[發(fā)明專利]一種超低壓高效輸入自供電整流器電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410362585.1
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN104092390B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發(fā)明（設計）人: 李婭妮;張超林;劉簾曦;朱樟明;楊銀堂
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M7/00
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙)11368
• 代理人: 郭官厚

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及用于能量獲取的超低壓高效輸入自供電整流器電路，針對整流器實現(xiàn)了高效低電壓整流的目的，主要用于能量獲取電路。

背景技術(shù)

隨著半導體技術(shù)的不斷發(fā)展，電路規(guī)模的逐漸擴大，電路結(jié)構(gòu)也變得更為復雜，傳統(tǒng)意義的電池已很難符合當前工藝要求，為解決以上問題，能量獲取技術(shù)近幾年受到各界廣泛關(guān)注。能量獲取技術(shù)能夠從外界獲取能量并將其轉(zhuǎn)換為可利用的電能。當前主要能量來源可分為四種，即振動能、溫差能、光能和射頻能。其中，振動能、溫差能已經(jīng)在人體嵌入醫(yī)療器械、運動市場、鐘表市場等方面獲得了應用，光能獲取更是近幾年發(fā)展最快的新能源技術(shù)之一。而射頻能可從全球數(shù)十億個無線發(fā)射器獲得，包括移動電話、手持無線電設備、移動基站、電視/無線廣播臺等，或者使用專用發(fā)射機進行控制。與傳統(tǒng)有源系統(tǒng)相比，該技術(shù)具有面積小、功耗低、續(xù)航時間長、維持成本低、對環(huán)境污染小等優(yōu)點。

圖1所示為能量獲取的電路圖，該能量獲取技術(shù)分兩級實現(xiàn)，第一級是通過整流橋，將輸入端的交流信號轉(zhuǎn)換成半波信號；第二級是用DC-DC轉(zhuǎn)換器，將半波信號轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流信號，為負載提供穩(wěn)定輸出電壓，而實現(xiàn)由輸入獲取能量并且提供給負載的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了一種用于能量獲取的超低壓高效輸入自供電整流器電路，以完成能量獲取。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種超低壓高效輸入自供電整流器電路，包括倍壓器電路和有源二極管，其特征在于：所述倍壓器電路對模擬輸入電壓整流并擴大輸出電壓擺幅，有源二極管實現(xiàn)電流單向?qū)ǎ敵龇€(wěn)定直流電壓，且倍壓器電路的輸出與有源二極管的輸入相連，通過兩者即可實現(xiàn)輸入供電整流。

作為一種優(yōu)化的技術(shù)方案，所述倍壓器電路包括晶體管MN1和晶體管MN2組成差分輸入對，有源負載包括晶體管MP1及晶體管MP2組成，晶體管MP3作為共源放大器，晶體管MN3是有源負載，電阻R1和電阻R2組成電阻分壓器，晶體管MPS和晶體管MNS是有源二極管，其余三個電容分別為C1，C2和CS，模擬交流電源V_in+和V_in-作為模擬輸入；晶體管MN1的漏端分別與晶體管MP1的漏端、晶體管MP2的柵端和晶體管MP3的柵端相連，源端與體端相連并接地，柵端與電阻分壓器的輸出端相連，晶體管MN2的漏端分別與晶體管MP1的柵端，晶體管MP2的漏端相連，源端與體端相連并接地，柵端接模擬輸入電平V_in+，晶體管MN3的漏端分別與柵端，晶體管MP3的漏端，晶體管MNS的柵端，晶體管MPS的柵端，電容CS相連，源端與體端相連并接地，晶體管MNS的漏端接模擬輸入電平V_in+，與晶體管MPS的漏端相連，源端與體端相連并接地，晶體管MP1的源端與體端相連并接模擬輸出V_hw，晶體管MP2的源端與體端相連并接模擬輸出V_hw，晶體管MP3的源端與體端相連并接模擬輸出V_hw，晶體管MPS的源端與體端相連并接模擬輸出V_hw，電容C1一端與電容C2和模擬輸入V_in-相連，另一端接模擬輸出V_hw，電容C2一端與電容C1和模擬輸入V_in-相連，另一端接地，電容CS一端分別與晶體管MN3的柵端，晶體管MNS的柵端，晶體管MP3的漏端，晶體管MPS的柵端相連，電容CS的另一端接地，電阻分壓器的輸出端與晶體管MN1的柵端相連，另外兩端分別接模擬輸出V_hw和地。

作為一種優(yōu)化的技術(shù)方案，所述晶體管MN1的尺寸與晶體管MN2的尺寸相同，且制造工藝相同。

作為一種優(yōu)化的技術(shù)方案，所述電阻R1的阻值與電阻R2的阻值相等。

作為一種優(yōu)化的技術(shù)方案，所述晶體管MP1與晶體管MP2組成正反饋環(huán)，用來增強信號，加快翻轉(zhuǎn)速率。

作為一種優(yōu)化的技術(shù)方案，所述晶體管MP3在小信號輸入時可以提供滿擺幅輸出。

作為一種優(yōu)化的技術(shù)方案，所述電容CS的一端可以同時控制晶體管MNS和晶體管MPS的開關(guān)。

作為一種優(yōu)化的技術(shù)方案，由四個晶體管組成比較器結(jié)構(gòu)控制有源二極管的開關(guān)；所述晶體管MP4與晶體管MP5相連作為比較器的輸入，晶體管MN4和晶體管MN5構(gòu)成電流鏡作為比較器的負載。

作為一種優(yōu)化的技術(shù)方案，所述晶體管MP的尺寸要遠大于晶體管MP4和MP5的尺寸。