[發(fā)明專利]用于熱電能量獲取的升壓轉(zhuǎn)換器的可變導(dǎo)通電阻開關(guān)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811410367.5
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號(hào): CN109768696B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉簾曦;尚宇;沐俊超;常濛;黃超進(jìn)
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M1/088
• 分類號(hào): H02M1/088;H03K17/687
• 代理公司: 西安嘉思特知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61230
• 代理人: 張捷

本發(fā)明屬于微電子科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于熱電能量獲取的升壓型轉(zhuǎn)換器的可變導(dǎo)通電阻開關(guān)裝置。最大功率點(diǎn)跟蹤電路連接所述低邊開關(guān)控制電路；低邊開關(guān)控制電路連接所述邏輯與門驅(qū)動(dòng)電路；高邊開關(guān)檢測比較器連接所述邏輯與門驅(qū)動(dòng)電路；電源電壓檢測電路連接所述邏輯與門驅(qū)動(dòng)電路；邏輯與門驅(qū)動(dòng)電路連接所述可變導(dǎo)通電阻開關(guān)電路，用于根據(jù)所述低邊輸入信號(hào)、高邊輸入信號(hào)和電壓檢測信號(hào)得到高邊控制信號(hào)和低邊控制信號(hào)；可變導(dǎo)通電阻開關(guān)電路用于根據(jù)所述控制信號(hào)控制轉(zhuǎn)換開關(guān)的開啟或關(guān)閉。本發(fā)明實(shí)施例，通過數(shù)字邏輯電路控制輸出控制信號(hào)，對轉(zhuǎn)換器電阻開關(guān)的開關(guān)或關(guān)閉進(jìn)行控制，降低了損失，有效地降低了升壓型轉(zhuǎn)換器的冷啟動(dòng)電壓。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微電子科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于熱電能量獲取的升壓型轉(zhuǎn)換器的可變導(dǎo)通電阻開關(guān)裝置。

背景技術(shù)

近年來，基于WBAN(無線體域網(wǎng))的智能可穿戴設(shè)備成為熱門的研究課題。由于體積和可靠性的限制，傳統(tǒng)鋰電池供電成為智能可穿戴設(shè)備用戶體驗(yàn)的瓶頸，熱電發(fā)生器、單太陽能電池和燃料電池等在這一方面有著很大的潛能。然而，這些能源通常只能提供一個(gè)很低的電壓和較低的功率。一個(gè)升壓型轉(zhuǎn)換器能有效的解決這個(gè)問題。

通常應(yīng)用于無線傳感器中的能量源的提供功率較低，降低了轉(zhuǎn)換器的負(fù)載功率，如何能提高轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率成為一個(gè)重要的問題。在傳統(tǒng)的升壓轉(zhuǎn)換器中，由于高邊開關(guān)HS Switch和低邊開關(guān)LS Switch存在導(dǎo)通電阻，所以升壓轉(zhuǎn)換器不可避免地存在開關(guān)損失，降低了升壓轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)，傳統(tǒng)升壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)電路導(dǎo)通電阻均為恒定值，不能適應(yīng)不同的電源電壓，無法做到在所有電源電壓條件下轉(zhuǎn)換效率的最大化。因此，降低升壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)損失成為提高開關(guān)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換效率的重要方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種用于熱電能量獲取的升壓型轉(zhuǎn)換器的可變導(dǎo)通電阻開關(guān)裝置。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于熱電能量獲取的升壓型轉(zhuǎn)換器的可變導(dǎo)通電阻開關(guān)裝置，包括可變導(dǎo)通電阻開關(guān)電路、高邊開關(guān)檢測比較器、邏輯與門驅(qū)動(dòng)電路、電源電壓檢測電路、低邊開關(guān)控制電路和最大功率點(diǎn)跟蹤電路；

所述最大功率點(diǎn)跟蹤電路連接所述低邊開關(guān)控制電路，用于產(chǎn)生跟蹤信號(hào)；

所述低邊開關(guān)控制電路連接所述邏輯與門驅(qū)動(dòng)電路，用于根據(jù)所述跟蹤信號(hào)得到低邊輸入信號(hào)；

高邊開關(guān)檢測比較器連接所述邏輯與門驅(qū)動(dòng)電路，用于產(chǎn)生高邊輸入信號(hào)；

所述電源電壓檢測電路連接所述邏輯與門驅(qū)動(dòng)電路，用于產(chǎn)生電壓檢測信號(hào)；

所述邏輯與門驅(qū)動(dòng)電路連接所述可變導(dǎo)通電阻開關(guān)電路，用于根據(jù)所述低邊輸入信號(hào)、所述高邊輸入信號(hào)和電壓檢測信號(hào)得到高邊控制信號(hào)和低邊控制信號(hào)；

所述可變導(dǎo)通電阻開關(guān)電路用于根據(jù)所述控制信號(hào)控制轉(zhuǎn)換開關(guān)的開啟或關(guān)閉。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述可變導(dǎo)通電阻開關(guān)電路包括電壓源Vs、電阻R_s、電容C_IN、負(fù)載電阻R_L、負(fù)載電容C_L、高邊開關(guān)電路和低邊開關(guān)電路。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述高邊開關(guān)電路包括并聯(lián)的若干PMOS管；所述低邊開關(guān)電路包括并聯(lián)的若干NMOS管；