[發明專利]一種自供電具有最大功率追蹤雙輸入雙輸出能量收集電路

在審

• 申請號: 202010138862.6
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111200361A
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 岳宏衛;楊俊
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M7/217;H02M1/08;G05F1/67
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 李燕英

1.一種自供電具有最大功率追蹤雙輸入雙輸出能量收集電路，其特征在于：包括DC-DC升壓電路、AC-DC整流倍壓電路、雙輸出自供電電路、以及開關控制模塊；

所述DC-DC升壓電路包括直流輸入源模型VO1和R、最大功率追蹤電路A2、振蕩器A1、電容Ci1、電感L、以及NMOS管NS1；

所述直流輸入電源模型VO1、R接入最大功率追蹤電路產生輸出電壓Vin和Vmppt，最大功率追蹤電路接振蕩器A1，電壓Vin分別接電容Ci1和電感L一端，電容Ci1同時接地，NMOS管NS1的源極接地、柵極由開關控制模塊產生的信號SW1R控制、漏極接電感L另一端，NMOS管NS1的漏極和電感L另一端還分別接出至雙輸出自供電路的直流部分輸入端；

所述AC-DC整流倍壓電路包括交流輸入源模型VO2和Ci2、兩個非平衡比較器CMP2和CMP3、NMOS管NS2、電容CS、以及PMOS管PS7；

所述交流輸入電源模型VO2和Ci2分別接NMOS管NS2的漏極、非平衡比較器CMP2的反相端、非平衡比較器CMP3的反相端、PMOS管PS7的漏極；NMOS管NS2的源極、非平衡比較器CMP2的同相端均接地，NMOS管NS2的柵極接非平衡比較器CMP2的輸出控制信號；非平衡比較器CMP3的輸出信號接PMOS管PS7的柵極，非平衡比較器CMP3的同相端分別接PMOS管PS7的源極、以及電容CS，電容CS同時接地，非平衡比較器CMP3的同相端、電容CS、PMOS管PS7的源極還分別接出至雙輸出自供電路的交流部分輸入端；

所述開關控制模塊的輸入端接電壓Vin和Vmppt、振蕩器A1所產生信號Clk、以及雙輸出自供電路中的節點電壓。

2.根據權利要求1所述的一種自供電具有最大功率追蹤雙輸入雙輸出能量收集電路，其特征在于：所述雙輸出自供電電路包括PMOS管PS6、PS5、PS4、PS2、PS3和PS1，電容Cv，負載電容CL2和CL1，以及負載2和1；

其中PMOS管PS4的源極分別接電容CS、非平衡比較器CMP3的同相端、PMOS管PS7的源極，其柵極由開關控制模塊產生的信號SW7R控制，其漏極接電容Cv；PMOS管PS5的源極接PMOS管PS4的源極，其柵極由開關控制模塊產生信號的SW6R控制，其漏極分別接負載電容CL2、PMOS管PS6的源極；PMOS管PS6的漏極接負載2，其柵極由開關控制模塊產生的信號SW5R控制；PMOS管PS3的漏極分別接PMOS管PS6的源極、PMOS管PS5的漏極，其柵極由控制模塊產生的信號SW4R控制，其源極分別接PMOS管PS1的源極、電感L的另一端、NMOS管NS1的漏極；PMOS管PS1的漏極分別接負載電容CL1、PMOS管PS2的源極，其柵極由開關控制模塊產生的信號SW2R控制；PMOS管PS2的漏極接負載1，其柵極由開關控制模塊產生的信號SW3R控制；電容Cv，負載電容CL1、CL2，負載1、2還均接地。

3.根據權利要求1或2所述的一種自供電具有最大功率追蹤雙輸入雙輸出能量收集電路，其特征在于：所述開關控制模塊包括開關控制電路和緩沖器，其中開關控制電路包括輸入信號檢測電路和輸出信號控制電路；

所述信號檢測電路包括上升沿檢測電路I1、I2和I11，過零比較器I6，比較器I12、與非門I3、反相器I4和RS觸發器；

其中輸入信號Clk接上升沿檢測電路I2；輸入信號V1、V2接過零比較器I6的輸入，過零比較器I6的輸出接上升沿檢測電路I1，上升沿檢測電路I1、I2的輸出信號接與非門I3的輸入，與非門I3的輸出接反相器I4的輸入，反相器I4的輸出接RS觸發器的S端，輸入信號Vin與Vmppt分別接比較器I12的同相端和反相端，比較器I12的輸出接上升沿檢測電路I11，上升沿檢測電路I11的輸出端接RS觸發器的R端，由反相器I4的輸出和上升沿檢測電路I11的輸出通過RS觸發器的輸出Q端作為使能信號控制過零比較器I6的工作狀態；

所述輸出信號控制電路包括比較器I10、I22、I23、I24和I28，反相器I8、I9、I17、I18、I20、I25和I27，或非門I7、I16、I19和I26，與門I15和I21；

其中比較器I10的同相端和反相端分別接基準參考電壓1.22V、V2，比較器I10的輸出接反相器I9的輸入；過零比較器I6的輸出信號與反相器I9的輸出信號均接或非門I7，或非門I7的輸出接反相器I8的輸入，反相器I8的輸出產生控制信號SW2，反相器I8的輸出信號與Vdd接入或非門I13，或非門I13的輸出接入反相器I14，反相器I14的輸出信號和比較器I28的輸出信號均接與門I15，與門I15的輸出信號與過零比較器I6的輸出信號P均接或非門I16，或非門I16的輸出信號接反相器I17的輸入端，反相器I17產生控制信號SW4；比較器I22的同相端接基準參考電壓1.6V、反相端接V3，比較器I23的同相端接參考基準電壓1.62V、反相端接V3，比較器I22、I23的輸出信號均接與門I21，與門I21的輸出信號接反相器I20的輸入端，反相器I20的輸出信號和比較器I12的輸出信號均接或非門I19的輸入端，或非門I19的輸出信號接反相器I18，反相器I18的輸出產生控制信號SW1；比較器I22的輸出產生控制信號SW5，比較器I24同相端接基準參考電壓1.2V、反相端接Vdd，比較器I24的輸出信號接反相器I25的輸入信號，反相器I25的輸出信號與比較器I22的輸出信號均接或非門I26的輸入端，或非門I26的輸出信號接反相器I27的輸入信號，反相器I27的輸出端產生控制信號SW6，比較器I24的輸出產生控制信號SW7，比較器I28同相端接基準參考電壓1.2V、反相端接V2，比較器I28輸出產生控制信號SW3；

控制信號SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6、SW7接入緩沖器，緩沖器輸出控制信號SW1R、SW2R、SW3R、SW4R、SW5R、SW6R、SW7R；

其中，V1、V2為電感L右側兩電壓，V3為負載電容CL2上的電壓，Vdd為電容Cv上的電壓。