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JP2011211859A - Power supply device - Google Patents

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JP2011211859A
JP2011211859A JP2010078517A JP2010078517A JP2011211859A JP 2011211859 A JP2011211859 A JP 2011211859A JP 2010078517 A JP2010078517 A JP 2010078517A JP 2010078517 A JP2010078517 A JP 2010078517A JP 2011211859 A JP2011211859 A JP 2011211859A
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circuit
antenna
power supply
supply device
region
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Withdrawn
Application number
JP2010078517A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshitaka Hayakawa
俊高 早川
Keiji Takagi
桂二 高木
Junichi Ichikawa
順一 市川
Hiroaki Yagi
宏明 八木
Tomoaki Matsuo
知明 松尾
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Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply device that has an environmental power generation function that prevents deterioration of antenna characteristics, and allows small and inexpensive configuration by using a laminate.SOLUTION: The power supply device is configured by using a laminate 20 formed by alternately laminating an insulating layer and a conductor layer. The laminate 20 is integrally configured with an antenna 10a for receiving a radio wave from the outside, an input circuit to which a received signal of the antenna 10a is input, and a rectifier circuit for rectifying an output AC voltage of the input circuit to convert it into a DC voltage. The antenna 10a is included in the region R1 while circuit components (D1, D2) and an inner-layer region R2a are included in the region R2 as a circuit region. The antenna 10a does not overlap with the region R2 as the circuit region in the lamination direction of the laminate 20. Therefore, a small and inexpensive power supply device is achieved while preventing deterioration in antenna performance of the antenna 10a.

Description

本発明は、外部から到来する電波を受信して直流電力を取り出す環境発電機能を有する電源装置のうち、積層体に回路を構成した電源装置に関するものである。   The present invention relates to a power supply device having a circuit structure in a laminated body, among power supply devices having an energy harvesting function of receiving radio waves coming from outside and extracting DC power.

一般に、携帯電話などの携帯型の電子機器には二次電池が搭載され、ある程度使用した時点で二次電池の充電が必要になる。しかし、携帯電話等は、送信動作に比べて電力消費が小さい待ち受け動作の時間が長いのが通常である。また、アクセスが困難な施設等に設置され間欠的に動作するセンサ等の機器が知られているが、この種のセンサ等も電力消費は小さい。このように電力消費が小さい機器に対し、二次電池の搭載や電池交換あるいはケーブルの敷設などを不要にできれば、これらの機器の利用価値を高めることができる。そのため、従来から、自然環境に存在するエネルギーから電力を取り出す環境発電が注目されている。例えば、都市空間などで利用される電波を受信して直流電力を取り出す技術が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。このような技術により電波から取り出すことができる直流電力は小さいが、上述のような低消費電力の用途であれば十分に適用可能である。   Generally, a secondary battery is mounted on a portable electronic device such as a mobile phone, and the secondary battery needs to be charged when used to some extent. However, a mobile phone or the like usually has a long standby operation time that consumes less power than a transmission operation. Devices such as sensors that are installed in facilities that are difficult to access and operate intermittently are known, but this type of sensor also consumes less power. If it is possible to eliminate the need for installing a secondary battery, replacing the battery, or laying a cable for such a device with low power consumption, the utility value of these devices can be increased. Therefore, conventionally, energy harvesting that draws electric power from energy existing in the natural environment has attracted attention. For example, techniques for receiving radio waves used in urban spaces and taking out DC power have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). Although direct current power that can be extracted from radio waves by such a technique is small, it can be sufficiently applied if it is used for low power consumption as described above.

特開平8−33243号公報JP-A-8-33243 特開2003−88005号公報JP 2003-88005 A

上述の環境発電機能を有する電源装置は、小型かつ低コストに構成することが望ましい。例えば、誘電体層と導体層を交互に積層した多層の積層体を用いてアンテナと各種回路を一体的に配置すれば、小型化及び低コスト化を実現することができる。しかしながら、上記電源装置の内部には高周波の信号が伝送されるため、小型の積層体のアンテナと回路が一体化されたときの電磁的干渉が問題となる。特に、積層体の異なる層間でアンテナと対向配置される回路が存在すると、回路素子の導体パターンの影響によりアンテナ特性が劣化することは避けられない。また、このようなアンテナ特性の劣化を防ぐため、外部のアンテナを取り付けたり、積層体自体のサイズを大きくするのでは、電源装置の小型化及び低コスト化を実現することができなくなる。   It is desirable that the power supply apparatus having the above-described energy harvesting function is configured to be small and low cost. For example, if an antenna and various circuits are integrally arranged using a multilayer laminate in which dielectric layers and conductor layers are alternately laminated, a reduction in size and cost can be realized. However, since a high-frequency signal is transmitted inside the power supply device, electromagnetic interference when a small-sized laminated antenna and circuit are integrated becomes a problem. In particular, if there is a circuit disposed opposite to the antenna between different layers of the laminate, it is inevitable that the antenna characteristics deteriorate due to the influence of the conductor pattern of the circuit element. Further, if an external antenna is attached or the size of the laminate itself is increased in order to prevent such deterioration of the antenna characteristics, it becomes impossible to realize a reduction in size and cost of the power supply device.

本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、アンテナと回路を積層体に一体的に配置して小型化及び低コスト化を図りつつ、アンテナと回路との干渉に起因するアンテナ特性の劣化を防止し得る環境発電機能を有する電源装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve these problems, and the antenna and circuit are integrally arranged in a laminate to reduce the size and cost, and the antenna is caused by interference between the antenna and the circuit. It is an object of the present invention to provide a power supply device having an energy harvesting function that can prevent deterioration of characteristics.

上記課題を解決するために、本発明の電源装置は、絶縁層と導体層を交互に積層形成した積層体を用いて構成される電源装置において、外部からの電波を受信するアンテナと、前記アンテナの受信信号を入力する入力回路と、前記入力回路の出力交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路とがそれぞれ前記積層体に構成され、前記アンテナは、前記入力回路及び前記整流回路を配置した回路領域と前記積層体の積層方向で重ならないことを特徴としている。   In order to solve the above-described problems, a power supply device according to the present invention includes an antenna for receiving radio waves from the outside in a power supply device configured using a laminate in which insulating layers and conductor layers are alternately laminated, and the antenna. An input circuit for receiving the received signal and a rectifier circuit for rectifying the output AC voltage of the input circuit and converting it to a DC voltage are each configured in the laminate, and the antenna includes the input circuit and the rectifier circuit. It is characterized by not overlapping with the arranged circuit area in the stacking direction of the stack.

本発明の電源装置によれば、積層体に、アンテナと、入力回路と整流回路を配置した回路領域とをそれぞれ構成し、アンテナと回路領域を積層方向で重ならないように配置したので、回路領域とアンテナの電磁的干渉を抑制することができる。すなわち、回路領域で平面状に配置される回路素子の導体パターンは、アンテナに対し、平面方向に比べて積層方向に強く影響を及ぼすことから、本発明の配置によりアンテナ特性の劣化を小さくするものである。従って、多層の積層体を用いてアンテナと回路領域を一体的に配置し、良好なアンテナ特性を確保しつつ、小型かつ低コストの電源装置を実現することができる。   According to the power supply device of the present invention, since the antenna, the circuit area in which the input circuit and the rectifier circuit are arranged are configured in the laminate, and the antenna and the circuit area are arranged so as not to overlap in the stacking direction. And electromagnetic interference of the antenna can be suppressed. That is, the conductor pattern of the circuit elements arranged in a plane in the circuit area has a stronger influence on the antenna in the stacking direction than in the plane direction. It is. Therefore, it is possible to realize a small and low-cost power supply device while arranging the antenna and the circuit region integrally using a multilayer laminate and ensuring good antenna characteristics.

本発明の電源装置には、前記アンテナと前記回路領域に加えて、前記アンテナ及び前記回路領域と前記積層体の積層方向の一方の側で対向配置されるグランドパターンを形成することが望ましい。これにより、このグランドパターンが前記アンテナの接地板として機能すると同時に前記回路領域のシールド板としても機能する。   In the power supply device of the present invention, in addition to the antenna and the circuit region, it is desirable to form a ground pattern that is opposed to the antenna, the circuit region, and one side in the stacking direction of the stacked body. As a result, this ground pattern functions as a ground plate for the antenna as well as a shield plate for the circuit area.

前記入力回路は多様な回路で構成することができる。例えば、前記入力回路として、前記アンテナのインピーダンスを整合する整合回路を含めてもよく、あるいは、前記アンテナに接続される一次コイルと前記整流回路に接続される二次コイルとを有するトランスを含めてもよい。また、前記入力回路は、複数の回路を直列に接続して構成してもよい。例えば、整合回路、トランス、同調回路のうちの2つを直列に接続して入力回路としてもよい。   The input circuit can be composed of various circuits. For example, the input circuit may include a matching circuit for matching the impedance of the antenna, or may include a transformer having a primary coil connected to the antenna and a secondary coil connected to the rectifier circuit. Also good. The input circuit may be configured by connecting a plurality of circuits in series. For example, two of a matching circuit, a transformer, and a tuning circuit may be connected in series to serve as an input circuit.

前記積層体には多様な配置を持たせることができる。例えば、前記アンテナだけではなく、前記トランスを、前記回路領域のうちインダクタ及びコンデンサが配置された領域と前記積層体の積層方向で重ならないようにしてもよい。あるいは、前記回路領域のうちインダクタ及びコンデンサが配置された領域を、前記積層体の内層の導体パターンにより構成してもよい。   The laminate can have various arrangements. For example, not only the antenna but also the transformer may be configured not to overlap an area where the inductor and the capacitor are arranged in the circuit area in the stacking direction of the stacked body. Or you may comprise the area | region where the inductor and the capacitor | condenser are arrange | positioned among the said circuit area | regions with the conductor pattern of the inner layer of the said laminated body.

前記アンテナとして多様な形態を採用することができる。例えば、前記積層体の表面に実装されるチップアンテナを用いてもよい。この場合、前記積層体の表面に、前記チップアンテナと、前記整流回路に含まれる電子部品とを実装することができる。また、前記アンテナを、前記積層体の内層の導体パターンにより構成してもよい。   Various forms can be adopted as the antenna. For example, a chip antenna mounted on the surface of the laminate may be used. In this case, the chip antenna and the electronic component included in the rectifier circuit can be mounted on the surface of the laminate. Moreover, you may comprise the said antenna by the conductor pattern of the inner layer of the said laminated body.

本発明によれば、アンテナと各種回路とを積層体に一体化して構成した電源装置において、アンテナと回路領域を積層方向で重ならないように配置することより、回路領域の回路素子からアンテナへの電磁的干渉に起因する悪影響を抑制することができる。よって、良好なアンテナ特性を保ちつつ、小サイズの積層体を用いて小型かつ低コストに構成可能とし、これにより環境発電の分野で携帯機器やセンサ等に電力を供給する利便性の高い電源装置を実現することができる。   According to the present invention, in a power supply device configured by integrating an antenna and various circuits in a laminated body, the antenna and the circuit area are arranged so as not to overlap in the stacking direction, so that the circuit elements in the circuit area are connected to the antenna. An adverse effect caused by electromagnetic interference can be suppressed. Therefore, while maintaining good antenna characteristics, it is possible to configure a small size and low cost by using a small-sized laminate, and thereby a highly convenient power supply device that supplies power to portable devices, sensors, etc. in the field of energy harvesting Can be realized.

第1実施形態の電源装置の回路構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the circuit structure of the power supply device of 1st Embodiment. 第1実施形態の電源装置が構成される積層体の構造例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the laminated body with which the power supply device of 1st Embodiment is comprised. 図2の積層体の各層の構造例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of each layer of the laminated body of FIG. 第2実施形態の電源装置の回路構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the circuit structure of the power supply device of 2nd Embodiment. 第2実施形態の電源装置が構成される積層体の構造例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the laminated body by which the power supply device of 2nd Embodiment is comprised. 電源装置の回路構成の第1の変形例を示す図である。It is a figure which shows the 1st modification of the circuit structure of a power supply device. 電源装置の回路構成の第2の変形例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd modification of the circuit structure of a power supply device. 電源装置の回路構成の第3の変形例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd modification of the circuit structure of a power supply device. 積層体の構造の第1の変形例を示す図である。It is a figure which shows the 1st modification of the structure of a laminated body. 積層体の構造の第2の変形例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd modification of the structure of a laminated body.

本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下では、本発明を適用した2つの実施形態について順次説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Below, two embodiment to which this invention is applied is described sequentially.

[第1実施形態]
図1は、第1実施形態の電源装置1の回路構成の一例を示している。第1実施形態の電源装置1は多層の積層体に構成され、外部から到来する電波を受信して電力を取り出す環境発電機能を有する。図1に示すように、電源装置1は、アンテナ10と、アンテナ10のインピーダンスを整合する整合回路11と、整合回路11の出力交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路12を含んで構成される。
[First embodiment]
FIG. 1 shows an example of a circuit configuration of the power supply device 1 of the first embodiment. The power supply device 1 according to the first embodiment is configured as a multilayer laminate, and has an energy harvesting function for receiving electric waves coming from the outside and extracting power. As shown in FIG. 1, the power supply device 1 includes an antenna 10, a matching circuit 11 that matches the impedance of the antenna 10, and a rectifier circuit 12 that rectifies the output AC voltage of the matching circuit 11 and converts it into a DC voltage. Composed.

アンテナ10は、積層体に実装される構造を有し、外部から到来する電波を受信するアンテナ素子である。アンテナ10の周波数帯域は特に制約されないが、使用環境下においてある程度の電界強度が得られる周波数帯域であることが望ましい。例えば、数MHz〜数GHz程度の広い周波数範囲の電波のうち、特に携帯電話用の周波数帯域や放送用の周波数帯域などは電界強度が強く利用に適している。また、アンテナ10を実装する積層体は小型であるため、積層体の表面に搭載可能なチップアンテナや、積層体の導体パターンを用いて構成されるパターンアンテナなど小型のアンテナ素子を用いることが望ましい。   The antenna 10 is an antenna element that has a structure mounted on a laminate and receives radio waves coming from the outside. The frequency band of the antenna 10 is not particularly limited, but is desirably a frequency band that can obtain a certain electric field strength in the use environment. For example, among radio waves in a wide frequency range of about several MHz to several GHz, the frequency band for mobile phones, the frequency band for broadcasting, and the like have strong electric field strength and are suitable for use. In addition, since the laminate on which the antenna 10 is mounted is small, it is desirable to use a small antenna element such as a chip antenna that can be mounted on the surface of the laminate or a pattern antenna that is configured using a conductor pattern of the laminate. .

入力回路としての整合回路11は、入力側のアンテナ10の給電点と、出力側のノードN1との間に配置され、コンデンサC1とインダクタL1とにより構成される。コンデンサC1は、アンテナ10の給電点とノードN1との間に接続され、インダクタL1は、コンデンサC1の一端とグランド電位との間に接続される。整合回路11は、アンテナ10のインピーダンスを整合し、アンテナ10から後段の整流回路12に伝送される受信信号の損失を低減する役割がある。なお、整合回路11の回路構成は図1の例には制約されず、コンデンサとインダクタを組み合わせた多様な形態で構成することができる。   The matching circuit 11 as an input circuit is disposed between the feeding point of the antenna 10 on the input side and the node N1 on the output side, and includes a capacitor C1 and an inductor L1. Capacitor C1 is connected between the feeding point of antenna 10 and node N1, and inductor L1 is connected between one end of capacitor C1 and the ground potential. The matching circuit 11 has a role of matching the impedance of the antenna 10 and reducing the loss of the received signal transmitted from the antenna 10 to the subsequent rectifier circuit 12. The circuit configuration of the matching circuit 11 is not limited to the example of FIG. 1 and can be configured in various forms combining capacitors and inductors.

整流回路12は、入力側のノードN1と、出力側の外部端子Toとの間に配置され、2つのダイオードD1、D2とコンデンサC2とにより構成される。ダイオードD1は、アノードがノードN1に接続され、カソードが外部端子Toに接続される。ダイオードD2は、アノードがグランド電位に接続され、カソードがノードN1に接続される。コンデンサC2は、外部端子Toとグランド電位との間に接続される。整流回路12は、アンテナ10から整合回路11を通ってノードN1に伝送された交流電圧を入力し、ダイオードD1、D2の整流作用により得られた直流電圧を外部端子Toに出力する役割がある。整流回路12において、ノードN1の交流電圧が正のサイクルにあるときは、ノードN1からダイオードD1を介してコンデンサC2が充電され、外部端子Toに直流電圧が現れる。なお、図1の整流回路12は半波整流回路の一例であるが、これには制約されず、多様な部品を用いて全波整流回路等を含む多様な整流回路12を構成することができる。   The rectifier circuit 12 is disposed between the input-side node N1 and the output-side external terminal To, and includes two diodes D1 and D2 and a capacitor C2. The diode D1 has an anode connected to the node N1 and a cathode connected to the external terminal To. The diode D2 has an anode connected to the ground potential and a cathode connected to the node N1. The capacitor C2 is connected between the external terminal To and the ground potential. The rectifier circuit 12 has a role of inputting an AC voltage transmitted from the antenna 10 through the matching circuit 11 to the node N1 and outputting a DC voltage obtained by the rectifying action of the diodes D1 and D2 to the external terminal To. In the rectifier circuit 12, when the AC voltage at the node N1 is in a positive cycle, the capacitor C2 is charged from the node N1 via the diode D1, and a DC voltage appears at the external terminal To. The rectifier circuit 12 in FIG. 1 is an example of a half-wave rectifier circuit. However, the rectifier circuit 12 is not limited thereto, and various rectifier circuits 12 including a full-wave rectifier circuit and the like can be configured using various components. .

整流回路12により得られた直流電圧は、外部端子Toに接続される負荷(不図示)に供給される。接続可能な負荷としては、例えば、無線通信機能を有する携帯機器や、独自の電源を持たないセンサ端末等の各種電子・電気機器が想定される。電源装置1により供給可能な電力は小さいため、例えば、携帯電話機等の待ち受け時の電力供給や、定期的に作動する低消費電力型の独立センサへの電力供給などの用途に有効である。また、外部の機器に二次電池が搭載される場合には、電源装置1を用いて二次電池を充電してもよい。このように電源装置1は外部の機器に電力を供給する発電モジュールとして機能する。   The DC voltage obtained by the rectifier circuit 12 is supplied to a load (not shown) connected to the external terminal To. As a load that can be connected, for example, various electronic / electrical devices such as a portable device having a wireless communication function and a sensor terminal having no unique power source are assumed. Since the power that can be supplied by the power supply device 1 is small, the power supply 1 is effective for applications such as power supply during standby of a mobile phone or power supply to a low-power consumption independent sensor that operates periodically. When a secondary battery is mounted on an external device, the secondary battery may be charged using the power supply device 1. Thus, the power supply device 1 functions as a power generation module that supplies power to an external device.

次に、第1実施形態の電源装置1が構成される積層体の構造例について図2及び図3を参照して説明する。第1実施形態の電源装置1は、回路素子の導体パターンを形成した複数の誘電体層からなる積層体に構成される。図2(A)は、電源装置1を構成した積層体20の表面の平面配置を示す図であり、図2(B)は、図2(A)の積層体20の断面構造を示す図である。   Next, an example of the structure of the stacked body in which the power supply device 1 of the first embodiment is configured will be described with reference to FIGS. The power supply device 1 of 1st Embodiment is comprised by the laminated body which consists of a several dielectric layer in which the conductor pattern of the circuit element was formed. 2A is a diagram showing a planar arrangement of the surface of the laminate 20 constituting the power supply device 1, and FIG. 2B is a diagram showing a cross-sectional structure of the laminate 20 in FIG. 2A. is there.

図2(A)に示すように、上方から見た積層体20は平面方向で2つの領域R1、R2に区分されている。領域R1には、図1のアンテナ10としてのチップアンテナ10aが配置されている。領域R2には、図1の整流回路12の回路部品である2つのダイオードD1、D2が配置されている。例えば、図2(A)の積層体20は、30mm×40mmの矩形状に形成される。   As shown in FIG. 2A, the stacked body 20 viewed from above is divided into two regions R1 and R2 in the planar direction. In the region R1, a chip antenna 10a as the antenna 10 in FIG. 1 is arranged. In the region R2, two diodes D1 and D2 that are circuit components of the rectifier circuit 12 of FIG. 1 are arranged. For example, the stacked body 20 in FIG. 2A is formed in a rectangular shape of 30 mm × 40 mm.

また、図2(B)に示すように、側面から見た積層体20において、領域R1は積層方向(積層体20の平面方向に直交する方向)で重なる全層を含むものとし、領域R2は積層方向で重なる全層を含むものとする。図2の例では、積層体20の表面の配置されたチップアンテナ10a及びダイオードD1、D2以外の回路素子は、領域R2に含まれる内層領域R2aの導体パターン及びビア導体により構成される。   As shown in FIG. 2B, in the stacked body 20 as viewed from the side, the region R1 includes all layers that overlap in the stacking direction (direction orthogonal to the planar direction of the stacked body 20), and the region R2 is a stacked layer. It shall include all layers that overlap in the direction. In the example of FIG. 2, the circuit elements other than the chip antenna 10 a and the diodes D <b> 1 and D <b> 2 arranged on the surface of the multilayer body 20 are configured by the conductor pattern and via conductor of the inner layer region R <b> 2 a included in the region R <b> 2.

第1実施形態の構造上の特徴は、少なくともアンテナ10が積層体20の積層方向で回路領域と重ならない点にある。領域R1は、アンテナ10としてのチップアンテナ10aを含む範囲に設定され、チップアンテナ10a以外にはグランドパターンと給電点付近のパターンのみを含むだけで、整合回路11及び整流回路12の回路素子やパターンは含んでいない。一方、領域R2は、整合回路11及び整流回路12が構成される回路領域であって、表面のダイオードD1、D2と、内層領域R2aのコンデンサC1、C2及びインダクタL1を含んでいる。従って、2つの領域R1、R2が積層方向で区分して設定されていることから、少なくともチップアンテナ10aが回路領域と積層方向で重ならないという条件を満たすことになる。   The structural feature of the first embodiment is that at least the antenna 10 does not overlap the circuit region in the stacking direction of the stacked body 20. The region R1 is set to a range including the chip antenna 10a as the antenna 10, and includes only the ground pattern and the pattern near the feeding point in addition to the chip antenna 10a, and the circuit elements and patterns of the matching circuit 11 and the rectifier circuit 12 are included. Does not contain. On the other hand, the region R2 is a circuit region in which the matching circuit 11 and the rectifier circuit 12 are configured, and includes the diodes D1 and D2 on the surface, and the capacitors C1 and C2 and the inductor L1 in the inner layer region R2a. Therefore, since the two regions R1 and R2 are set separately in the stacking direction, the condition that at least the chip antenna 10a does not overlap the circuit region in the stacking direction is satisfied.

なお、図2の配置は一例であって、上記条件を満たす限り領域R1、R2の配置を自在に変更できる。例えば、領域R1はチップアンテナ10aを含むより狭い範囲に設定でき、あるいは回路領域と重ならないより広い範囲に設定できる。また、領域R2は回路領域を含むより狭い範囲に設定でき、あるいはチップアンテナ10aと重ならないより広い範囲に設定できる。また、図2の積層体20の表面に実装されるチップアンテナ10aとダイオードD1、D2についても多様な変形例があるが、詳細は後述する。   The arrangement in FIG. 2 is an example, and the arrangement of the regions R1 and R2 can be freely changed as long as the above conditions are satisfied. For example, the region R1 can be set to a narrower range including the chip antenna 10a, or can be set to a wider range that does not overlap the circuit region. Further, the region R2 can be set to a narrower range including the circuit region, or can be set to a wider range that does not overlap the chip antenna 10a. Further, there are various modifications of the chip antenna 10a and the diodes D1 and D2 mounted on the surface of the multilayer body 20 in FIG.

第1実施形態では、アンテナ10を回路領域と積層方向で重ならないように配置することにより、回路領域の回路素子からアンテナ10への電磁的干渉に起因する悪影響を抑制することができる。すなわち、第1実施形態では、アンテナ10を構成する素子が平面内に広がり、かつ回路領域のコンデンサやインダクタも主に平面状に広がる導体パターンで構成されるので、アンテナ10と回路領域が平面方向で別々の領域にあるときは電磁的な結合が小さくなる一方、両者が積層方向で対向するときは電磁的な結合が大きくなる。その結果、図2のような配置を採用すれば、アンテナ10と回路領域の電磁的結合が抑えられ、アンテナ10の放射特性や周波数特性の劣化を防止することができる。   In the first embodiment, by arranging the antenna 10 so as not to overlap the circuit region in the stacking direction, adverse effects caused by electromagnetic interference from the circuit elements in the circuit region to the antenna 10 can be suppressed. That is, in the first embodiment, since the elements constituting the antenna 10 are spread out in a plane and the capacitor and inductor in the circuit area are mainly formed in a planar pattern, the antenna 10 and the circuit area are planar. However, when they are in different regions, the electromagnetic coupling is reduced, while when they are opposed in the stacking direction, the electromagnetic coupling is increased. As a result, if the arrangement as shown in FIG. 2 is adopted, electromagnetic coupling between the antenna 10 and the circuit area can be suppressed, and deterioration of the radiation characteristics and frequency characteristics of the antenna 10 can be prevented.

図3は、図2の積層体20の各層の構造例を示す斜視図である。積層体20の内部には、下層から順に5層の誘電体層L1〜L5が積層されている。これらの誘電体層L1〜L5は、例えばセラミックを用いて形成される。誘電体層L1〜L5には、グランドパターン30、40と、回路素子を構成する複数の導体パターン31〜39と、各層の導体パターン同士を接続するために積層方向に貫通する複数のビア導体V1〜V6が形成されている。また、最上層の誘電体層L5には、図2のチップアンテナ10a及びダイオードD1、D2が実装されるとともに、外部端子Toの側面電極が形成されている。なお、図3の誘電体層L1〜L5の各々は、図2と同様の領域R1、R2に区分されるものとする。   FIG. 3 is a perspective view showing a structural example of each layer of the laminate 20 of FIG. In the laminated body 20, five dielectric layers L1 to L5 are laminated in order from the lower layer. These dielectric layers L1 to L5 are formed using, for example, ceramic. The dielectric layers L1 to L5 include ground patterns 30 and 40, a plurality of conductor patterns 31 to 39 constituting a circuit element, and a plurality of via conductors V1 penetrating in the stacking direction to connect the conductor patterns of the respective layers. ~ V6 is formed. The chip antenna 10a and the diodes D1 and D2 shown in FIG. 2 are mounted on the uppermost dielectric layer L5, and side electrodes of the external terminals To are formed. Each of the dielectric layers L1 to L5 in FIG. 3 is divided into regions R1 and R2 similar to those in FIG.

最上層の誘電体層L5に実装されたチップアンテナ10aは、給電点である導体パターン37に接続され、導体パターン37はビア導体V4を介して誘電体層L4の導体パターン36と誘電体層L3の導体パターン33にそれぞれ接続されている。誘電体層L4の導体パターン36は、ビア導体V5、誘電体層L3の導体パターン34、ビア導体V3、誘電体層L2の導体パターン32、ビア導体V1の順に接続されてインダクタL1を構成する。ビア導体V1の下端は、最下層の誘電体層L1の全面を覆うグランドパターン30に接続されている。一方、誘電体層L3の導体パターン33は、対向配置される誘電体層L4の導体パターン35とコンデンサC1を構成する。   The chip antenna 10a mounted on the uppermost dielectric layer L5 is connected to a conductor pattern 37 that is a feeding point, and the conductor pattern 37 is connected to the conductor pattern 36 of the dielectric layer L4 and the dielectric layer L3 via the via conductor V4. The conductor patterns 33 are respectively connected. The conductor pattern 36 of the dielectric layer L4 is connected to the via conductor V5, the conductor pattern 34 of the dielectric layer L3, the via conductor V3, the conductor pattern 32 of the dielectric layer L2, and the via conductor V1 in this order to constitute the inductor L1. The lower end of the via conductor V1 is connected to the ground pattern 30 that covers the entire surface of the lowermost dielectric layer L1. On the other hand, the conductor pattern 33 of the dielectric layer L3 constitutes the capacitor C1 with the conductor pattern 35 of the dielectric layer L4 arranged opposite to each other.

誘電体層L4の導体パターン35は図1のノードN1に対応し、ビア導体V6を介して最上層の誘電体層L5のダイオードD2のカソードに接続され、さらに導体パターン38を介してダイオードD1のアノードにも接続される。ダイオードD2のアノードは誘電体層L5の略半分の領域を覆うグランドパターン40に接続されている。また、ダイオードD1のカソードは導体パターン39に接続され、導体パターン39の端部が外部端子Toの側面電極となっている。また、導体パターン39はビア導体V2を介して誘電体層L2の導体パターン31に接続される。この導体パターン31は誘電体層L1のグランドパターン30に対向配置され、コンデンサC2を構成する。   The conductor pattern 35 of the dielectric layer L4 corresponds to the node N1 in FIG. 1 and is connected to the cathode of the diode D2 of the uppermost dielectric layer L5 through the via conductor V6, and further through the conductor pattern 38 of the diode D1. Also connected to the anode. The anode of the diode D2 is connected to a ground pattern 40 that covers a substantially half region of the dielectric layer L5. The cathode of the diode D1 is connected to the conductor pattern 39, and the end of the conductor pattern 39 is a side electrode of the external terminal To. The conductor pattern 39 is connected to the conductor pattern 31 of the dielectric layer L2 through the via conductor V2. The conductor pattern 31 is disposed opposite to the ground pattern 30 of the dielectric layer L1, and constitutes a capacitor C2.

以上のように、チップアンテナ10aは、給電点の導体パターン37を除き、誘電体層L1のグランドパターン30のみと積層方向で重なる位置関係にある。また、チップアンテナ10aを含む領域R1まで広げても、グランドパターン40は存在するが、他の回路領域の導体パターンやビア導体は存在しないことがわかる。一方、回路領域である領域R2は、誘電体層L5のダイオードD1、D2に加えて、導体パターン31〜36などを含む内層領域R2aが存在し、グランドパターン30、40とも積層方向で重なる位置関係にある。   As described above, the chip antenna 10a has a positional relationship in which only the ground pattern 30 of the dielectric layer L1 overlaps in the stacking direction except for the conductor pattern 37 at the feeding point. Further, it can be seen that the ground pattern 40 exists even if the region R1 including the chip antenna 10a is extended, but there is no conductor pattern or via conductor in another circuit region. On the other hand, in the region R2, which is a circuit region, there is an inner layer region R2a including the conductor patterns 31 to 36 in addition to the diodes D1 and D2 of the dielectric layer L5, and the ground pattern 30 and 40 overlap with each other in the stacking direction. It is in.

ここで、誘電体層L1のグランドパターン30に着目すると、グランドパターン30は、その上層に配置されるチップアンテナ10a及び回路領域のそれぞれと対向配置されている。よって、グランドパターン30は、チップアンテナ10aのアンテナ特性を向上させる接地板として機能するとともに、回路領域を外部から遮断してアイソレーションを向上させるシールド板としても機能する。なお、グランドパターン30を内層の誘電体層L2〜L4に形成することも可能であるが、かかる構造ではチップアンテナ10aの接地板としては機能するが、グランドパターン30を挟んで両側に回路領域が存在するとシールド板としては機能しなくなる。   Here, paying attention to the ground pattern 30 of the dielectric layer L1, the ground pattern 30 is disposed to face the chip antenna 10a and the circuit region disposed in the upper layer. Therefore, the ground pattern 30 functions as a ground plate that improves the antenna characteristics of the chip antenna 10a, and also functions as a shield plate that blocks the circuit region from the outside and improves isolation. It is possible to form the ground pattern 30 on the inner dielectric layers L2 to L4. In this structure, the ground pattern 30 functions as a ground plate of the chip antenna 10a. If it exists, it will not function as a shield plate.

[第2実施形態]
図4は、第2実施形態の電源装置1の回路構成の一例を示している。第2実施形態の電源装置1は、基本的な機能は第1実施形態と共通するが、回路構成と構造に違いがある。図4に示すように、第2実施形態の電源装置1は、アンテナ10と、アンテナ10の給電点とノードN2との間に配置されるトランス13と、トランス13の出力交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路12aとを含んで構成される。
[Second Embodiment]
FIG. 4 shows an example of a circuit configuration of the power supply device 1 of the second embodiment. Although the basic function of the power supply device 1 of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, the circuit configuration and structure are different. As shown in FIG. 4, the power supply device 1 according to the second embodiment rectifies the antenna 10, the transformer 13 disposed between the feeding point of the antenna 10 and the node N <b> 2, and the output AC voltage of the transformer 13. And a rectifier circuit 12a for converting to a DC voltage.

入力回路としてのトランス13は、アンテナ10の給電点に接続される一次コイルと、ノードN2に接続される二次コイルとを有し、アンテナ10の受信信号を、一次コイルと二次コイルの巻数比に応じた電圧振幅の交流電圧に変換する。例えば、トランスの巻数比が1対10であれば、アンテナ10の受信信号は10倍の電圧振幅に拡大される。トランス13の一次コイルと二次コイルは、それぞれの一端がグランドに接続されている。   The transformer 13 as an input circuit has a primary coil connected to the feeding point of the antenna 10 and a secondary coil connected to the node N2, and receives the reception signal of the antenna 10 from the number of turns of the primary coil and the secondary coil. It converts into the alternating voltage of the voltage amplitude according to ratio. For example, if the transformer turns ratio is 1:10, the received signal of the antenna 10 is expanded to a voltage amplitude of 10 times. One end of each of the primary coil and the secondary coil of the transformer 13 is connected to the ground.

整流回路12aは、入力側がノードN2に接続され、出力側が外部端子Toに接続され、2つのダイオードD1、D2と2つのコンデンサC2、C3とにより構成される。このうち、ダイオードD1、D2及びコンデンサC2の回路部分の構成及び動作は、図1の整流回路12と同様である。一方、入力側のコンデンサC3は、ノードN2と2つのダイオードD1、D2の接続点との間に挿入されている。これにより、ノードN2の交流電圧が負のサイクルにあるときは、ダイオードD1によってコンデンサC3が充電され、ノードN2の交流電圧が正のサイクルにあるときは、充電されたコンデンサC3からダイオードD2を介してコンデンサC2が充電され、外部端子Toに直流電圧が現れる。   The rectifier circuit 12a has an input side connected to the node N2, an output side connected to the external terminal To, and includes two diodes D1 and D2 and two capacitors C2 and C3. Among these, the configurations and operations of the circuit portions of the diodes D1 and D2 and the capacitor C2 are the same as those of the rectifier circuit 12 of FIG. On the other hand, the input-side capacitor C3 is inserted between the node N2 and the connection point between the two diodes D1 and D2. Thus, when the AC voltage at the node N2 is in a negative cycle, the capacitor C3 is charged by the diode D1, and when the AC voltage at the node N2 is in a positive cycle, the charged capacitor C3 passes through the diode D2. The capacitor C2 is charged, and a DC voltage appears at the external terminal To.

第2実施形態の電源装置1の基本的な機能は第1実施形態の場合と同様であるが、整合回路11をトランス13で置き換えたことにより使用形態には若干の違いがある。すなわち、第2実施形態の電源装置1はトランス13の巻数比により電圧振幅を拡大できるので、第1実施形態に比べ、微弱な電波環境での使用に適している。また、トランス13の周波数特性の制約があることから、第1実施形態に比べ、比較的低い周波数帯域における使用に適している。   The basic function of the power supply device 1 of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, but there is a slight difference in the usage pattern by replacing the matching circuit 11 with a transformer 13. That is, the power supply device 1 according to the second embodiment can expand the voltage amplitude by the turn ratio of the transformer 13, and is therefore suitable for use in a weak radio wave environment as compared with the first embodiment. Further, since there is a restriction on the frequency characteristics of the transformer 13, it is suitable for use in a relatively low frequency band as compared to the first embodiment.

次に、第2実施形態の電源装置1が構成される積層体20の構造例について図5を参照して説明する。第2実施形態の電源装置1は、第1実施形態と比べると、複数の誘電体層からなる積層体20に構成される点は共通であるが、領域区分において違いがある。図5(A)は、第2実施形態の電源装置1を構成した積層体20の表面の平面配置を示す図であり、図5(B)は、図5(A)の積層体20の断面構造を示す図である。   Next, a structural example of the stacked body 20 in which the power supply device 1 of the second embodiment is configured will be described with reference to FIG. Compared with the first embodiment, the power supply device 1 according to the second embodiment is common in that the stacked body 20 is composed of a plurality of dielectric layers, but there is a difference in area division. FIG. 5A is a diagram showing a planar arrangement of the surface of the laminate 20 constituting the power supply device 1 of the second embodiment, and FIG. 5B is a cross-sectional view of the laminate 20 in FIG. It is a figure which shows a structure.

図5(A)に示すように、積層体20は平面方向で3つの領域R1、R2、R3に区分されている。すなわち、2つのダイオードD1、D2が配置される領域R2はほぼ図2と同様であるが、図2の領域R1をさらに2つの領域R1、R3に区分している。領域R1には、図2の領域R1と同様のチップアンテナ10aが配置され、領域R3には図4のトランス13が配置されている。なお、領域R2に含まれる内層領域R2aについては、図2の場合と同じ意味である。   As shown in FIG. 5A, the stacked body 20 is divided into three regions R1, R2, and R3 in the planar direction. That is, the region R2 in which the two diodes D1 and D2 are arranged is substantially the same as that in FIG. 2, but the region R1 in FIG. 2 is further divided into two regions R1 and R3. In the region R1, a chip antenna 10a similar to the region R1 in FIG. 2 is arranged, and in the region R3, the transformer 13 in FIG. 4 is arranged. Note that the inner layer region R2a included in the region R2 has the same meaning as in FIG.

第2実施形態の構造上の特徴は、少なくともアンテナ10が積層方向で回路領域と重ならない点に加えて、トランス13も積層方向で回路領域と重ならない点にある。領域R3は、積層体20の表面に実装された比較的大きな外形のトランス13を含む範囲に設定され、領域R3は回路領域とは積層方向で重ならない。このような配置により、トランス13の一次コイルや二次コイルが回路領域の回路素子と電磁的に結合することにより、回路素子の高周波特性を劣化させることを防止することができる。また、アンテナ10とトランス13を積層方向で重ならない配置とすることは、第1実施形態で説明した通り、アンテナ10の特性劣化を防止するためである。   The structural feature of the second embodiment is that at least the antenna 10 does not overlap the circuit area in the stacking direction, and the transformer 13 does not overlap the circuit area in the stacking direction. The region R3 is set to a range including the transformer 13 having a relatively large outer shape mounted on the surface of the stacked body 20, and the region R3 does not overlap with the circuit region in the stacking direction. With such an arrangement, it is possible to prevent the high-frequency characteristics of the circuit element from being deteriorated by electromagnetically coupling the primary coil and the secondary coil of the transformer 13 to the circuit element in the circuit region. The reason why the antenna 10 and the transformer 13 are arranged so as not to overlap in the stacking direction is to prevent the characteristic deterioration of the antenna 10 as described in the first embodiment.

第2実施形態では、各層の構造例(図3)については省略するが、導体パターン及びビア導体を用いた基本構造は第1実施形態と共通である。ただし、第2実施形態では、最上層の誘電体層L5にトランス13を実装するとともに、コンデンサC1及びインダクタL1をコンデンサC3で置き換えて構成する必要がある。また、第2実施形態においても、最下層の誘電体層L1の全面を覆うグランドパターン30の役割については第1実施形態と同様である。   In the second embodiment, a structural example of each layer (FIG. 3) is omitted, but the basic structure using the conductor pattern and the via conductor is common to the first embodiment. However, in the second embodiment, it is necessary to configure the transformer 13 mounted on the uppermost dielectric layer L5 and to replace the capacitor C1 and the inductor L1 with the capacitor C3. Also in the second embodiment, the role of the ground pattern 30 covering the entire surface of the lowermost dielectric layer L1 is the same as in the first embodiment.

[変形例]
以上の第1及び第2実施形態の電源装置1は、回路構成と積層体20の構造の両面で多様な変形例がある。図6〜図8は、電源装置1の回路構成についての変形例を示している。アンテナ10の給電点と整流回路12の入力側の間に配置される入力回路の例として、第1実施形態では整合回路11(図1)、第2実施形態ではトランス13(図4)をそれぞれ示したが、これらに限らず、各種回路を直列に接続して入力回路を構成することができる。
[Modification]
The power supply device 1 of the first and second embodiments described above has various modifications in both the circuit configuration and the structure of the stacked body 20. 6 to 8 show modified examples of the circuit configuration of the power supply device 1. As an example of the input circuit arranged between the feeding point of the antenna 10 and the input side of the rectifier circuit 12, the matching circuit 11 (FIG. 1) is used in the first embodiment, and the transformer 13 (FIG. 4) is used in the second embodiment. Although shown, it is not restricted to these, Various circuits can be connected in series and an input circuit can be comprised.

図6は、電源装置1の回路構成の第1の変形例を示している。図6の第1の変形例では、アンテナ10の給電点とノードN2との間に、整合回路11と同調回路14を直列に接続した入力回路が構成されている。整合回路11は図1と同様の構成を有する。同調回路14は、インダクタL2とコンデンサC4からなる並列共振回路からなり、この並列共振回路がノードN2とグランド電位との間に接続されている。同調回路14は、アンテナ10の受信信号のうち所定の周波数帯域の成分を選択的に通過させる。例えば、電波塔や基地局の近辺などの特定の周波数帯域の電波を受信する場合には、図6の回路構成が適している。   FIG. 6 shows a first modification of the circuit configuration of the power supply device 1. In the first modification of FIG. 6, an input circuit in which a matching circuit 11 and a tuning circuit 14 are connected in series is configured between the feeding point of the antenna 10 and the node N2. The matching circuit 11 has the same configuration as in FIG. The tuning circuit 14 is composed of a parallel resonance circuit including an inductor L2 and a capacitor C4, and the parallel resonance circuit is connected between the node N2 and the ground potential. The tuning circuit 14 selectively passes a component in a predetermined frequency band in the received signal of the antenna 10. For example, when receiving radio waves in a specific frequency band such as in the vicinity of a radio tower or a base station, the circuit configuration of FIG. 6 is suitable.

図7は、電源装置1の回路構成の第2の変形例を示している。図7の第2の変形例では、アンテナ10の給電点とノードN2との間に、整合回路11とトランス13を直列に接続した入力回路が構成されている。整合回路11は図1と同様の構成を有し、トランス13は図4と同様の構成を有する。図7の回路構成は、整合回路11によりアンテナ10のインピーダンスを整合して受信信号の損失を低減し、トランス13により電圧振幅を拡大するので、電界強度が小さい環境下で電波を受信する場合に適している。   FIG. 7 shows a second modification of the circuit configuration of the power supply device 1. In the second modification example of FIG. 7, an input circuit in which the matching circuit 11 and the transformer 13 are connected in series is configured between the feeding point of the antenna 10 and the node N2. The matching circuit 11 has the same configuration as that shown in FIG. 1, and the transformer 13 has the same configuration as that shown in FIG. The circuit configuration of FIG. 7 matches the impedance of the antenna 10 by the matching circuit 11 to reduce the loss of the received signal and expands the voltage amplitude by the transformer 13, so that radio waves are received in an environment where the electric field strength is small. Is suitable.

図8は、電源装置1の回路構成の第3の変形例を示している。図8の第3の変形例では、アンテナ10の給電点とノードN2との間に、トランス13と整合回路11aを直列に接続した入力回路が構成されている。図8は、図7の整合回路11とトランス13の位置を入れ替えた構成に対応する。トランス13は図4及び図7と同様であるが、整合回路11aは、図1および図7とは異なり、トランス13の二次コイルとノードN2との間に接続されたインダクタL3と、ノードN2とグランド電位の間に接続されたコンデンサC5とにより構成される。アンテナ10のインピーダンスと、トランス13の入出力インピーダンスと、整流回路12aの入力インピーダンスのそれぞれの関係に応じて、図8の回路構成の方が経路全体の損失を低減できる場合に採用することができる。   FIG. 8 shows a third modification of the circuit configuration of the power supply device 1. In the third modification of FIG. 8, an input circuit in which a transformer 13 and a matching circuit 11a are connected in series is configured between a feeding point of the antenna 10 and a node N2. FIG. 8 corresponds to a configuration in which the positions of the matching circuit 11 and the transformer 13 in FIG. 7 are interchanged. The transformer 13 is the same as in FIGS. 4 and 7, but the matching circuit 11a differs from FIGS. 1 and 7 in that the inductor L3 connected between the secondary coil of the transformer 13 and the node N2, and the node N2 And a capacitor C5 connected between the ground potential. Depending on the relationship between the impedance of the antenna 10, the input / output impedance of the transformer 13, and the input impedance of the rectifier circuit 12a, the circuit configuration of FIG. 8 can be employed when the loss of the entire path can be reduced. .

なお、図6〜8に示した変形例では、2つの回路を直列接続して入力回路を構成する例であるが、さらに多数の回路を直列接続して入力回路を構成してもよい。また、入力回路には、上述の回路に限らず、例えば、フィルタ回路などを含めてもよい。さらに、電源装置1の回路構成においては、入力回路に限らず、整流回路12と外部端子Toとの間に別の回路を挿入してもよい。例えば、フィルタ回路、昇圧回路、制御回路などを整流回路12と外部端子Toの間に挿入してもよい。この場合、電源装置1で得られた電力の一部を内部の回路に供給することも可能である。   6 to 8 are examples in which an input circuit is configured by connecting two circuits in series, but an input circuit may be configured by connecting more circuits in series. Further, the input circuit is not limited to the above-described circuit, and may include a filter circuit, for example. Furthermore, the circuit configuration of the power supply device 1 is not limited to the input circuit, and another circuit may be inserted between the rectifier circuit 12 and the external terminal To. For example, a filter circuit, a booster circuit, a control circuit, or the like may be inserted between the rectifier circuit 12 and the external terminal To. In this case, a part of the electric power obtained by the power supply device 1 can be supplied to an internal circuit.

次に、図9及び図10は、電源装置1が構成される積層体20の構造についての変形例を示している。第1実施形態の積層体20は図2の構造例を示し、第2実施形態の積層体20は図5の構造例を示したが、これらの構造例に限らず、回路部品や配置を変更することができる。   Next, FIG.9 and FIG.10 has shown the modification about the structure of the laminated body 20 with which the power supply device 1 is comprised. The laminated body 20 of the first embodiment shows the structural example of FIG. 2, and the laminated body 20 of the second embodiment shows the structural example of FIG. 5, but is not limited to these structural examples, and circuit components and arrangement are changed. can do.

第1実施形態の積層体20に対応する各種変形例について図9を参照して説明する。図9(A)に示すように、図2の2つのダイオードD1、D2に代えて、積層体20の表面の領域R2に半導体チップ15を実装してもよい。半導体チップ15には、ダイオードD1、D2を含む整流回路12を構成してもよいが、入力回路やその他の負荷回路の一部又は全部を構成してもよい。なお、以下の変形例では、積層体20に半導体チップ15を実装する場合を例に説明するが、ダイオードD1、D2を実装する場合でも同様である。図9(B)に示すように、積層体20の表面に限らず、積層体20の裏面の領域R2に半導体チップ15を実装してもよい。   Various modifications corresponding to the laminate 20 of the first embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 9A, the semiconductor chip 15 may be mounted in the region R2 on the surface of the stacked body 20 instead of the two diodes D1 and D2 in FIG. The semiconductor chip 15 may include the rectifier circuit 12 including the diodes D1 and D2, but may include a part or all of the input circuit and other load circuits. In the following modification, a case where the semiconductor chip 15 is mounted on the stacked body 20 will be described as an example, but the same applies to the case where the diodes D1 and D2 are mounted. As shown in FIG. 9B, the semiconductor chip 15 may be mounted not only on the surface of the stacked body 20 but also in the region R <b> 2 on the back surface of the stacked body 20.

一方、図9(C)に示すように、チップアンテナ10aに代え、積層体20の表面の導体パターンにより構成したパターンアンテナ10bをアンテナ10としてもよい。パターンアンテナ10bは、例えば、ミアンダ状の導体パターンにより構成される。また、図9(D)に示すように、パターンアンテナ10bを積層体20の内層の導体パターンにより構成してもよい。図9(C)、(D)に示すパターンアンテナ10bは、積層体20に実装される部品点数を削減して低コスト化を図る場合に適している。   On the other hand, as shown in FIG. 9C, instead of the chip antenna 10 a, a pattern antenna 10 b configured by a conductor pattern on the surface of the multilayer body 20 may be used as the antenna 10. The pattern antenna 10b is configured by, for example, a meandering conductor pattern. Further, as shown in FIG. 9D, the pattern antenna 10b may be configured by a conductor pattern in the inner layer of the multilayer body 20. The pattern antenna 10b shown in FIGS. 9C and 9D is suitable for reducing the number of components mounted on the stacked body 20 and reducing the cost.

次に、第2実施形態の積層体20に対応する各種変形例について図10を参照して説明する。図10(A)は、チップアンテナ10aとトランス13を図5(A)と同位置に配置しつつ、2つのダイオードD1、D2を図9と同様の半導体チップ15に置き換えた例である。なお、半導体チップ15は、図9(B)と同様、積層体20の表面に限らず、裏面の領域R2に実装してもよい。また、図10(B)に示すように、積層体20の裏面の領域R3にトランス13を実装してもよい。この場合でも、チップアンテナ10aとトランス13は積層方向で重ならない配置になっている。   Next, various modifications corresponding to the stacked body 20 of the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10A shows an example in which the chip antenna 10a and the transformer 13 are arranged at the same position as in FIG. 5A, and two diodes D1 and D2 are replaced with the semiconductor chip 15 similar to FIG. Note that the semiconductor chip 15 may be mounted not only on the front surface of the stacked body 20 but also in the region R2 on the back surface, as in FIG. 9B. Further, as shown in FIG. 10B, a transformer 13 may be mounted in a region R3 on the back surface of the stacked body 20. Even in this case, the chip antenna 10a and the transformer 13 are arranged so as not to overlap in the stacking direction.

一方、図10(C)に示すように、図9(C)と同様、積層体20の表面の導体パターンにより構成したパターンアンテナ10bをアンテナ10としてもよい。また、図10(D)に示すように、図9(D)と同様、パターンアンテナ10bを積層体20の内層の導体パターンにより構成してもよい。   On the other hand, as shown in FIG. 10C, a pattern antenna 10b configured by a conductor pattern on the surface of the multilayer body 20 may be used as the antenna 10 as in FIG. 9C. Further, as shown in FIG. 10D, the pattern antenna 10b may be constituted by a conductor pattern in the inner layer of the multilayer body 20 as in FIG. 9D.

図9、10に示した変形例以外にも、多様な構造で積層体20を形成することができる。例えば、1個のアンテナ10に限らず、2個以上のアンテナ10を積層体20に配置してもよい。この場合、積層体20の表面と裏面にそれぞれの領域R1に別々のアンテナ10を実装することができる。また、他の部品についても同様であり、例えば、2個以上のトランス13を積層体20の表面と裏面のそれぞれの領域R3に実装することができる。   In addition to the modifications shown in FIGS. 9 and 10, the laminate 20 can be formed with various structures. For example, not only one antenna 10 but also two or more antennas 10 may be arranged in the laminate 20. In this case, separate antennas 10 can be mounted on the front and back surfaces of the laminate 20 in the respective regions R1. The same applies to other components. For example, two or more transformers 13 can be mounted in the respective regions R3 on the front surface and the back surface of the laminate 20.

以上、第1及び第2実施形態に基づき本発明の内容を具体的に説明したが、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことができる。例えば、積層体20の材料はセラミックに限られず、多様な誘電体材料を用いることができ、その形状、サイズも自在に設定可能である。また、電源装置1の回路形式は、図1や図4には限られず、同様の機能を実現する多様な回路形式を採用することができる。   As mentioned above, although the content of this invention was concretely demonstrated based on 1st and 2nd embodiment, this invention is not limited to each above-mentioned embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary. Can be applied. For example, the material of the laminated body 20 is not limited to ceramic, and various dielectric materials can be used, and the shape and size can be freely set. The circuit format of the power supply device 1 is not limited to that shown in FIGS. 1 and 4, and various circuit formats that realize the same function can be employed.

1…電源装置
10…アンテナ
10a…チップアンテナ
10b…パターンアンテナ
11、11a…整合回路
12、12a…整流回路
13…トランス
14…同調回路
15…半導体チップ
20…積層体
30、40…グランドパターン
31〜39…導体パターン
C1〜C5…コンデンサ
D1、D2…ダイオード
L1、L2、L3…インダクタ
L1〜L5…誘電体層
R1、R2、R3…領域
To…外部端子
V1〜V6…ビア導体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power supply device 10 ... Antenna 10a ... Chip antenna 10b ... Pattern antenna 11, 11a ... Matching circuit 12, 12a ... Rectifier circuit 13 ... Transformer 14 ... Tuning circuit 15 ... Semiconductor chip 20 ... Laminated body 30, 40 ... Ground pattern 31- 39 ... Conductor patterns C1-C5 ... Capacitors D1, D2 ... Diodes L1, L2, L3 ... Inductors L1-L5 ... Dielectric layers R1, R2, R3 ... Area To ... External terminals V1-V6 ... Via conductors

Claims (11)

絶縁層と導体層を交互に積層形成した積層体を用いて構成される電源装置において、
外部からの電波を受信するアンテナと、
前記アンテナの受信信号を入力する入力回路と、
前記入力回路の出力交流電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路と、
がそれぞれ前記積層体に構成され、
前記アンテナは、前記入力回路及び前記整流回路を配置した回路領域と前記積層体の積層方向で重ならないことを特徴とする電源装置。
In a power supply device configured using a laminate in which insulating layers and conductor layers are alternately laminated,
An antenna that receives external radio waves,
An input circuit for receiving a reception signal of the antenna;
A rectifier circuit that rectifies the output AC voltage of the input circuit and converts it to a DC voltage;
Are each configured in the laminate,
The power supply apparatus according to claim 1, wherein the antenna does not overlap a circuit region in which the input circuit and the rectifier circuit are arranged in a stacking direction of the stacked body.
前記アンテナの給電点が前記入力回路の入力側に接続され、前記入力回路の出力側が前記整流回路の入力側に接続され、前記整流回路の出力側が外部端子に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の電源装置。   The feeding point of the antenna is connected to the input side of the input circuit, the output side of the input circuit is connected to the input side of the rectifier circuit, and the output side of the rectifier circuit is connected to an external terminal. The power supply device according to claim 1. 前記積層体の所定の導体層にはグランドパターンが形成され、
前記グランドパターンは、前記アンテナ及び前記回路領域と、前記積層体の積層方向の一方の側で対向配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載の電源装置。
A ground pattern is formed on a predetermined conductor layer of the laminate,
3. The power supply device according to claim 1, wherein the ground pattern is disposed to face the antenna and the circuit region on one side in a stacking direction of the stacked body.
前記入力回路は、前記アンテナのインピーダンスを整合する整合回路を含むことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の電源装置。   The power supply apparatus according to claim 1, wherein the input circuit includes a matching circuit that matches the impedance of the antenna. 前記入力回路は、前記アンテナに接続される一次コイルと前記整流回路に接続される二次コイルとを有するトランスを含むことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の電源装置。   4. The power supply device according to claim 1, wherein the input circuit includes a transformer having a primary coil connected to the antenna and a secondary coil connected to the rectifier circuit. 5. 前記入力回路は、
入力側のインピーダンスを整合する整合回路と、
入力側の一次コイルと出力側の二次コイルとを有するトランスと、
入力信号のうち所定の周波数成分に同調する同調回路と、
のうちの少なくとも2つを直列に接続して構成されることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の電源装置。
The input circuit is
A matching circuit that matches the impedance on the input side;
A transformer having a primary coil on the input side and a secondary coil on the output side;
A tuning circuit that tunes to a predetermined frequency component of the input signal;
The power supply device according to claim 1, wherein at least two of them are connected in series.
前記トランスは、前記回路領域のうちインダクタ及びコンデンサが配置された領域と前記積層体の積層方向で重ならないことを特徴とする請求項5又は6に記載の電源装置   7. The power supply device according to claim 5, wherein the transformer does not overlap a region in which the inductor and the capacitor are arranged in the circuit region in a stacking direction of the stacked body. 前記回路領域のうちインダクタ及びコンデンサが配置された領域は、前記積層体の内層の導体パターンにより構成されることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の電源装置。   8. The power supply device according to claim 1, wherein an area where an inductor and a capacitor are arranged in the circuit area is configured by a conductor pattern of an inner layer of the multilayer body. 9. 前記アンテナは、前記積層体の表面に実装されるチップアンテナであることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の電源装置。   The power supply apparatus according to claim 1, wherein the antenna is a chip antenna mounted on a surface of the laminate. 前記積層体の表面には、前記チップアンテナと、前記整流回路に含まれる電子部品とが実装されることを特徴とする請求項9に記載の電源装置。   The power supply device according to claim 9, wherein the chip antenna and an electronic component included in the rectifier circuit are mounted on a surface of the stacked body. 前記アンテナは、前記積層体の内層の導体パターンにより構成されることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の電源装置。
The power supply apparatus according to claim 1, wherein the antenna is configured by a conductor pattern in an inner layer of the multilayer body.
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