[發明專利]用于功率收集的輸入調節式DC-DC轉換器

有效

• 申請號: 200880020430.2
• 申請日: 2008-06-13
• 公開（公告）號: CN101730968A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 斯蒂芬·G·斯爾伯格;亞當·約瑟夫·維特科普
• 申請（專利權）人: 費希爾控制產品國際有限公司
• 主分類號: H02J7/34
• 分類號: H02J7/34
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 康泉;宋志強

1.一種收集包括(i)電源和(ii)功耗設備的電路中的功率的方法，其中 所述電源生成在4-20mA內變化的電流，以限定用于控制所述功耗設備執行過 程控制功能的信號傳輸，該方法包括：

將具有輸入端子對和輸出端子對的功率收集設備通過所述輸入端子對連接 到所述電路；

通過利用所述功率收集設備的電壓調節器來動態調節所述功率收集設備的 輸入端子對之間的電壓降；

從流經所述功率收集設備的輸入端子對的檢測電流，獲取在調節電壓降處 的可用電能，包括基于所述檢測電流來控制所獲取的電能的量，以便對所述電 源和所述功耗設備之間的、用于控制所述過程控制功能的信號傳輸不產生干擾； 以及

在所述功率收集設備的輸出端子對處提供所獲取的電能。

2.根據權利要求1所述的方法，其中動態調節所述輸入端子對之間的電壓 降包括：當所述電路中的檢測電流隨時間變化時，在所述輸入端子對之間維持 恒定的電壓降。

3.根據權利要求1所述的方法，其中進一步包括將由收集器供電的負載連 接到所述輸出端子對。

4.根據權利要求1所述的方法，其中在所述輸出端子對處提供所獲取的電 能包括：使用可調分路調節器調節所述功率收集設備的輸出端子對之間的電壓 降。

5.根據權利要求1所述的方法，其中獲取電能包括：將所述電能存儲在功 率儲存設備中。

6.根據權利要求5所述的方法，其中所述功率儲存設備是超電容器。

7.根據權利要求1所述的方法，其中將所述功率收集設備連接到所述電路 包括：將所述功率收集設備與所述電源串聯連接。

8.根據權利要求7所述的方法，其中所述功耗設備具有時變功率需求；并 且其中

將所述收集設備連接到所述電路進一步包括：將所述功率收集設備與所述 功耗設備串聯連接；并且其中動態調節所述輸入端子對之間的電壓降包括：根 據所述功耗設備的功率需求調節所述電壓降。

9.根據權利要求1所述的方法，其中動態調節電壓降包括檢測流經所述功 率收集設備的輸入端子對的電流，利用輸入電壓調節電路基于所述檢測電流生 成電壓控制信號，以及使用電感器累積電流。

10.根據權利要求9所述的方法，其中使用電感器包括：基于所述電壓控 制信號調節所述電感器在一個操作周期中累積電流的時段。

11.根據權利要求1所述的方法，其中流經所述功率收集設備的輸入端子 對的所述檢測電流包括通過所述功率收集設備的輸入端子對中的一個輸入端子 進入的檢測輸入電流，并且其中動態調節所述功率收集設備的輸入端之間的電 壓降包括：根據通過所述功率收集設備的輸入端子對中的所述一個輸入端子進 入的檢測輸入電流與所述功率收集設備的輸入端子對之間的電壓降之間的反比 關系來動態調節所述電壓降。

12.根據權利要求11所述的方法，其中動態調節所述功率收集設備的輸入 端之間的電壓降進一步包括：將所述電壓降維持在最小容許值和最大容許值之 間的范圍內。

13.根據權利要求11所述的方法，

其中動態調節所述功率收集設備的輸入端之間的電壓降進一步包括：使用 包括在所述電壓調節器中的電流傳感器和反相放大器來動態調節所述電壓降，

其中所述反相放大器生成控制電感器在一個操作周期中累積電流的時段的 反饋信號，并且

其中所述電感器向所述功率收集設備的輸出端子對供應電流。

14.根據權利要求1所述的方法，其中從電流獲取可用電能包括：限制在 故障狀況下能夠從所述功率收集設備轉移到所述電路的能量的量。