能量供应电路制造技术

提供了一种电路部分(2)，其包括：产生DC输出的能量收集装置(4)；DC

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】能量供应电路
[0001]本专利技术涉及用于将能量收集装置连接到负载的能量供应电路。
[0002]能量收集器将来自周围环境的环境能量转换为低电源电压供应。这种环境能量的可能来源包括光、热源、动能源(例如振动)和射频(RF)辐射。
[0003]能量收集装置典型地用作负载的电源。它们通常生成小的能量输出，因此典型地适用于低功率应用。原则上，从能量收集装置接收电力的负载可以是任何合适的消耗电力的小型系统或装置，例如物联网(IoT)传感器、远程传感器、可穿戴装置、植入式装置、烟雾检测器等。在许多此类应用中，减少或避免更换电池或将装置连接到分立的电源进行充电的需要是明显的优势。
[0004]能量收集装置典型地经由直流
‑
直流转换器(DC
‑
DC转换器)电路连接到负载。DC
‑
DC转换器电路改变电压，并且在其输出处可以为负载供电。环境变化，诸如温度变化，可能会改变能量收集装置获得最大功率时的电压。这可能会给收集有用能量的量带来挑战。
[0005]申请人已经认识到用于能量收集DC
‑
DC转换器的现有方案存在缺点。因此，本专利技术在现有实现方案的基础上寻求发展。
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供了一种电路部分，包括：
[0007]能量收集装置，产生直流输出；
[0008]DC
‑
DC转换器，具有连接到能量收集装置的DC输出的输入；
[0009]输出，用于连接到负载；以及
[0010]监测模块，包括非欧姆半导体元件，并且被布置成通过测量流过非欧姆半导体元件的电流来得出与从DC
‑
DC转换器流出的输出电流相关的信息，
[0011]其中，监测模块被布置成基于与从DC
‑
DC转换器流出的输出电流相关的信息来调整DC
‑
DC转换器的一个或更多个参数。
[0012]因此，本领域的技术人员将看到，根据本专利技术，监测模块使用通过非欧姆半导体元件的电流来监测DC
‑
DC转换器的输出电流。然后监测模块可以改变DC
‑
DC转换器的参数以将电路部分的输出调节到期望水平。申请人已认识到，使用非欧姆半导体元件可以降低功耗并因此导致能效更高的电源电路。它还可以提供实现第二优点的机会，取决于所使用的非欧姆半导体元件的类型。
[0013]例如在一组实施方式中，非欧姆半导体元件包括至少一个二极管。二极管可以提供所需的电压降，但也可以提供反向电流保护的第二优点。
[0014]在一组实施方式中，非欧姆半导体元件包括至少一个晶体管，例如场效应晶体管(FET)，例如p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(pMOSFET)。在一组实施方式中，晶体管被选择性地配置成断开负载。这同样允许提供所需的电压降，同时提供实现负载开关的第二优点。在一组实施方式中，电路部分包括n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(nMOSFET)和p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(pMOSFETS)。
[0015]监测模块可以包括单个晶体管，但是在一组实施方式中，晶体管是第一晶体管，并且监测模块还包括至少第二晶体管，该第二晶体管被布置成传输固定比例的通过第一晶体管传输的DC
‑
DC转换器输出电流。在这样的布置中，第二晶体管可以用作复制晶体管。测量
通过第二晶体管的电流以便得出关于DC
‑
DC转换器输出电流的信息可能更容易且能效更高。复制晶体管可以补偿第一晶体管的端子之间的电阻由于变化的条件(例如，电压、温度和工艺变化)引起的可变性。第二晶体管可以具有比第一晶体管小得多的宽度，使得通过第二晶体管的电流被缩放。
[0016]在一组实施方式中，晶体管形成负载开关的一部分。在一组实施方式中，电路部分包括两个或更多个负载开关，每个负载开关提供到相应负载的连接。
[0017]在一组实施方式中，例如在上述多个负载的情况下，电路部分包括两个或多个电源路径。在一组这样的实施方式中，监测模块被配置成监测两个或更多个电源路径的电流总和。例如，第一电源路径可以连接到电池，而第二电源路径可以连接到功能系统，例如形成可穿戴装置一部分的模块。
[0018]DC
‑
DC转换器可以采用任何合适的形式。然而，在优选的一组实施方式中，DC
‑
DC转换器包括基于电容器的DC
‑
DC转换器。DC
‑
DC转换器可以是开关电容器DC
‑
DC转换器。在一组实施方式中，DC
‑
DC转换器是无电感器DC
‑
DC转换器。这可以具有减小电路尺寸的优点，因为电感器是体积庞大且昂贵的部件，由于在MHz范围内开关，电感器通常会不合期望地与RF接收器相互作用。在一组实施方式中，DC
‑
DC转换器包括多个电容器。这可以具有提升电压和提高DC
‑
DC转换器效率的优点。
[0019]监测模块可以包括控制器，该控制器被配置成调整DC
‑
DC转换器的一个或更多个参数。
[0020]在一组实施方式中，DC
‑
DC转换器的可调整参数包括频率和/或输入阻抗。在这样一组实施方式中，DC
‑
DC转换器可以包括确定DC
‑
DC转换器的操作频率的振荡器。监测模块可以被布置为通过控制振荡器来调整操作频率。
[0021]在一组实施方式中，监测模块包括比较器装置中的比较器，该比较器装置包括反馈回路。比较器可以是施密特触发器比较器。在一组实施方式中，比较器接收从通过非欧姆半导体元件的电流得出的一个输入和来自参考电压的另一个输入。参考电压可以是可变参考电压。比较器的输出包括与DC
‑
DC转换器的输出电流相关的信息。比较器的输出可以包括DC
‑
DC转换器的输出电流是否增加的指示。可以设置参考电压，使得将DC
‑
DC转换器的输出电流与递增的参考值进行比较，以使得能够搜索DC
‑
DC转换器的一个或更多个最佳参数。因此，在一组实施方式中，反馈回路被布置成使得监测模块调整DC
‑
DC转换器的一个或更多个参数以使通过非欧姆半导体元件的电流最大化，从而找到能量收集装置和DC
‑
DC转换器系统的最大功率点。监测DC
‑
DC转换器输出电流的优点是最大功率点将包括DC
‑
DC转换器中的任何损耗。
[0022]在一组实施方式中，监测模块是最大功率点跟踪(MPPT)模块。
[0023]本文描述的任何方面或实施方式的特征可以在适当的情况下应用于本文描述的任何其他方面或实施方式。在提及不同实施方式的情况下，应当理解这些实施方式不一定不同但可以交叠。
[0024]现将参照附图描述仅作为示例的本专利技术的实施方式，其中：
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电路部分，包括：能量收集装置，产生DC输出；DC
‑
DC转换器，具有连接到所述能量收集装置的所述DC输出的输入；输出，用于连接到负载；以及监测模块，包括非欧姆半导体元件，并且被布置成通过测量通过所述非欧姆半导体元件的电流来得出与从所述DC
‑
DC转换器流出的输出电流相关的信息，其中，所述监测模块被布置成基于与从所述DC
‑
DC转换器流出的所述输出电流相关的信息来调整所述DC
‑
DC转换器的一个或更多个参数。2.根据权利要求1所述的电路部分，其中，所述非欧姆半导体元件包括至少一个晶体管。3.根据权利要求2所述的电路部分，其中，所述晶体管被配置成选择性地断开所述负载。4.根据权利要求2或3所述的电路部分，其中，所述晶体管是第一晶体管，并且所述监测模块还包括至少一个第二晶体管，所述第二晶体管被布置成传输通过所述第一晶体管传输的固定比例的DC
‑
DC转换器输出电流。5.根据权利要求2至4中任一项所述的电路部分，其中，所述晶体管形成负载开关的一部分。6.根据前述权利要求中任一项所述的电路部分，其中，所述电路部分包括两个或更多个负载开关，每个负载开关提供到相应负载的连...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普，
申请(专利权)人：北欧半导体公司，
类型：发明
国别省市：