段１に入力された高周波にとって第５のスイッチ１７と第１の直流ブロック用容量素子１２の回路は見えなくなる。
出力側高入力電力切替手段２では、第６のスイッチ２７のインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放であるため、入力波にとって第６のスイッチ２７と第２の直流ブロック用容量素子２２の回路は見えなくなる。さらに、接続点１００では高周波短絡手段１０により入力波の基本波周波数で短絡され、第４の伝送線路２４によりインピーダンスが反転するため、出力側高入力電力切替手段２の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、負荷側への入力波の漏洩は抑圧される。
【０１０１】
これにより、入力側高入力電力切替手段１に入力された高周波のほとんどが、入力側高入力電力切替手段１を通過して、高入力電力整流手段５において直流に変換される。
図３３に実施の形態５の整流器におけるＶＤＣ≦ＶＬＯＷのときの入力波の経路を示す。図３３において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図３３に示すように、入力側高入力電力切替手段１と高入力電力整流手段５による経路を辿る。これにより、整流器に入力された高周波は、高入力電力整流手段５で直流に変換されることから、ＶＤＣ≦ＶＬＯＷの場合でも高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【０１０２】
図３４に実施の形態５の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性を示す。図３４において、点線が高入力電力整流手段５単体におけるＲＦ−ＤＣ変換効率、破線が低入力電力整流手段６単体におけるＲＦ−ＤＣ変換効率、実線が実施の形態５に係る整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率を示す。
図３４に示すように、入力される高周波の電力に応じて、入力波の経路が自律的に切り替わることで、広い電力範囲で高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【０１０３】
図２９に記載の整流器では、出力端子９に負の直流電圧が生じる向きに接続された構成とし、第５のスイッチ１７、第６のスイッチ２７、第７のスイッチ３７及び第８のスイッチ４７における入力波の基本波周波数のインピーダンスは負の電圧値で短絡（オン）と開放（オフ）が切り替わる構成とした。これにより、第５のスイッチ１７、第６のスイッチ２７、第７のスイッチ３７及び第８のスイッチ４７にはデプレッション形ＦＥＴが適用できる。
図３５に、第５のスイッチ１７、第６のスイッチ２７、第７のスイッチ３７及び第８のスイッチ４７に、第１のデプレッション形ＦＥＴ１９、第２のデプレッション形ＦＥＴ２９、第３のデプレッション形ＦＥＴ３９及び第４のデプレッション形ＦＥＴ４９をそれぞれ適用した場合の整流器の構成を示す。
【０１０４】
尚、図３５の整流器の動作は、図２９の整流器と等しいため、ここでの説明は省略する。
また、高周波短絡手段１０は、他の図９から図１１に示した構成としても良い。
【０１０５】
以上説明したように、実施の形態５の整流器によれば、第１の切替手段は、入力波の基本波で１／４波長となる第２の伝送線路と、直流を遮断する第１のキャパシタと、直流電圧帰還手段の出力電圧で制御される第５のスイッチとを備え、第２の切替手段は、入力波の基本波で１／４波長となる第５及び第７の伝送線路と、直流を遮断する第３のキャパシタと、直流電圧帰還手段の出力電圧で制御される第７のスイッチとを備え、第２の伝送線路と第５の伝送線路の入力端子はそれぞれ整流器の入力端子に接続され、第５の伝送線路の出力端子は第７の伝送線路の一端と第２の切替手段の出力端子とに接続され、第７の伝送線路の他端はグランドとの間に第３のキャパシタと第７のスイッチの直列回路を備え、第２の伝送線路の出力端子はグランドとの間に第１のキャパシタと第５のスイッチの直列回路を備え、かつ第１の切替手段の出力端子と接続され、第１及び第２のスイッチは、制御電圧が第１の設定値より低いときに短絡、制御電圧が第１の設定値より高い第２の設定値より高いときに開放となるようにしたので、簡易な回路構成で広範囲の入力電力に対応することができ、かつ高いＲＦ−ＤＣ変換効率を実現することができる。
【０１０６】
また、実施の形態５の整流器によれば、第３の切替手段は、入力波の基本波で１／４波長となる第４の伝送線路と、直流を遮断する第２のキャパシタと、直流電圧帰還手段の出力電圧で制御される第６のスイッチとを備え、第４の切替手段は、入力波の基本波で１／４波長となる第６及び第８の伝送線路と、直流を遮断する第４のキャパシタと、直流電圧帰還手段の出力電圧で制御される第８のスイッチとを備え、第４の伝送線路と第６の伝送線路の出力端子はそれぞれ高周波短絡手段の入力端子に接続され、第６の伝送線路の入力端子は第８の伝送線路の一端と第４の切替手段の入力端子とに接続され、第８の伝送線路の他端はグランドとの間に第４のキャパシタと第８のスイッチの直列回路を備え、第４の伝送線路の入力端子はグランドとの間に第２のキャパシタと第６のスイッチの直列回路を備え、かつ第３の切替手段の入力端子と接続され、第３及び第４のスイッチは制御電圧が第１の設定値より低いときに短絡、制御電圧が第１の設定値より高い第２の設定値より高いときに開放となるようにしたので、簡易な回路構成で広範囲の入力電力に対応することができ、かつ高いＲＦ−ＤＣ変換効率を実現することができる。
【０１０７】
実施の形態６．
図３６は、実施の形態６に係る整流器を示す構成図である。
実施の形態６に係る整流器は、実施の形態４の整流器において、直流電圧帰還手段７の構成を実施の形態３の構成としたものである。それ以外は図２２に示した実施の形態４と同様であるため、対応する部分に同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１０８】
次に、この発明の実施の形態６に係る整流器の動作について説明する。
整流器に入力される高周波の電力が低く、基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが低いとき、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ２１、第３のスイッチ３１及び第４のスイッチ４１のインピーダンスは入力波の基本波周波数で開放（オフ）となる電圧が電圧比較手段７４から出力される。
このとき、入力側高入力電力切替手段１では、第１のスイッチ１１のインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放となり、第１の伝送線路１３によりインピーダンスが反転するため、第１の伝送線路１３の他端と第２の伝送線路１４の他端との接続点１５では入力波の基本波周波数で短絡となる。さらに、第２の伝送線路１４によりインピーダンスが反転するため、入力側高入力電力切替手段１の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力波は入力側高入力電力切替手段１には入力されない。
出力側高入力電力切替手段２では、第２のスイッチ２１のインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放となり、第３の伝送線路２３によりインピーダンスが反転するため、第３の伝送線路２３の他端と第４の伝送線路２４の他端との接続点２５では入力波の基本波周波数で短絡となる。さらに、第４の伝送線路２４によりインピーダンスが反転するため、出力側高入力電力切替手段２の出力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となることから、入力波にとって高入力電力整流手段５の回路は見えなくなる。
【０１０９】
入力側低入力電力切替手段３では、第３のスイッチ３１のインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放のため、入力側低入力電力切替手段３に入力された高周波にとって第３のスイッチ３１と第３の直流ブロック用容量素子３２の回路は見えなくなる。
出力側低入力電力切替手段４では、第４のスイッチ４１のインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放のため、入力波にとって第４のスイッチ４１と第４の直流ブロック用容量素子４２の回路は見えなくなる。さらに、接続点１００では高周波短絡手段１０により入力波の基本波周波数で短絡され、第６の伝送線路４４によりインピーダンスが反転するため、出力側低入力電力切替手段４の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、負荷側への入力波の漏洩は抑圧される。
【０１１０】
これにより、入力側低入力電力切替手段３に入力された高周波は、入力側低入力電力切替手段３を通過して、低入力電力整流手段６において直流に変換される。
図３７に実施の形態６の整流器における基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが低いときの入力波の経路を示す。図３７において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図３７に示すように、入力側低入力電力切替手段３と低入力電力整流手段６による経路を辿る。これにより、整流器に入力された高周波は、低入力電力整流手段６において直流に変換されることから、基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが低い場合でも高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【０１１１】
一方、整流器に入力される高周波の電力が高く、基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが高いとき、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ２１、第３のスイッチ３１及び第４のスイッチ４１のインピーダンスは入力波の基本波周波数で短絡（オン）となる。
このとき、入力側低入力電力切替手段３では、第３のスイッチ３１のインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡のため、第５の伝送線路３４と第３の直流ブロック用容量素子３２との接続点３５では入力波の基本波周波数で短絡となる。さらに、第５の伝送線路３４によりインピーダンスが反転するため、入力側低入力電力切替手段３の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力波は入力側低入力電力切替手段３には入力されない。
出力側低入力電力切替手段４では、第４のスイッチ４１のインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡のため、第６の伝送線路４４と第４の直流ブロック用容量素子４２との接続点４５では入力波の基本波周波数で短絡となる。さらに、第６の伝送線路４４によりインピーダンスが反転するため、出力側低入力電力切替手段４の出力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となることから、入力波にとって低入力電力整流手段６の回路は見えなくなる。
【０１１２】
入力側高入力電力切替手段１では、第１のスイッチ１１のインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡で、第１の伝送線路１３によりインピーダンスが反転するため、接続点１５から第１の伝送線路１３を見たインピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力側高入力電力切替手段１に入力された高周波にとって第１のスイッチ１１と第１の直流ブロック用容量素子１２及び第１の伝送線路１３の回路は見えなくなる。
出力側高入力電力切替手段２では、第２のスイッチ２１のインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡となり、第３の伝送線路２３によりインピーダンスが反転するため、接続点２５から第３の伝送線路２３を見たインピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となるため、入力波にとって第２のスイッチ２１と第２の直流ブロック用容量素子２２及び第３の伝送線路２３の回路は見えなくなる。さらに、接続点１００では高周波短絡手段１０により入力波の基本波周波数で短絡され、第４の伝送線路２４によりインピーダンスが反転するため、出力側高入力電力切替手段２の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、負荷側への入力波の漏洩は抑圧される。
【０１１３】
これにより、入力側高入力電力切替手段１に入力された高周波は、入力側高入力電力切替手段１を通過して、高入力電力整流手段５において直流に変換される。
図３８に実施の形態６の整流器における基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが高いときの入力波の経路を示す。図３８において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図３８に示すように、入力側高入力電力切替手段１と高入力電力整流手段５による経路を辿る。これにより、整流器に入力された高周波は、高入力電力整流手段５において直流に変換されることから、基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが高い場合でも高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【０１１４】
図３９に実施の形態６に係る整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性を示す。図３９において、点線が高入力電力整流手段５単体におけるＲＦ−ＤＣ変換効率、破線が低入力電力整流手段６単体におけるＲＦ−ＤＣ変換効率、実線が実施の形態６の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率を示す。
図３９に示すように、入力される高周波の電力に応じて、入力波の経路が自律的に切り替わることで、広い電力範囲で高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【０１１５】
尚、実施の形態６に係る整流器は、入力された高周波の電力に応じて、高入力電力整流手段５と低入力電力整流手段６とを切り替えることができる。これにより、高入力電力整流手段５と低入力電力整流手段６との切替において中間状態がなく、入力されたほぼ全ての高周波の電力を最適な整流手段で直流に変換できるため、実施の形態４よりも安定して高いＲＦ−ＤＣ変換効率を得ることができる。
【０１１６】
図３６に記載の整流器では、出力端子９に正の直流電圧が生じる向きに接続された構成とし、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ２１、第３のスイッチ３１及び第４のスイッチ４１における入力波の基本波周波数のインピーダンスは正の電圧値で短絡（オン）と開放（オフ）が切り替わる構成とした。これにより、第１のスイッチに１１、第２のスイッチ２１、第３のスイッチ及び第４のスイッチ４１にはエンハンスメント形ＦＥＴが適用できる。
図４０に、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ２１、第３のスイッチ３１及び第４のスイッチ４１に、第１のエンハンスメント形ＦＥＴ１６、第２のエンハンスメント形ＦＥＴ２６、第３のエンハンスメント形ＦＥＴ３６及び第４のエンハンスメント形ＦＥＴ４６をそれぞれ適用した場合の整流器の構成を示す。
【０１１７】
尚、図４０の整流器の動作は、図３６の整流器と等しいため、ここでの説明は省略する。
また、高周波短絡手段１０は他に図９から図１１に示した構成としても良い。
【０１１８】
実施の形態７．
図４１は、実施の形態７に係る整流器を示す構成図である。
実施の形態７に係る整流器は、実施の形態５の整流器において、直流電圧帰還手段７の構成を実施の形態３の構成としたものである。それ以外は図２９に示した実施の形態５と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【０１１９】
次に、実施の形態７に係る整流器の動作について説明する。
整流器に入力される高周波の電力が低く、基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが高いとき、第５のスイッチ１７、第６のスイッチ２７、第７のスイッチ３７及び第８のスイッチ４７のインピーダンスは入力波の基本波周波数で短絡（オン）となる。
このとき、入力側高入力電力切替手段１では、第５のスイッチ１７のインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡であるため、第２の伝送線路１４の他端と第１の直流ブロック用容量素子１２の他端との接続点１８では入力波の基本波周波数で短絡となる。さらに、第２の伝送線路１４によりインピーダンスが反転するため、入力側高入力電力切替手段１の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力波は入力側高入力電力切替手段１には入力されない。
出力側高入力電力切替手段２では、第６のスイッチ２７のインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡であるため、第４の伝送線路２４の他端と第２の直流ブロック用容量素子２２の他端との接続点２８２５では入力波の基本波周波数で短絡となる。さらに、第４の伝送線路２４によりインピーダンスが反転するため、出力側高入力電力切替手段２の出力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となることから、入力波にとって高入力電力整流手段５の回路は見えなくなる。
【０１２０】
入力側低入力電力切替手段３では、第７のスイッチ３７のインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡となり、第７の伝送線路３３によりインピーダンスが反転するため、第７の伝送線路３３の他端と第５の伝送線路３４の他端との接続点３８から第７の伝送線路３３を見たインピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となるため、入力側低入力電力切替手段３に入力された高周波にとって第７のスイッチ３７と第３の直流ブロック用容量素子３２及び第７の伝送線路３３の回路は見えなくなる。
出力側低入力電力切替手段４では、第８のスイッチ４７のインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡となり、第８の伝送線路４３によりインピーダンスが反転するため、第８の伝送線路４３の他端と第６の伝送線路４４の他端との接続点４８から第８の伝送線路４３を見たインピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となるため、入力波にとって第８のスイッチ４７と第４の直流ブロック用容量素子４２及び第８の伝送線路４３の回路は見えなくなる。さらに、接続点１００では高周波短絡手段１０により入力波の基本波周波数で短絡され、第６の伝送線路４４によりインピーダンスが反転するため、出力側低入力電力切替手段４  の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、負荷側への入力波の漏洩は抑圧される。
【０１２１】
これにより、入力側低入力電力切替手段３に入力された高周波は、入力側低入力電力切替手段３を通過して、低入力電力整流手段６において直流に変換される。
図４２に実施の形態７の整流器における基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが高いときの入力波の経路を示す。図４２において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図４２に示すように、入力側低入力電力切替手段３と低入力電力整流手段６による経路を辿る。これにより、整流器に入力された高周波は、低入力電力整流手段６において直流に変換されることから、基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが高い場合でも高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【０１２２】
一方、整流器に入力される高周波の電力が高く、基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが低いとき、第５のスイッチ１７、第６のスイッチ２７、第７のスイッチ３７及び第８のスイッチ４７のインピーダンスは入力波の基本波周波数で開放（オフ）となる。
このとき、入力側低入力電力切替手段３では、第７のスイッチ３７のインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放となり、第７の伝送線路３３によりインピーダンスが反転するため、接続点３８では入力波の基本波周波数で短絡となる。さらに、第５の伝送線路３４によりインピーダンスが反転するため、入力側低入力電力切替手段３の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力波は入力側低入力電力切替手段３には入力されない。
出力側低入力電力切替手段４では、第８のスイッチ４７のインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放となり、第８の伝送線路４３によりインピーダンスが反転するため、接続点４８では入力波の基本波周波数で短絡となる。さらに、第６の伝送線路４４によりインピーダンスが反転するため、出力側低入力電力切替手段４の出力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となることから、入力波にとって低入力電力整流手段６の回路は見えなくなる。
【０１２３】
入力側高入力電力切替手段１では、第５のスイッチ１７のインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放であるため、入力側高入力電力切替手段１に入力された高周波にとって第５のスイッチ１７と第１の直流ブロック用容量素子１２の回路は見えなくなる。
出力側高入力電力切替手段２では、第６のスイッチ２７のインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放であるため、入力波にとって第６のスイッチ２７と第２の直流ブロック用容量素子２２の回路は見えなくなる。さらに、接続点１００では高周波短絡手段１０により入力波の基本波周波数で短絡され、第４の伝送線路２４によりインピーダンスが反転するため、出力側高入力電力切替手段２の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、負荷側へ入力波の漏洩は抑圧される。
【０１２４】
これにより、入力側高入力電力切替手段１に入力された高周波のほとんどが、入力側高入力電力切替手段１を通過して、高入力電力整流手段５においてで直流に変換される。
図４３に実施の形態７の整流器における基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが低いときの入力波の経路を示す。図４３において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図４３に示すように、入力側高入力電力切替手段１と高入力電力整流手段５による経路を辿る。これにより、整流器に入力された高周波は、高入力電力整流手段５において直流に変換されることから、基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが低い場合でも高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【０１２５】
図４４に実施の形態７の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性を示す。図４４において、点線が高入力電力整流手段５単体におけるＲＦ−ＤＣ変換効率、破線が低入力電力整流手段６単体におけるＲＦ−ＤＣ変換効率、実線が実施の形態７の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率を示す。
図４４に示すように、入力される高周波の電力に応じて、入力波の経路が自律的に切り替わることで、広い電力範囲で高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【０１２６】
尚、実施の形態７に係る整流器は、入力された高周波の電力に応じて、高入力電力整流手段５と低入力電力整流手段６とを切り替えることができる。これにより、高入力電力整流手段５と低入力電力整流手段６との切替において中間状態がなく、入力されたほぼ全ての高周波の電力を最適な整流手段で直流に変換できるため、実施の形態５よりも安定して高いＲＦ−ＤＣ変換効率を得ることができる。
【０１２７】
図４１に記載の整流器では、出力端子９に負の直流電圧が生じる向きに接続された構成とし、第５のスイッチ１７、第６のスイッチ２７、第７のスイッチ３７及び第８のスイッチ４７における入力波の基本波周波数のインピーダンスは負の電圧値で短絡（オン）と開放（オフ）が切り替わる構成とした。これにより、第５のスイッチ１７、第６のスイッチ２７、第７のスイッチ３７及び第８のスイッチ４７にはデプレッション形ＦＥＴが適用できる。
図４５に、第５のスイッチ１７、第６のスイッチ２７、第７のスイッチ３７及び第８のスイッチ４７に、第１のデプレッション形ＦＥＴ１９、第２のデプレッション形ＦＥＴ２９、第３のデプレッション形ＦＥＴ３９及び第４のデプレッション形ＦＥＴ４９をそれぞれ適用した場合の整流器の構成を示す。
【０１２８】
尚、図４５の整流器の動作は、図４１の整流器と等しいため、ここでの説明は省略する。
また、高周波短絡手段１０は、他の図９から図１１に示した構成としても良い。
【０１２９】
以上の実施の形態１〜７の整流器において、さらなる小型化及び高効率化を図るため、出力側高入力電力切替手段２及び出力側低入力電力切替手段４をそれぞれ第１の出力フィルタ２２０及び第２の出力フィルタ２４０とした場合の実施の形態を以下に記す。
【０１３０】
実施の形態８．
図４６は、この発明の実施の形態８に係る整流器の構成図である。
実施の形態８に係る整流器は、実施の形態１の整流器において、出力側高入力電力切替手段２及び出力側低入力電力切替手段４をそれぞれ第１の出力フィルタ（第１の出力回路）２２０及び第２の出力フィルタ（第２の出力回路）２４０とし、直流電圧帰還手段７の出力端子は入力側高入力電力切替手段１及び入力側低入力電力切替手段３のみに接続された構成としたものである。それ以外は図１に示した実施の形態１と同様であるため、対応する部分に同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１３１】
出力側高入力電力切替手段２及び出力側低入力電力切替手段４をそれぞれ第１の出力フィルタ２２０及び第２の出力フィルタ２４０とすることで、スイッチとその制御に必要な制御線を削減することができ、実施の形態１に係る整流器と比較して小型化が図れる。
さらにスイッチの削減により、スイッチでの高周波の損失量が低減するため、実施の形態１と比較して、高効率化が図れる。
【０１３２】
図４６では、高周波短絡手段１０の入力端子と直流電圧帰還手段７の入力端子とを接続した構成を示したが、図４７に示すように、高周波短絡手段１０の出力端子と直流電圧帰還手段７の入力端子とを接続した構成でも良い。
【０１３３】
ここでは、図４８にこの発明の実施の形態８に係る整流器における第１の出力フィルタ２２０及び第２の出力フィルタ１４０にそれぞれ、入力端子８から入力される高周波の基本波周波数で１／４波長の電気長を有する伝送線路（第９の伝送線路２２１、第１０の伝送線路２４１）を適用した場合の整流器の構成図を示す。
【０１３４】
次に、実施の形態８に係る整流器の動作について説明する。
整流器に入力される高周波の電力が低い（ＶＤＣ≦Ｖ６）のとき、直流電圧帰還手段７により、入力波の入力側高入力電力切替手段１の通過量が小さくて反射量が大きく、かつ入力波の入力側低入力電力切替手段３の通過量が大きくなるように制御するため、入力側高入力電力切替手段１の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力波のほとんどは入力側低入力電力切替手段３に入力される。
第１の出力フィルタ２２０と第２の出力フィルタ２４０の接続点２００では高周波短絡手段１０により入力波の基本波周波数で短絡され、第１０の伝送線路２４１によりインピーダンスが反転するため、低入力電力整流手段６から見た第１０の伝送線路２４１の入力インピーダンスは基本波周波数で開放となり、負荷側への入力波の漏洩は抑圧される。さらに接続点２００では基本波周波数で短絡であることから、入力波にとって高入力電力整流手段５の回路は見えなくなる。
これにより、入力側低入力電力切替手段３に入力された高周波のほとんどが、入力側低入力電力切替手段３を通過して、低入力電力整流手段６において直流に変換される。
【０１３５】
図４９に実施の形態８の整流器におけるＶＤＣ≦Ｖ６のときの入力波の経路を示す。図４９において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図４９に示すように、入力側低入力電力切替手段３と低入力電力整流手段６による経路を辿る。これにより、整流器に入力された高周波は、低入力電力整流手段６において直流に変換されることから、ＶＤＣ≦ＶＬＯWの場合でも高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【０１３６】
整流器に入力される高周波の電力が高くなる（Ｖ６≦ＶＤＣ≦Ｖ５）につれて、直流電圧帰還手段７により、入力側高入力電力切替手段１に入力される高周波の電力の分配量が大きくなるように制御される。
図５０に実施の形態８の整流器におけるＶ６≦ＶＤＣ≦Ｖ５のときの入力波の経路を示す。図５０において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図５０に示すように、入力側低入力電力切替手段３と低入力電力整流手段６による経路と、入力側高入力電力切替手段１と高入力電力整流手段５による経路に分配される。
これにより、整流器に入力された高周波は、低入力電力整流手段６及び高入力電力整流手段５において直流に変換される。
【０１３７】
さらに整流器に入力される高周波の電力が高い（ＶＤＣ≧Ｖ５）とき、直流電圧帰還手段７により、入力波の入力側高入力電力切替手段１の通過量が大きく、かつ入力波の入力側低入力電力切替手段３の通過量が小さくて反射が大きくなるように制御するため、入力側低入力電力切替手段３の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力波のほとんどは入力側高入力電力切替手段１に入力される。
接続点２００では高周波短絡手段１０により入力波の基本波周波数で短絡され、第９の伝送線路２２１によりインピーダンスが反転するため、高入力電力整流手段５から見た第９の伝送線路２２１の入力インピーダンスは基本波周波数で開放となり、負荷側への入力波の漏洩は抑圧される。さらに接続点２００では基本波周波数で短絡であることから、入力波にとって低入力電力整流手段６の回路は見えなくなる。
【０１３８】
図５１に実施の形態８の整流器におけるＶＤＣ≧Ｖ５のときの入力波の経路を示す。図５１において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図５１に示すように、入力側高入力電力切替手段１及び高入力電力整流手段５による経路を辿る。
これにより、整流器に入力された高周波は、高入力電力整流手段５において直流に変換されることから、ＶＤＣ≧Ｖ５の場合でも高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【０１３９】
図５２に実施の形態８の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性を示す。図５２において、点線が高入力電力整流手段５単体におけるＲＦ−ＤＣ変換効率、破線が低入力電力整流手段６単体におけるＲＦ−ＤＣ変換効率、実線が実施の形態１の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率を示す。
図５２に示すように、入力される高周波の電力に応じて、入力波の経路が自律的に切り替わることで、広い電力範囲で高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【０１４０】
以上説明したように、実施の形態８の整流器によれば、第１の整流手段及び第２の整流手段と、第１及び第２の整流手段の入力側にそれぞれ接続された第１及び第２の切替手段と、第１及び第２の整流手段の出力側にそれぞれ接続された第１及び第２の出力回路と、少なくとも入力波の基本波を短絡する高周波短絡手段と、第１及び第２の整流手段によって得られる直流電圧を帰還して第１及び第２の切替手段を制御する直流電圧帰還手段とを備え、高周波短絡手段の入力端子は第１及び第２の出力回路の出力端子の接続点に接続され、高周波短絡手段の出力端子は負荷に接続されて直流電圧を供給し、第１及び第２の出力回路の入力インピーダンスを入力波の基本波で開放とし、第１の整流手段は、高周波を直流に変換する効率の最高値が第２の整流手段よりも高い入力電力で得られる整流手段であり、第１及び第２の切替手段の切替動作を規定する閾値電圧よりも直流電圧が低いとき第２の整流手段への入力電力の分配比が第１の整流手段より大きく、直流電圧が高いとき第１の整流手段への入力電力の分配比が第２の整流手段より大きくなるようにしたので、実施の形態１と同様の効果を奏すると共に、実施の形態１の整流器のスイッチとその制御線を削減したため、実施の形態１と比較して小型化を図ることができる。さらにスイッチの削減により、スイッチでの高周波の損失量が低減するため、実施の形態１と比較して、高効率化を図ることができる。
【０１４１】
また、実施の形態８の整流器によれば、第１及び第２の出力回路は、入力波の基本波で１／４波長となる第９及び第１０の伝送線路でそれぞれ構成されたので、実施の形態１と比較して小型化を図ることができる。
【０１４２】
実施の形態９．
図５８は、この発明の実施の形態９に係る整流器を示す構成図である。実施の形態９に係る整流器は、実施の形態８の整流器において、入力側高入力電力切替手段１、入力側低入力電力切替手段３、高入力電力整流手段５、低入力電力整流手段６、直流電圧帰還手段７及び高周波短絡手段１０の構成を実施の形態４の構成をとしたものである。それ以外は図４８に示した実施の形態８と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【０１４３】
次に、実施の形態９に係る整流器の動作について説明する。
整流器に入力される高周波の電力が低い（ＶＤＣ≦ＶＬＯW）とき、第１のスイッチ１１及び第３のスイッチ３１のインピーダンスは入力波の基本波周波数で開放（オフ）となる。
このとき、入力側高入力電力切替手段１では、第１のスイッチ１１のインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放となり、第１の伝送線路１３によりインピーダンスが反転するため、第１の伝送線路１３の他端と第２の伝送線路１４の他端との接続点１５では入力波の基本波周波数で短絡となる。さらに、第２の伝送線路１４によりインピーダンスが反転するため、入力側高入力電力切替手段１の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力波のほとんどは入力側低入力電力切替手段３に入力される。
入力側低入力電力切替手段３では、第３のスイッチ３１のインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放となることから、入力側低入力電力切替手段３に入力された高周波にとって第３のスイッチ３１と第３の直流ブロック用容量素子３２の回路は見えなくなる。
【０１４４】
接続点２００では高周波短絡手段１０により入力波の基本波周波数で短絡され、第１０の伝送線路２４１によりインピーダンスが反転するため、低入力電力整流手段６から見た第１０の伝送線路２４１の入力インピーダンスは基本波周波数で開放となり、負荷側への入力波の漏洩は抑圧される。さらに接続点２００では基本波周波数で短絡であることから、入力波にとって高入力電力整流手段５の回路は見えなくなる。
これにより、入力側低入力電力切替手段３に入力された高周波のほとんどが、入力側低入力電力切替手段３を通過して、低入力電力整流手段６において直流に変換される。
図５４に実施の形態９の整流器におけるＶＤＣ≦ＶＬＯWのときの入力波の経路を示す。図５４において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図５４に示すように、入力側低入力電力切替手段３と低入力電力整流手段６による経路を辿る。これにより、整流器に入力された高周波は、低入力電力整流手段６において直流に変換されることから、ＶＤＣ≦ＶＬＯWの場合でも高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【０１４５】
整流器に入力される高周波の電力が高くなる（ＶＬＯW≦ＶＤＣ≦ＶＨＩＧＨ）につれて、第１のスイッチ１１及び第３のスイッチ３１における入力波の基本波周波数のインピーダンスは短絡（オン）と開放（オフ）の中間値となるため、入力波は入力側低入力電力切替手段３と入力側高入力電力切替手段１に分配される。
図５５に実施の形態９の整流器におけるＶＬＯW≦ＶＤＣ≦ＶＨＩＧＨのときの入力波の経路を示す。図５５において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図５５に示すように、入力側低入力電力切替手段３と低入力電力整流手段６による経路と、入力側高入力電力切替手段１と高入力電力整流手段５による経路に分配される。これにより、整流器に入力された高周波は、低入力電力整流手段６及び高入力電力整流手段５で直流に変換される。
【０１４６】
さらに整流器に入力される高周波の電力が高い（ＶＤＣ≧ＶＨＩＧＨ）とき、第１のスイッチ１１及び第３のスイッチ３１のインピーダンスは入力波の基本波周波数で短絡（オン）となる。
このとき、入力側低入力電力切替手段３では、第３のスイッチ３１のインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡のため、第５の伝送線路３４の他端と第３の直流ブロック用容量素子３２の他端との接続点３５では入力波の基本波周波数で短絡となる。さらに、第５の伝送線路３４によりインピーダンスが反転するため、入力側低入力電力切替手段３の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力波のほとんどは入力側高入力電力切替手段１に入力される。
入力側高入力電力切替手段１では、第１のスイッチ１１のインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡となり、第１の伝送線路１３によりインピーダンスが反転するため、接続点１５から第１の直流ブロック用容量素子１２を見たインピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となるため、入力側高入力電力切替手段１に入力された高周波にとって第１のスイッチ１１と第１の直流ブロック用容量素子１２及び第１の伝送線路１３の回路は見えなくなる。
【０１４７】
接続点２００では高周波短絡手段１０により入力波の基本波周波数で短絡され、第９の伝送線路２２１によりインピーダンスが反転するため、高入力電力整流手段５から見た第９の伝送線路２２１の入力インピーダンスは基本波周波数で開放となり、負荷側への入力波の漏洩は抑圧される。さらに接続点２００では基本波周波数で短絡であることから、入力波にとって低入力電力整流手段６の回路は見えなくなる。
これにより、入力側高入力電力切替手段１に入力された高周波のほとんどが、入力側高入力電力切替手段１を通過して、高入力電力整流手段５において直流に変換される。
図５６に実施の形態９の整流器におけるＶＤＣ≧ＶＨＩＧＨのときの入力波の経路を示す。図５６において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図５６に示すように、入力側高入力電力切替手段１と高入力電力整流手段５による経路を辿る。これにより、整流器に入力された高周波は、高入力電力整流手段５において直流に変換されることから、ＶＤＣ≧ＶＨＩＧＨの場合でも高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【０１４８】
図５７に実施の形態９の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性を示す。図５７において、点線が高入力電力整流手段５単体におけるＲＦ−ＤＣ変換効率、破線が低入力電力整流手段６単体におけるＲＦ−ＤＣ変換効率、実線が実施の形態９の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率を示す。
図５７に示すように、入力される高周波の電力に応じて、入力波の経路が自律的に切り替わることで、広い電力範囲で高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【０１４９】
実施の形態９に係る整流器は、実施の形態４の整流器のスイッチとその制御線を削減したため、実施の形態４と比較して小型化が図れる。さらにスイッチの削減により、スイッチでの高周波の損失量が低減するため、実施の形態４と比較して、高効率化が図れる。
【０１５０】
図５３に記載の整流器では、出力端子９に正の直流電圧が生じる向きに接続された構成とし、第１のスイッチ１１及び第３のスイッチ３１における入力波の基本波周波数のインピーダンスは正の電圧値で短絡（オン）と開放（オフ）が切り替わる構成とした。これにより、第１のスイッチに１１及び第３のスイッチにはエンハンスメント形ＦＥＴが適用できる。
図５８に、第１のスイッチ１１及び第３のスイッチ３１に、第１のエンハンスメント形ＦＥＴ１６及び第３のエンハンスメント形ＦＥＴ３６を適用した場合の整流器の構成を示す。
【０１５１】
尚、図５８の整流器の動作は、図５３の整流器と等しいため、ここでの説明は省略する。
また、高周波短絡手段１０は他に図９から図１１に示した構成としても良い。
【０１５２】
実施の形態１０．
図５９は、この発明の実施の形態１０に係る整流器を示す構成図である。実施の形態１０に係る整流器は、実施の形態８の整流器において、入力側高入力電力切替手段１、入力側低入力電力切替手段３、高入力電力整流手段５、低入力電力整流手段６、直流電圧帰還手段７及び高周波短絡手段１０の構成を実施の形態５の構成をとしたものである。それ以外は図４８に示した実施の形態８と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【０１５３】
次に、実施の形態１０に係る整流器の動作について説明する。
整流器に入力される高周波の電力が低い（ＶＤＣ≧ＶＨＩＧＨ）とき、第５のスイッチ１７及び第７のスイッチ３７のインピーダンスは入力波の基本波周波数で短絡（オン）となる。
このとき、入力側高入力電力切替手段１では、第５のスイッチ１７のインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡であるため、第２の伝送線路１４の他端と第１の直流ブロック用容量素子１２の他端との接続点１８では入力波の基本波周波数で短絡となる。さらに、第２の伝送線路１４によりインピーダンスが反転するため、入力側高入力電力切替手段１の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力波のほとんどは入力側低入力電力切替手段３に入力される。
入力側低入力電力切替手段３では、第７のスイッチ３７のインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡となり、第７の伝送線路３３によりインピーダンスが反転するため、第７の伝送線路の他端と第５の伝送線路３４の他端との接続点３８から第７の伝送線路３３を見たインピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となるため、入力側低入力電力切替手段３に入力された高周波は第７のスイッチ３７と第３の直流ブロック用容量素子３２及び第７の伝送線路３３の回路は見えなくなる。
【０１５４】
接続点２００では高周波短絡手段１０により入力波の基本波周波数で短絡され、第１０の伝送線路２４１によりインピーダンスが反転するため、低入力電力整流手段６から見た第１０の伝送線路２４１の入力インピーダンスは基本波周波数で開放となり、負荷側への入力波の漏洩は抑圧される。さらに接続点２００では基本波周波数で短絡であることから、入力波にとって高入力電力整流手段５の回路は見えなくなる。
これにより、入力側低入力電力切替手段３に入力された高周波のほとんどが、入力側低入力電力切替手段３を通過して、低入力電力整流手段６において直流に変換される。
図６０に実施の形態１０の整流器におけるＶＤＣ≧ＶＨＩＧＨのときの入力波の経路を示す。図６０において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図６０に示すように、入力側低入力電力切替手段３と低入力電力整流手段６による経路を辿る。これにより、整流器に入力された高周波は、低入力電力整流手段６において直流に変換されることから、ＶＤＣ≧ＶＨＪＧＨの場合でも高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【０１５５】
整流器に入力される高周波の電力が高くなる（ＶＬＯW≦ＶＤＣ≦ＶＨＩＧＨ）につれて、第５のスイッチ１７及び第７のスイッチ３７における入力波の基本波周波数のインピーダンスは短絡（オン）と開放（オフ）の中間値となるため、入力波は入力側低入力電力切替手段３と入力側高入力電力切替手段１に分配される。
図６１に実施の形態１０の整流器におけるＶＬＯW≦ＶＤＣ≦ＶＨＩＧＨのときの入力波の経路を示す。図６１において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図６１に示すように、入力側低入力電力切替手段３と低入力電力整流手段６による経路と、入力側高入力電力切替手段１と高入力電力整流手段５による経路に分配される。これにより、整流器に入力された高周波は、低入力電力整流手段６及び高入力電力整流手段５において直流に変換される。
【０１５６】
さらに整流器に入力される高周波の電力が高い（ＶＤＣ≦ＶＬＯＷ）とき、第５のスイッチ１７及び第７のスイッチ３７のインピーダンスは入力波の基本波周波数で開放（オフ）となる。
このとき、入力側低入力電力切替手段３では、第７のスイッチ３７のインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放で、第７の伝送線路３３によりインピーダンスが反転するため、接続点３８では入力波の基本波周波数で短絡となる。さらに、第５の伝送線路３４によりインピーダンスが反転するため、入力側低入力電力切替手段３の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力波のほとんどは入力側高入力電力切替手段１に入力される。
入力側高入力電力切替手段１では、第５のスイッチ１７のインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放であるため、入力側高入力電力切替手段１に入力された高周波にとって第５のスイッチ１７と第１の直流ブロック用容量素子１２の回路は見えなくなる。
【０１５７】
接続点２００では高周波短絡手段１０により入力波の基本波周波数で短絡され、第９の伝送線路２２１によりインピーダンスが反転するため、高入力電力整流手段５から見た第９の伝送線路２２１の入力インピーダンスは基本波周波数で開放となり、負荷側への入力波の漏洩は抑圧される。さらに接続点２００では基本波周波数で短絡であることから、入力波にとって低入力電力整流手段６の回路は見えなくなる。
図６２に実施の形態１０の整流器におけるＶＤＣ≦ＶＬＯＷのときの入力波の経路を示す。図６２において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図６２に示すように、入力側高入力電力切替手段１と高入力電力整流手段５による経路を辿る。これにより、整流器に入力された高周波は、高入力電力整流手段５で直流に変換されることから、ＶＤＣ≦ＶＬＯＷの場合でも高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【０１５８】
図６３に実施の形態１０の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性を示す。図６３において、点線が高入力電力整流手段５単体におけるＲＦ−ＤＣ変換効率、破線が低入力電力整流手段６単体におけるＲＦ−ＤＣ変換効率、実線が実施の形態１０の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率を示す。
図６３に示すように、入力される高周波の電力に応じて、入力波の経路が自律的に切り替わることで、広い電力範囲で高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる
【０１５９】
実施の形態１０に係る整流器は、実施の形態５の整流器のスイッチとその制御線を削減したため、実施の形態５と比較して小型化が図れる。さらにスイッチの削減により、スイッチでの高周波の損失量が低減するため、実施の形態４と比較して、高効率化が図れる。
【０１６０】
図５９に記載の整流器では、出力端子９に負の直流電圧が生じる向きに接続された構成とし、第５のスイッチ１７及び第７のスイッチ３７における入力波の基本波周波数のインピーダンスは負の電圧値で短絡（オン）と開放（オフ）が切り替わる構成とした。これにより、第５のスイッチ１７及び第７のスイッチ３７にはデプレッション形ＦＥＴが適用できる。
図６４に、第５のスイッチ１７及び第７のスイッチ３７に、第１のデプレッション形ＦＥＴ１９及び第３のデプレッション形ＦＥＴ３９をそれぞれ適用した場合の整流器の構成を示す。
【０１６１】
尚、図６４の整流器の動作は、図５９の整流器と等しいため、ここでの説明は省略する。
また、高周波短絡手段１０は他に図９から図１１に示した構成としても良い。
【０１６２】
実施の形態１１．
図６５は、この発明の実施の形態１１に係る整流器を示す構成図である。
実施の形態１１に係る整流器は、実施の形態９の整流器において、直流電圧帰還手段７の構成を実施の形態３の構成としたものである。それ以外は図５３に示した実施の形態９と同様であるため、対応する部分に同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１６３】
次に、この発明の実施の形態１１に係る整流器の動作について説明する。
整流器に入力される高周波の電力が低く、基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが低いとき、第１のスイッチ１１及び第３のスイッチ３１のインピーダンスは入力波の基本波周波数で開放（オフ）となる電圧が電圧比較手段７４から出力される。
このとき、入力側高入力電力切替手段１では、第１のスイッチ１１のインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放となり、第１の伝送線路１３によりインピーダンスが反転するため、第１の伝送線路１３の他端と第２の伝送線路１４の他端との接続点１５では入力波の基本波周波数で短絡となる。さらに、第２の伝送線路１４によりインピーダンスが反転するため、入力側高入力電力切替手段１の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力波は入力側低入力電力切替手段３に入力される。
入力側低入力電力切替手段３では、第３のスイッチ３１のインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放のため、入力側低入力電力切替手段３に入力された高周波にとって第３のスイッチ３１と第３の直流ブロック用容量素子３２の回路は見えなくなる。
【０１６４】
接続点２００では高周波短絡手段１０により入力波の基本波周波数で短絡され、第１０の伝送線路２４１によりインピーダンスが反転するため、低入力電力整流手段６から見た第１０の伝送線路２４１の入力インピーダンスは基本波周波数で開放となり、負荷側への入力波の漏洩は抑圧される。さらに接続点２００では基本波周波数で短絡であることから、入力波にとって高入力電力整流手段５の回路は見えなくなる。
これにより、入力側低入力電力切替手段３に入力された高周波は、入力側低入力電力切替手段３を通過して、低入力電力整流手段６において直流に変換される。
図６６に実施の形態１１の整流器における基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが低いときの入力波の経路を示す。図６６において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図６６に示すように、入力側低入力電力切替手段３と低入力電力整流手段６による経路を辿る。これにより、整流器に入力された高周波は、低入力電力整流手段６において直流に変換されることから、基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが低い場合でも高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【０１６５】
一方、整流器に入力される高周波の電力が高く、基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが高いとき、第１のスイッチ１１、第２のスイッチ２１、第３のスイッチ３１及び第４のスイッチ４１のインピーダンスは入力波の基本波周波数で短絡（オン）となる。
このとき、入力側低入力電力切替手段３では、第３のスイッチ３１のインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡のため、第５の伝送線路３４と第３の直流ブロック用容量素子３２との接続点３５では入力波の基本波周波数で短絡となる。さらに、第５の伝送線路３４によりインピーダンスが反転するため、入力側低入力電力切替手段３の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力波は入力側高入力電力切替手段１に入力される。
入力側高入力電力切替手段１では、第１のスイッチ１１のインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡で、第１の伝送線路１３によりインピーダンスが反転するため、接続点１５から第１の伝送線路１３を見たインピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力側高入力電力切替手段１に入力された高周波にとって第１のスイッチ１１と第１の直流ブロック用容量素子１２及び第１の伝送線路１３の回路は見えなくなる。
【０１６６】
接続点２００では高周波短絡手段１０により入力波の基本波周波数で短絡され、第９の伝送線路２２１によりインピーダンスが反転するため、高入力電力整流手段５から見た第９の伝送線路２２１の入力インピーダンスは基本波周波数で開放となり、負荷側への入力波の漏洩は抑圧される。さらに接続点２００では基本波周波数で短絡であることから、入力波にとって低入力電力整流手段６の回路は見えなくなる。
これにより、入力側高入力電力切替手段１に入力された高周波は、入力側高入力電力切替手段１を通過して、高入力電力整流手段５において直流に変換される。
図６７に実施の形態１１の整流器における基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが高いときの入力波の経路を示す。図６７において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図６７に示すように、入力側高入力電力切替手段１と高入力電力整流手段５による経路を辿る。これにより、整流器に入力された高周波は、高入力電力整流手段５において直流に変換されることから、基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが高い場合でも高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【０１６７】
図６８に実施の形態１１に係る整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性を示す。図６８において、点線が高入力電力整流手段５単体におけるＲＦ−ＤＣ変換効率、破線が低入力電力整流手段６単体におけるＲＦ−ＤＣ変換効率、実線が実施の形態１１の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率を示す。
図６８に示すように、入力される高周波の電力に応じて、入力波の経路が自律的に切り替わることで、広い電力範囲で高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【０１６８】
尚、実施の形態１１に係る整流器は、入力された高周波の電力に応じて、高入力電力整流手段５と低入力電力整流手段６とを切り替えることができる。これにより高入力電力整流手段５と低入力電力整流手段６との切替において中間状態がなく、入力されたほぼ全ての高周波の電力を最適な整流手段で直流に変換できるため、実施の形態９よりも安定して高いＲＦ−ＤＣ変換効率を得ることができる。
【０１６９】
実施の形態１１に係る整流器は、実施の形態６の整流器のスイッチとその制御線を削減したため、実施の形態６と比較して小型化が図れる。
さらにスイッチの削減により、スイッチでの高周波の損失量が低減するため、実施の形態４と比較して、高効率化が図れる。
【０１７０】
図６５に記載の整流器では、出力端子９に正の直流電圧が生じる向きに接続された構成とし、第１のスイッチ１１及び第３のスイッチ３１における入力波の基本波周波数のインピーダンスは正の電圧値で短絡（オン）と開放（オフ）が切り替わる構成とした。これにより、第１のスイッチに１１及び第３のスイッチにはエンハンスメント形ＦＥＴが適用できる。
図６９に、第１のスイッチ１１及び第３のスイッチ３１に、第１のエンハンスメント形ＦＥＴ１６及び第３のエンハンスメント形ＦＥＴ３６をそれぞれ適用した場合の整流器の構成を示す。
【０１７１】
尚、図６９の整流器の動作は、図６５の整流器と等しいため、ここでの説明は省略する。
また、高周波短絡手段１０は他に図９から図１１に示した構成としても良い。
【０１７２】
実施の形態１２．
図７０は、この発明の実施の形態１２に係る整流器を示す構成図である。
実施の形態１２に係る整流器は、実施の形態１０の整流器において、直流電圧帰還手段７の構成を実施の形態３の構成としたものである。それ以外は図５３に示した実施の形態９と同様であるため、対応する部分に同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１７３】
次に、この発明の実施の形態１２に係る整流器の動作について説明する。
整流器に入力される高周波の電力が低く、基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが高いとき、第５のスイッチ１７及び第７のスイッチ３７のインピーダンスは入力波の基本波周波数で短絡（オン）となる。
このとき、入力側高入力電力切替手段１では、第５のスイッチ１７のインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡であるため、第２の伝送線路１４の他端と第１の直流ブロック用容量素子１２の他端との接続点１８では入力波の基本波周波数で短絡となる。さらに、第２の伝送線路１４によりインピーダンスが反転するため、入力側高入力電力切替手段１の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力波は入力側低入力電力切替手段３に入力される。
【０１７４】
入力側低入力電力切替手段３では、第７のスイッチ３７のインピーダンスが入力波の基本波周波数で短絡となり、第７の伝送線路３３によりインピーダンスが反転するため、第７の伝送線路３３の他端と第５の伝送線路３４の他端との接続点３８から第７の伝送線路３３を見たインピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となるため、入力側低入力電力切替手段３に入力された高周波にとって第７のスイッチ３７と第３の直流ブロック用容量素子３２及び第７の伝送線路３３の回路は見えなくなる。
【０１７５】
接続点２００では高周波短絡手段１０により入力波の基本波周波数で短絡され、第１０の伝送線路２４１によりインピーダンスが反転するため、低入力電力整流手段６から見た第１０の伝送線路２４１の入力インピーダンスは基本波周波数で開放となり、負荷側への入力波の漏洩は抑圧される。さらに接続点２００では基本波周波数で短絡であることから、入力波にとって高入力電力整流手段５の回路は見えなくなる。
これにより、入力側低入力電力切替手段３に入力された高周波は、入力側低入力電力切替手段３を通過して、低入力電力整流手段６において直流に変換される。
図７１に実施の形態１２の整流器における基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが高いときの入力波の経路を示す。図７１において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図７１に示すように、入力側低入力電力切替手段３と低入力電力整流手段６による経路を辿る。これにより、整流器に入力された高周波は、低入力電力整流手段６において直流に変換されることから、基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが高い場合でも高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【０１７６】
一方、整流器に入力される高周波の電力が高く、基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが低いとき、第５のスイッチ１７及び第７のスイッチ３７のインピーダンスは入力波の基本波周波数で開放（オフ）となる。
このとき、入力側低入力電力切替手段３では、第７のスイッチ３７のインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放となり、第７の伝送線路３３によりインピーダンスが反転するため、接続点３８では入力波の基本波周波数で短絡となる。さらに、第５の伝送線路３４によりインピーダンスが反転するため、入力側低入力電力切替手段３の入力インピーダンスは入力波の基本波周波数で開放となり、入力波は入力側高入力電力切替手段１に入力される。
入力側高入力電力切替手段１では、第５のスイッチ１７のインピーダンスが入力波の基本波周波数で開放であるため、入力側高入力電力切替手段１に入力された高周波にとって第５のスイッチ１７と第１の直流ブロック用容量素子１２の回路は見えなくなる。
【０１７７】
接続点２００では高周波短絡手段１０により入力波の基本波周波数で短絡され、第９の伝送線路２２１によりインピーダンスが反転するため、高入力電力整流手段５から見た第９の伝送線路２２１の入力インピーダンスは基本波周波数で開放となり、負荷側への入力波の漏洩は抑圧される。さらに接続点２００では基本波周波数で短絡であることから、入力波にとって低入力電力整流手段６の回路は見えなくなる。
これにより、入力側高入力電力切替手段１に入力された高周波は、入力側高入力電力切替手段１を通過して、高入力電力整流手段５において直流に変換される。
図７２に実施の形態１２の整流器における基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが低いときの入力波の経路を示す。図７２において、太線が入力波の経路を示している。入力波は、図７２に示すように、入力側高入力電力切替手段１と高入力電力整流手段５による経路を辿る。これにより、整流器に入力された高周波は、高入力電力整流手段５において直流に変換されることから、基準電圧源７３に対して直流の電圧ＶＤＣが低い場合でも高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【０１７８】
図７３に実施の形態１２の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率の入力電力依存性を示す。図７３において、点線が高入力電力整流手段５単体におけるＲＦ−ＤＣ変換効率、破線が低入力電力整流手段６単体におけるＲＦ−ＤＣ変換効率、実線が実施の形態１２の整流器におけるＲＦ−ＤＣ変換効率を示す。
図７３に示すように、入力される高周波の電力に応じて、入力波の経路が自律的に切り替わることで、広い電力範囲で高いＲＦ−ＤＣ変換効率が得られる。
【０１７９】
尚、実施の形態１２に係る整流器は、入力された高周波の電力に応じて、高入力電力整流手段５と低入力電力整流手段６とを切り替えることができる。これにより高入力電力整流手段５と低入力電力整流手段６との切替において中間状態がなく、入力されたほぼ全ての高周波の電力を最適な整流手段で直流に変換できるため、実施の形態１０よりも安定して高いＲＦ−ＤＣ変換効率を得ることができる。
【０１８０】
実施の形態１２に係る整流器は、実施の形態７の整流器のスイッチとその制御線を削減したため、実施の形態７と比較して小型化が図れる。さらにスイッチの削減により、スイッチでの高周波の損失量が低減するため、実施の形態７と比較して、高効率化が図れる。
【０１８１】
図７０に記載の整流器では、出力端子９に負の直流電圧が生じる向きに接続された構成とし、第５のスイッチ１７及び第７のスイッチ３７における入力波の基本波周波数のインピーダンスは負の電圧値で短絡（オン）と開放（オフ）が切り替わる構成とした。これにより、第５のスイッチ１７及び第７のスイッチ３７にはデプレッション形ＦＥＴが適用できる。
図７４に、第５のスイッチ１７及び第７のスイッチ３７に、第１のデプレッション形ＦＥＴ１９及び第３のデプレッション形ＦＥＴ３９をそれぞれ適用した場合の整流器の構成を示す。
【０１８２】
尚、図７４の整流器の動作は、図７０の整流器と等しいため、ここでの説明は省略する。
また、高周波短絡手段１０は他の図９から図１１に示した構成としても良い。
【０１８３】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【０１８４】
１  入力側高入力電力切替手段、２  出力側高入力電力切替手段、３  入力側低入力電力切替手段、４  出力側低入力電力切替手段、５  高入力電力整流手段、６  低入力電力整流手段、７  直流電圧帰還手段、８  入力端子、９  出力端子、１０  高周波短絡手段、１１，２１，３１，４１  スイッチ、１２，２２，３２，４２  直流ブロック用容量素子、１３，１４，２３，２４，３３，３４，４３，４４  伝送線路、１５，２５，３５，４５、１００，２００  接続点、１６，２６，３６，４６  エンハンスメント形ＦＥＴ、１７，２７，３７，４７  スイッチ、１８，２８，３８，４８  接続点、１９，２９，３９，４９  デプレッション形ＦＥＴ、７１  直流フィード用誘導素子、７２  高周波ショート用容量素子、７３  基準電圧源、７４  電圧比較手段、７５  直流電圧帰還手段の入力端子、７６  直流電圧帰還手段の出力端子、１０１  高周波ショート用容量素子、１０２，１０３  直列共振回路、１０４，１０５  オープンスタブ、２２０，２４０  出力フィルタ、２２１，２４１  伝送線路。
【図１】
2015130779.tif 000003
【図２】
2015130779.tif 000004
【図３】
2015130779.tif 000005
【図４】
2015130779.tif 000006
【図５】
2015130779.tif 000007
【図６】
2015130779.tif 000008
【図７】
2015130779.tif 000009
【図８】
2015130779.tif 000010
【図９】
2015130779.tif 000011
【図１０】
2015130779.tif 000012
【図１１】
2015130779.tif 000013
【図１２】
2015130779.tif 000014
【図１３】
2015130779.tif 000015
【図１４】
2015130779.tif 000016
【図１５】
2015130779.tif 000017
【図１６】
2015130779.tif 000018
【図１７】
2015130779.tif 000019
【図１８】
2015130779.tif 000020
【図１９】
2015130779.tif 000021
【図２０】
2015130779.tif 000022
【図２１】
2015130779.tif 000023
【図２２】
2015130779.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
2015130779.tif 000026
【図２５】
2015130779.tif 000027
【図２６】
2015130779.tif 000028
【図２７】
2015130779.tif 000029
【図２８】
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【図２９】
2015130779.tif 000031
【図３０】
2015130779.tif 000032
【図３１】
2015130779.tif 000033
【図３２】
2015130779.tif 000034
【図３３】
2015130779.tif 000035
【図３４】
2015130779.tif 000036
【図３５】
2015130779.tif 000037
【図３６】
2015130779.tif 000038
【図３７】
2015130779.tif 000039
【図３８】
2015130779.tif 000040
【図３９】
2015130779.tif 000041
【図４０】
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【図４１】
2015130779.tif 000043
【図４２】
2015130779.tif 000044
【図４３】
2015130779.tif 000045
【図４４】
2015130779.tif 000046
【図４５】
2015130779.tif 000047
【図４６】
2015130779.tif 000048
【図４７】
2015130779.tif 000049
【図４８】
2015130779.tif 000050
【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
2015130779.tif 000054
【図５３】
2015130779.tif 000055
【図５４】
2015130779.tif 000056
【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
2015130779.tif 000062
【図６１】
2015130779.tif 000063
【図６２】
2015130779.tif 000064
【図６３】
2015130779.tif 000065
【図６４】
2015130779.tif 000066
【図６５】
2015130779.tif 000067
【図６６】
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【図６７】
2015130779.tif 000069
【図６８】
2015130779.tif 000070
【図６９】
2015130779.tif 000071
【図７０】
2015130779.tif 000072
【図７１】
2015130779.tif 000073
【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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