CN105429454B - 高效能量获取接口和对应能量获取系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及高效能量获取接口和对应能量获取系统。一种电能获取系统(10)，包括：换能器(12)，用于将来自环境能量源的能量转换为换能信号(VTRANSD)；电能获取接口(14)，用于在输入端(14a)上接收换能信号(VTRANSD)并在输出端(14b)上提供获取信号(VINDCDC)；能量存储元件(15)，耦合至输出端(14b)，用于接收获取信号(VINDCDC)；以及电压转换器(16)，连接至输出端(14b)，用于生成调节电压(VREG)。获取接口(14)对换能信号(VTRANSD)的开路电压值(VOC)采样；生成从开路电压值(VOC)开始的优化电压值(VMPPT)，并基于优化电压值(VMPPT)生成上阈值电压(VTHUP)和下阈值电压(VTHDOWN)；并且以切换模式控制电压转换器(16)，使得在至少一个第一操作条件中，获取信号具有包括在上和下阈值电压之间的值。

Description

高效能量获取接口和对应能量获取系统
技术领域
本发明涉及高效能量获取(harvesting)接口和对应的能量获取系统。
背景技术
如已知的，用于从机械或环境能量源中获取(或清除)能量的系统在广泛的技术领域中引起足够的兴趣，诸如在便携式电子设备的领域或汽车领域中。
典型地，能量获取系统被设计为获取、存储由机械或环境源生成的能量并将其传输至一般电子负载，可以向其供应电能或者在电池的情况对其进行充电。因此，这些系统能够制造不用电池操作的电子装置或者在向其提供装置的情况下限制增加电池的持续时间。
对于获取环境能量，可以使用太阳或热电发生器，其分别将太阳能和热能转换为电能。
图1通过功能块示意性示出了已知类型的能量获取系统。
能量获取系统1包括换能器2(例如光电或热电发生器，包括多个单元(已知类型，本文稍后进行详细描述))，其将太阳能或热能转换为电能，通常转换为DC电压或者在任何情况下转换为随时间缓慢变化的电压(相对于电路的电常数)，生成换能信号VTRANSD。
能量获取系统1还包括获取接口4，其被设计为提供与MPPT(最大功率点跟踪)类型的换能器2耦合的条件，以使得功率的提取最大化。获取接口4被配置为在输入端处接收由换能器2生成的换能信号VTRANSD并在输出端处提供获取信号VINDCDC。
能量获取系统1还包括：存储电容器5，连接至获取接口4的输出端并接收获取信号VINDCDC，确定其充电和能量的后续存储；以及DC-DC转换器6，连接至存储电容器5，用于在输入端处接收所存储的电能并在输出端处生成调节信号VREG，调节信号具有适当的值使其可以被提供给电负载8用于其供应或其充电。
通过以下等式给出能量获取系统1的整体效率：
ηTOT＝ηTRANSD·ηMPPT·ηDCDC
其中，ηTRANSD是换能器2的效率，表示被换能器2有效转换为电能的环境能量的量；ηMPPT是获取接口的效率，表示有效地用于对存储电容器5进行充电的转换电能的量；以及ηDCDC是DC-DC转换器6的效率。
具体地，获取接口4的效率ηMPPT表示在存储电容器5上有效传送的功率与理论上可以提供的最大功率PMAX的比率。
详细地，通过以下等式给出该效率ηMPPT：
ηMPPT＝ηCOUPLE·ηLOSS
其中，ηCOUPLE是换能器2和获取接口4之间的耦合因子(表示相同换能器2和获取接口4之间的阻抗匹配)，以及ηLOSS是由于获取接口4的消耗而引起的功率损失。
可以看出，在热电单元的情况下(其可以如图2a所示示意性表示为连接至串联阻抗RTEG的等效电压发生器VOC)，在换能信号VTRANSD具有等于VOC/2的优化值VMPPT的情况下最大化效率ηMPPT(即，等于无负载或开路的由对应等效电压发生器提供的电压的一半的值)。
类似地，在光电单元的情况下(可以如图2b所示示意性表示为与二极管DPV并联连接的等效电流发生器IPV(在附图中，没有表示发生器的等效串联阻抗))，在换能信号VTRANSD具有包括在0.75·Voc和0.9·Voc之间(例如等于0.8·Voc)的优化值的情况下最大化效率ηMPPT(根据光电单元的构造参数及其制造材料)，其中VOC也是由光电单元提供的开路电压。
从而，要求以以下方式来配置能量获取系统1的获取接口4：换能器2在确保最大效率的前述条件的工作点或该工作点附近进行操作。
为此，已经提出了宽范围的电路结构用于提供获取接口4。
例如，在Rae-Young Kim、Jih-Sheng Lai的2008年9月标题为“A Seamless ModeTransfer Maximum Power Point Tracking Controller for Thermoelectric GeneratorApplications”的论文(IEEE Transactions on Power Electronics,vol.23,No.5)中，提出了一种接口电路，其包括由升压转换器和降压转换器的级联形成的双电压转换级，后者被设计为调节输出电压的值。利用升压转换器的占空比的连续时间控制来得到MPPT条件的跟踪。
然而，申请人意识到该技术方案涉及到大功耗，这是由于连续时间类型的控制的事实，这使得其不适合于能量获取应用。此外，该技术方案不够灵活，仅适合于特定类型的换能器和与其相关联的电参数的精确值，进一步取决于相同电参数假设的值的公差。通常，该技术方案还涉及大量的外部部件，它们不能利用集成技术来制造。
在Chao-Jen Huang、Wei-Chung Chen、Chia-Lund Ni、Ke-Horng Chen、Chien-ChunLu、Yuan-Hua Chu和Ming-Ching Kuo在2012年9月第38届欧洲固态电路会议(ESSCIRC)的标题为“Thermoelectric Energy Harvesting with 1mV Low Input Voltage and 390nAQuiescent Current for 99.6％Maximum Power Point Tracking”的论文中描述了另一种可能的电路实施方式。该技术方案利用升压转换器和连续时间算法(所谓的扰动算法和观察算法)来实现MPPT条件；具体地，扰动转换器的占空比，并且测量输出电压的趋势：MPPT条件对应于最大正趋势。
然而，申请人意识到，还技术方案还具有一些缺点：高功耗、连续时间扰动和观察算法的固有特性使其难以用于能量获取应用以及低效(当与小功率换能器组合时)。
S.Cho、N.Kim、S.Park、S.Kim在2010年11月8-10日的中国北京IEEE亚洲固态电路会议的论文“A Coreless Maximum Power Point Tracking Circuit of ThermoelectricGenerators for Battery Charging Systems”中描述了用于提供获取接口的又一种技术方案。该技术方案涉及两个转换级(升压转换级和降压转换级的级联)，后者用于调节输出电压；通过升压级中的开关的控制来实现MPPT条件。
申请人意识到，该技术方案虽然利用更简单的算法来实现MPPT条件，但其由于两个转换级的存在而不具有高效率。此外，该技术方案还要求大量的外部部件，它们不能利用集成技术来制造。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能量获取接口，其能够全部或部分地克服前述问题和缺点，尤其将提供高效率。
根据本发明，如所附权利要求所限定的，提供了一种设置有能量获取接口的能量获取系统。
附图说明
为了更好地理解本发明，现在通过非限制示例并参照附图来描述其优选实施例，其中：
图1示出了根据已知实施例的能量获取系统；
图2a和图2b示出了分别包括热电单元或光电单元的换能器的等效电路图；
图3示出了根据本发明一个实施例的能量获取系统的电路图；
图4示出了关于由图3的系统中的获取接口执行的操作的流程图；
图5以及图6a和图6b示出了与获取接口相关联的电量的曲线图；
图7示出了获取接口的一个实施例的更详细的电路图；
图8a至图8d示出了关于获取接口的电性能的示图；以及
图9通过示例示出了包括能量获取系统的电子设备，尤其是手镯或电子手表。
具体实施方式
如图3所示，根据本发明一个实施例的能量获取系统100总的来说包括并且如先前所描述的具有：换能器12，具体为光电或热电发生器，其生成换能信号VTRANSD，具体为DC电压或缓慢变化的电压；获取接口14，其提供MPPT耦合，在输入端14a上接收换能信号VTRANSD，并在输出端14b上提供获取信号VINDCDC；存储电容器15，连接至获取接口14的输出端14b并接收获取信号VINDCDC；以及DC-DC转换器16，连接至存储电容器15，用于接收所存储的电能并在输出端处生成调节信号VREG，然后将其提供给电负载(这里未示出)用于其供应或充电。
根据本发明的一个方面以及还如以下详细描述的，获取接口14包括：跟踪开关SWMPPT，连接在获取接口14的输入端14a和输出端14b之间并且通过控制信号VSWMPPT来控制；采样和保持(S&H)级22，被配置为以适当的时间间隔对处于开路或无负载条件的换能器12生成的换能信号VTRANSD的值VOC进行采样，以生成从值VOC开始的优化值VMPPT(参见前面的讨论)，并且基于优化值VMPPT生成上阈值电压VTHUP和下阈值电压VTHDOWN，它们满足关系VTHDOWN<VMPPT<VTHUP；比较级24，基于上和下阈值电压VTHUP、VTHDOWN滞后电压控制，其在输出端处生成用于DC-DC转换器16的使能信号ENDCDC；以及定时级25，生成用于操作获取接口14的适当的控制和定时信号，包括前述控制信号VSWMPPT。
通常，获取接口14的操作涉及：在跟踪开关SWMPPT打开时，在换能器12以无负载条件下进行操作的情况下对换能信号VTRANSD的值进行采样，并对应生成上和下阈值电压VTHUP、VTHDOWN；随后，在跟踪开关SWMPPT闭合时，生成获取信号VINDCDC，其值包括在上和阈值电压VTHUP、VTHDOWN之间(由于比较级24的滞后控制)，由此大约为优化值VMPPT。假设对于跟踪开关SWMPPT的闭合，获取信号VINDCDC的值与换能信号VTRANSD的值一致，因此在MPPT条件下发生能量转换到存储电容器15中的条件，具有最大效率和换能器12与获取接口14之间的最大耦合。
适当地，通过定时级25来控制S&H级22，其中定时级25用于以以下方式来采样和周期性地刷新值VOC，从而刷新上和下阈值电压VTHUP、VTHDOWN的值：迅速地反应并适应换能器12的操作条件的可能变化。
详细地，获取接口14的S&H级22包括：采样开关SWS&H，其连接在获取接口14的输入端14a与第一内部节点N1之间，并接收控制信号VSWS&H；分压器30，由第一分流电阻器R1S&H和第二分流电阻器R2S&H形成，其中第一分流电阻器R1S&H连接在第一内部节点N1和第二内部节点N2之间，第二分流电阻器R2S&H连接在第二内部节点N2和参考端子或地GND之间(两个分流电阻器R1S&H、R2S&H均具有远大于换能器12的等效发生器的串联阻抗的值)；第一去耦开关SW1，连接在第二内部节点N2和第三内部节点N3之间，并接收控制信号VSW1；第一保持电容器C1S&H，连接在第三内部节点N3和参考端子GND之间；第一电压发生器模块32，连接在第三内部节点N3和第四内部节点N4之间，并被设计为生成偏移电压VOS；第二电压发生器模块34，连接在第三内部节点N3和第五内部节点N5之间，并被设计为生成相同的偏移电压VOS；第二保持电容器C2S&H，连接在第四内部节点N4和参考端子GND之间；以及第三保持电容器C3S&H，连接在第五内部节点N5和参考端子GND之间。
比较级24包括：比较器35，以已知方式包括适当配置的运算放大器，具有连接至获取接口14的输出端14b的第一输入端、第二输入端和输出端，其连接至DC-DC转换器16的使能输入并被设计为提供使能信号ENDCDC；第一比较开关SW1COMP，连接在获取接口14的第四内部节点N4与比较器35的第二输入端之间并接收控制信号VSW1COMP；以及第二比较开关SW2COMP，连接在获取接口14的第五内部节点N5和比较器35的第二输入端之间，并接收使能信号ENDCDC作为控制信号。
定时级25以已知方式(本文没有详细描述)包括振荡器电路，其被配置为根据以下详细描述的定时算法生成用于开关SWMPPT、SWMS&H、SW1、SW1COMP的控制信号VSWMPPT、VSWMS&H、VSW1、VSW1COMP。如以下所讨论的，定时级25可以进一步为电路中可存在的其他开关提供控制信号。
还参照图4的流程图，获取接口14的操作涉及：在初始步骤40中，由换能器12提供的换能信号VTRANSD的无负载或开路电压的值被采样和保持。
为此，跟踪开关SWMPPT被驱动为打开状态，并且采样开关SWS&H被驱动为闭合状态；在该步骤中，DC-DC转换器16关闭，并且第一去耦开关SW1被进一步驱动为闭合状态。
换能器12基本以开路状态进行操作，假设由分压器30提供的阻抗整体上远大于其自身等效的串联阻抗，使得所提供并在第一内部节点N1上存在的换能信号VTRANSD的值基本与无负载或开路电压VOC一致。
在这种情况下，通过分压比的适当选择，分压器30在第二内部节点N2上生成采样电压VS&H，其在换能器12实施热电单元的情况下具有基本等于VOC/2的值，或者在换能器12代替地实施光电单元的情况下包括在0.75·VOC和0.9·VOC的范围内(例如基本等于0.8·VOC)。
在任何情况下，采样电压VS&H的值对应于由换能器12提供的换能信号VTRANSD假设处于最大效率或者最大耦合操作条件的值，即对应于优化值VMPPT，因此取决于相同换能器12的电和构造特性。
第一保持电容器C1S&H随后被充电至由采样电压VS&H假设的前述优化值VMPPT。
详细地，通过以下等式给出采样电压VS&H：
VS&H＝VOC·R2S&H/(R1S&H+R2S&H)
从而，在换能器12实施热电单元的情况下，以以下方式来设置或调节分流电阻器R1S&H、R2S&H的阻抗的值：
R2S&H＝R1S&H；R2S&H/(R1S&H+R2S&H)＝1/2
并且例如，在换能器12实施光电单元的情况下，以以下方式来设置或调节分流电阻器R1S&H、R2S&H的阻抗的值(其中在条件VMPPT＝0.8·VOC下具有最大效率)：
R2S&H＝4·R1S&H；R2S&H/(R1S&H+R2S&H)＝0.8
注意，有利地设置至少一个或两个分流电阻器R1S&H、R2S&H，使得它们的阻抗被配置用于生成电压VMPPT的优化值。
接下来(步骤42)，再次当跟踪开关SWMPPT打开且DC-DC转换器16关闭时，生成第二和第三保持电容器C2S&H、C3S&H分别被充电的上和下阈值电压VTHUP、VTHDOWN的值：
VTHUP＝VS&H+VOS；以及
VTHDOWN＝VS&H-VOS。
然后(步骤44)，与第一去耦开关SW1类似地，采样开关SWS&H被驱动为打开状态。以这种方式，存储在保持电容器C2S&H、C3S&H中的电压值被保持，但是用于泄露电流(其在任何情况下以电路中的开关元件的适当设计来最小化)。
此外，跟踪开关SWMPPT被驱动为关闭状态，由此开始跟踪换能信号VTRANSD的值的步骤，这能够获取最大效率和最大耦合。第一比较开关SW1COMP被进一步驱动成闭合状态，使得比较器35的第二输入端处于上阈值电压VTHUP。
如前所述，跟踪步骤涉及：DC-DC转换器16经由比较器24的滞后控制来打开/关闭，其生成使能信号ENDCDC，使得获取信号VINDCDC(和随后的换能信号VTRANSD，假设存在由处于闭合状态的跟踪开关SWMPPT限定的短路)在上和下阈值电压VTHUP、VTHDOWN之间具有可变趋势，因此大约为采样电压VS&H，即优化值VMPPT。
详细地，DC-DC转换器16保持关闭，只要获取信号VINDCDC的值低于上阈值电压VTHUP，如步骤45所验证的。
一旦获取信号VINDCDC的值超过上阈值电压VTHUP，步骤46(步骤45之后)，使能信号ENDCDC切换(例如转为高态)，使能DC-DC转换器16(随后被开启)。
应该注意，相同使能信号ENDCDC的切换进一步控制第二比较开关SW2COMP的关闭，使得比较器35的第二输入端转为下阈值电压VTHDOWN，由此保证比较器25的滞后操作。
此外，DC-DC转换器16的启动使得降低了获取信号VINDCDC的值，因为DC-DC转换器16中的平均电流(当开启时)大于换能器12提供的电流。在该步骤中，存储电容器15的电容由此利用基本恒定的电流来充电(代替地，当DC-DC转换器16关闭时，通过换能器12来充电相同电容)。
在同一步骤46中，开始刷新时间间隔的计算，之后如以下所详细描述的，必须更新采样电压VS&H的值以及阈值电压VTHUP、VTHDOWN的值。
DC-DC转换器16保持开启，只要获取信号VINDCDC的值大于下阈值电压VTHDOWN，如步骤47所验证的。
只要获取信号VINDCDC的值下降到下阈值电压VTHDOWN之下，使能信号ENDCDC就再次切换(例如，转为低态)，使DC-DC转换器16失效(随后关闭)(步骤48)。
相同使能信号ENDCDC的切换进一步控制第二比较开关SW2COMP的打开，使得比较器35的第二输入端再次转为上阈值电压VTHUP。
此外，DC-DC转换器16的失效使得由于换能器12拉动的电流而增加了获取信号VINDCDC的电压。
增加和减小获取信号VINDCDC(随后是换能信号VTRANSD)的前述步骤逐一重复，直到刷新时间间隔达到期望值(该值可以便于调节，也在电路操作期间)，如相同步骤48所验证的。
在这种情况下，从步骤48开始，，对于换能器12提供的开路电压VOC的新采样，控制返回到初始步骤40，并且以与先前描述完全类似的方式，刷新采样电压值和阈值。
将参照图5的示图更好地理解所描述的操作，其示出了持续时间TMPPT的在跟踪MPPT条件的步骤期间获取信号VINDCDC和换能信号VTRANSD的曲线图以及持续时间TSAMPLE的刷新和采样的曲线图；进一步表示在每个开启/关闭循环中DC-DC转换器16开启以及DC-DC转换器16关闭的时间间隔具有持续时间TCYCLE。
具体地，时间间隔TMPPT远大于时间间隔TSAMPLE：TMPPT>>TSAMPLE。
通常，时间间隔TMPPT取决于应用领域，尤其是换能器12经受快速改变的环境条件的事实；例如，时间间隔TSAMPLE可以是几十毫秒的级别(例如，25ms)，以及时间间隔TMPPT可以在几秒到几十秒的范围内。
上述特性有利地能够显著降低平均电流消耗。在跟踪步骤期间，实际上，只有比较器25开启，从而得到极其低的电流消耗。
仅通过示例，在前述图5中，换能器12提供的开路电压VOC随着每次刷新采样值而增加。然而，显然在开始刷新时间间隔时，换能信号VTRANSD的值可以任意改变(例如，根据温度或照明条件，作为改变环境条件的函数)，由此能够根据环境刺激相对于紧接步骤增加、甚至减小。
如图6a、图6b所示，对应于换能器12提供的开路电压VOC的增加是先前限定的时间间隔TCYCLE的减小；因此，发生跟踪MPPT条件的步骤期间的大量循环。
通过示例，图6a参照0.4V的电压VOC，而图6b参照5V的电压VOC。
图7示出了用于提供第一和第二电压发生器模块32、34的可能电路实施方式，它们能够获取基本可忽略的泄露电流。
具体地，在这种情况下，获取接口14(前面已经参照图3描述了其元件，这里不再描述)包括电压跟踪放大器50，其输入端连接至第三内部节点N3且其输出端限定第六内部节点N6，由此在其上产生采样电压VS&H。
第六内部节点N6和参考端子GND之间连接具有阻抗RS的第一镜像电阻器51，从而通过其生成等于VS&H/RS的镜像电流IS。
获取接口14进一步包括电流镜52(以已知方式得到，但在本文不进行详细描述)，其具有连接至第六内部节点N6的镜像分支以及连接至第七内部节点N7的镜像分支，在其上对镜像电流IS进行镜像。
在第七内部节点N7和参考端子GND之间连接具有相同阻抗RS的第二镜像电阻器54，使得在第七内部节点N7上具有相同的采样电压VS&H。
在这种情况下，通过以下部件来形成第一电压发生器模块32：第一电流发生器55，其可以通过第二去耦开关SW2选择性地连接至第七内部节点N7，并生成参考电流Iref；以及第三去耦开关SW3，被设计为选择性地将第七内部节点N7连接至第四内部节点N4，在操作期间在其上存在上阈值电压VTHUP。可通过任何已知方式来得到第一电流发生器55。
此外，通过以下部件来形成第二电压发生器模块34：第二电流发生器57，可以经由第四去耦开关SW4选择性地连接至相同的第七内部节点N7作为第一电流发生器55的备选，并生成相同的参考电流Iref；以及第五去耦开关SW5，被设计为选择性地将第七内部节点N7连接至第五内部节点N5，在操作期间其上存在下阈值电压VTHDOWN。此外，可以以任何已知方式得到第二电流发生器55。
第二、第三、第四和第五去耦开关从相同的定时级25接收相应的控制信号(以本文没有示出的方式，如先前所讨论的)。
如前所述，上述电路的操作包括：在初始步骤中，通过关闭采样开关SWS&H和第一去耦开关SW1来采样换能器12的开路电压，并且随后在采样电压VS&H的第三内部节点N3上生成，其具有对应于优化值VMPPT的值。
接下来，打开采样开关SWS&H和第一去耦开关SW1，并且在第一保持电容器C1S&H上保持采样电压VS&H。
接下来，但是再次在采样时间间隔TSAMPLE内，第二和第三去耦开关SW2、SW3被首先关闭(通过第四和第五去耦开关SW4、SW5打开)，使得在第七内部节点N7上并随后在第四内部节点N4上，生成电压VTHUP＝VS&H+IREF·RS(注意，前述偏移电压VOS随后对应于IREF·RS)。
接下来，再次在采样时间间隔TSAMPLE内，第二和第三去耦开关SW2、SW3被打开，并且第四和第五去耦开关SW4、SW5被关闭，使得在第七内部节点N7上并随后在第五内部节点N5上生成电压VTHDOWN＝VS&H-IREF·RS。
接下来，第四和第五去耦开关SW4、SW5也被打开，使得在相应的第二和第三保持电容器C2S&H、C3S&H上保持上和下阈值电压VTHUP、VTHDOWN(随后跟踪时间间隔TMPPT的整个持续时间)，其中最小的泄露电流通过打开的开关。
在这点上，实现了本申请：通过保持电容器C2S&H、C3S&H实现的最大分散等于10mV/s，其中开路电压VOC为0.4V(即，在0.2V的示例中，考虑到一秒的时间间隔TMPPT的持续时间，等于优化电压VMPPT的5％)；以及通过相同保持电容器C2S&H、C3S&H实现的最小分散等于100mV/s，其中开路电压VOC为5V(在2.5V的示例中，再次考虑到一秒的时间间隔TMPPT的持续时间，约等于优化电压VMPPT的2％)。
由获取接口14实现的性能进一步通过图8a至图8d的曲线图来突出显示，它们参照使用热电类型的换能器12，具有以下特性：20kΩ的串联阻抗RTEG、包括在1V(最小值)和5V(最大值)之间的开路电压VOC。
详细地，图8a示出了随由换能器12传输的平均功率(可用功率PMAX)的变化的S&H级22的平均消耗。应该注意，这种消耗是严格受控的，并且几乎不取决于所传输的平均功率，因此几乎不取决于换能器12操作的环境条件和相同换能器12的电特性。
图8b示出了作为相同功率PMAX的函数的因数ηLOSS(参见前面的讨论)的曲线图。
图8c示出了也作为功率PMAX的函数的因数ηCOUPLE(参见前面的讨论)的曲线图。
图8d示出了也作为功率PMAX的函数的效率ηMPPT(参见前面的讨论)的曲线图。
具体地，注意，效率ηMPPT在20μW的可用功率下大于90％并且在高于100μW的可用功率下上升到98％以上。
从前面的描述中清楚地看出所提出的技术方案的优势。
具体地，用于跟踪MPPT条件的滞后电压控制能够大大节省功耗，例如与连续时间控制技术方案相比。
例如，条件TMPPT>>TSAMPLE在前述MPPT条件的跟踪中实现了客观的精度，并且实现了因子ηCOUPLE的非常高的值。
此外，获取接口14不使用其他DC/DC转换器来确保MPPT条件，由此使得所要求的外部部件的数量最小化；实际上代替许多已知技术方案的占空比控制来实施电压控制。
关于这一点，进一步指出，在所描述的技术方案中，保持电容器有利地均使用集成技术来得到而不作为外部部件(实际上，由于泄露电流的最小化，相同电容器的值不是非常大)。
所描述的技术方案进一步被证明是非常灵活且容易适应使用的不同的光电或热电单元；具体地，足以经由分压器30来调节采样电压VS&H的分压因数，以得到优化匹配的条件。
此外，一旦选择了操作模式，就利用热电单元或光电单元，发现MPPT条件的跟踪的效率与换能器12的电参数(例如，对应等效阻抗或对应开路电压)无关。
如前所述，能量获取系统可以有利地用于器件的电供应，其可以甚至不具有任何电池或者装配有可充电电池。
通过示例，图9示出了电子手镯或手表60，其通过利用环境和人体的温度差(在这种情况下，换能器12为热电类型)来结合用于生成电能的能量获取系统。电子手镯60可以有利地用于健康领域，例如用于计算用户所走的步数。
最后，显而易见的是，可以对本文描述和示出的实施例进行修改和变化而不背离由所附权利要求限定的本发明的范围。
具体地，能量获取系统10可以包括多个换能器12，它们均是相同的类型或者是相互不同的类型。
此外，明显地，能量获取系统10可以有利地用于其他应用或其他电子设备，例如用于汽车领域、或者还用于移动电子设备或衣服或其他服装制品(例如鞋类)、电子消费品领域(任何移动应用)、工业领域(例如，涉及高热量梯度的环境的控制处理)或者家庭自动化领域(例如，与光伏发电组合)。

Claims (15)

1.一种电能获取系统(10)，包括：
换能器(12)，被配置为将来自环境能量源的能量转换为换能信号(VTRANSD)；
获取接口(14)，用于电能获取，所述获取接口被配置为在输入端(14a)上接收所述换能信号(VTRANSD)并在输出端(14b)上提供获取信号(VINDCDC)；
能量存储元件(15)，耦合至所述获取接口(14)的所述输出端(14b)，用于接收所述获取信号(VINDCDC)；以及
电压转换器(16)，连接至所述输出端(14b)并被配置为生成调节电压(VREG)，
其特征在于，所述获取接口(14)被配置为：
对所述换能信号(VTRANSD)的开路电压值(VOC)进行采样；
生成从所述开路电压值(VOC)开始的优化电压值(VMPPT)，并基于所述优化电压值(VMPPT)生成上阈值电压(VTHUP)和下阈值电压(VTHDOWN)；并且
以切换模式控制所述电压转换器(16)，使得在至少一个第一操作条件中，所述获取信号(VINDCDC)具有包括在所述上阈值电压和所述下阈值电压(VTHUP、VTHDOWN)之间的值。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述获取接口(14)被配置为：在所述第一操作条件期间将所述输出端(14b)耦合至所述输入端(14a)，所述第一操作条件对应于最大功率点跟踪(MPPT)的条件；以及在第二操作条件期间将所述输出端(14b)从所述输入端(14a)去耦，通过所述获取接口(14)采样所述开路电压值(VOC)并生成所述上阈值电压和所述下阈值电压(VTHUP、VTHDOWN)。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述获取接口(14)包括跟踪开关(SWMPPT)，所述跟踪开关连接在所述输入端(14a)和所述输出端(14b)之间，并且被控制用于确定所述第一操作条件或所述第二操作条件。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述获取接口(14)包括：
采样和保持级(22)，在所述第二操作条件期间被配置为对所述换能信号(VTRANSD)的所述开路电压值(VOC)进行采样，其中所述跟踪开关(SWMPPT)处于打开状态，并且生成所述优化电压值(VMPPT)以及所述上阈值电压(VTHUP)和所述下阈值电压(VTHDOWN)；
比较级(24)，基于所述上阈值电压和所述下阈值电压(VTHUP、VTHDOWN)进行滞后电压控制，所述比较级被配置为生成用于所述电压转换器(16)的使能信号(ENDCDC)，使得在所述跟踪开关(SWMPPT)处于闭合状态的情况下，在所述第一操作条件中，所述获取信号(VINDCDC)和所述换能信号(VTRANSD)具有包括在所述上阈值电压和所述下阈值电压(VTHUP、VTHDOWN)之间的值。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的系统，其中所述获取接口(14)还包括定时级(25)，所述定时级被设计为生成控制信号和定时信号，用于确定所述第二操作条件之后的所述第一操作条件。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述定时级(25)被配置为：循环地确定所述第二操作条件的执行，用于更新所述开路电压值(VOC)以及所述上阈值电压和所述下阈值电压(VTHUP、VTHDOWN)；并且确定所述第二操作条件的每个新执行之后的所述第一操作条件的执行。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述优化电压值(VMPPT)对应于所述换能器(12)和所述获取接口(14)之间的最大耦合的条件。
8.根据权利要求1所述的系统，其中应用以下关系：
VTHDOWN<VMPPT<VTHUP，
其中VMPPT是所述优化电压值，VTHDOWN是所述下阈值电压，以及VTHUP是所述上阈值电压。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述获取接口(14)包括分压器(30)，用于生成从所述开路电压(VOC)的采样值开始的所述优化电压值(VMPPT)；其中所述分压器(30)的分压因数以所述优化电压值(VMPPT)对应于所述换能器(12)和所述获取接口(14)之间的最大耦合的条件的这种方式而被配置为所述换能器(12)的特性的函数。
10.根据权利要求9所述的系统，其中在所述换能器(12)是热电类型的情况下，所述分压因数等于0.5；以及在所述换能器(12)为光电类型的情况下，所述分压因数包括在0.75和0.9之间。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述获取接口(14)包括：第一保持元件(C1S&H)，用于保持所述优化电压值(VMPPT)；第二保持元件(C2S&H)，用于保持所述上阈值电压(VTHUP)；以及第三保持元件(C3S&H)，用于在所述第一操作条件期间保持所述下阈值电压(VTHDOWN)；以及去耦开关元件(SW1、SWS&H)，能够被控制以在保持相应的电压值的条件期间选择性地去耦所述第一保持元件、所述第二保持元件和所述第三保持元件。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述获取接口(14)包括：第一电压发生器模块(32)，用于生成从所述优化电压值(VMPPT)开始的所述上阈值电压(VTHUP)；以及第二电压发生器模块(34)，用于生成从所述优化电压值(VMPPT)开始的所述下阈值电压(VTHDOWN)；其中所述上阈值电压(VTHUP)和所述下阈值电压(VTHDOWN)与所述优化电压值(VMPPT)相差相同的偏移值(VOS)。
13.一种电子设备(60)，包括根据前述权利要求中任一项所述的电能获取系统(10)以及电负载，所述电负载被设计为通过所述电能获取系统(10)供电或充电。
14.一种电能获取方法，包括：
通过换能器(12)将来自环境能量源的能量转换为换能信号(VTRANSD)；
通过获取接口(14)在输入端(14a)上接收所述换能信号(VTRANSD)并在输出端(14b)上提供获取信号(VINDCDC)；
通过能量存储元件(15)耦合至所述获取接口(14)的所述输出端(14b)，接收所述获取信号(VINDCDC)并存储电能；以及
通过电压转换器(16)连接至所述输出端(14b)，生成调节电压(VREG)，
其特征在于，通过所述获取接口(14)包括以下步骤：
对所述换能信号(VTRANSD)的开路电压值(VOC)进行采样；
生成从所述开路电压值(VOC)开始的优化电压值(VMPPT)，并基于所述优化电压值(VMPPT)生成上阈值电压(VTHUP)和下阈值电压(VTHDOWN)；并且
以切换模式控制所述电压转换器(16)，使得在至少一个第一操作条件中，所述获取信号(VINDCDC)具有包括在所述上阈值电压和所述下阈值电压(VTHUP、VTHDOWN)之间的值。
15.根据权利要求14所述的方法，还通过所述获取接口(14)包括以下步骤：在所述第一操作条件期间将所述输出端(14b)耦合至所述输入端(14a)，所述第一操作条件对应于最大功率点跟踪(MPPT)的条件；以及在第二操作条件期间，将所述输出端(14b)从所述输入端(14a)去耦，用于对所述开路电压值(VOC)进行采样并用于生成所述上阈值电压和所述下阈值电压(VTHUP、VTHDOWN)。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9369005B2 (en) * 2013-03-01 2016-06-14 Massachusetts Eye & Ear Infirmary Energy extraction
US9379615B2 (en) * 2014-09-17 2016-06-28 Stmicroelectronics S.R.L. High-efficiency energy harvesting interface and corresponding energy harvesting system
US9894471B1 (en) 2015-07-25 2018-02-13 Gary M. Zalewski Wireless coded communication (WCC) devices with power harvesting power sources for processing biometric identified functions
US9911290B1 (en) 2015-07-25 2018-03-06 Gary M. Zalewski Wireless coded communication (WCC) devices for tracking retail interactions with goods and association to user accounts
US9923514B1 (en) * 2017-01-26 2018-03-20 Face International Corporation Security and tracking systems including energy harvesting components for providing autonomous electrical power
JP6623189B2 (ja) * 2017-03-17 2019-12-18 株式会社東芝 電源回路および電源装置
BR112020004654A2 (pt) * 2017-09-12 2020-09-08 Koninklijke Philips N.V. dispositivo sensor autoalimentado, receptor configurado para operar em uma rede, rede, método para medir uma quantidade física, método de controle, método para controlar um dispositivo sensor autoalimentado e produto de programa de computador

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102082443A (zh) * 2009-11-27 2011-06-01 通用电气公司 直流-交流转换系统和方法
CN102484431A (zh) * 2009-08-20 2012-05-30 第一太阳能有限公司 自适应光电逆变器
CN102640404A (zh) * 2009-11-24 2012-08-15 艾思玛太阳能技术股份公司 具有高开路电压的光伏阵列的启动
EP2518883A1 (en) * 2011-04-29 2012-10-31 STMicroelectronics S.r.l. System and method for efficiently harvesting environmental energy
CN103401421A (zh) * 2013-07-30 2013-11-20 浙江大学 一种Boost升压变换器的控制电路
EP2713500A2 (en) * 2012-09-27 2014-04-02 STMicroelectronics S.r.l. Enhanced-efficiency energy-scavenging interface, method for operation and energy-scavenging system comprising the interface
CN205195556U (zh) * 2014-09-17 2016-04-27 意法半导体股份有限公司 电能获取系统和电子设备

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4255789A (en) * 1978-02-27 1981-03-10 The Bendix Corporation Microprocessor-based electronic engine control system
US5949054A (en) * 1995-10-23 1999-09-07 Welch Allyn, Inc. Bar code reader for reading high to low contrast bar code symbols
US5903130A (en) * 1996-11-01 1999-05-11 Lucas Aerospace Power Equipment Corporation Fail-safe regulator biasing circuit
US5949197A (en) * 1997-06-30 1999-09-07 Everbrite, Inc. Apparatus and method for dimming a gas discharge lamp
US6111767A (en) * 1998-06-22 2000-08-29 Heliotronics, Inc. Inverter integrated instrumentation having a current-voltage curve tracer
US20040135562A1 (en) * 2003-01-13 2004-07-15 Oden Thomas Clark Single inductor multiple output switchmode power supply
DE602004006623T2 (de) * 2004-08-27 2008-01-17 Infineon Technologies Ag Steuerschaltung für Strombetriebsarten-Abwärtswandler
US7884727B2 (en) * 2007-05-24 2011-02-08 Bao Tran Wireless occupancy and day-light sensing
US20120119569A1 (en) * 2008-09-27 2012-05-17 Aristeidis Karalis Multi-resonator wireless energy transfer inside vehicles
EP2184661B1 (en) * 2008-11-07 2011-02-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Control circuit for a DC-DC converter
US8193798B1 (en) * 2009-10-29 2012-06-05 Texas Instruments Incorporated Buck regulators with adjustable clock frequency to achieve dropout voltage reduction
US8743574B2 (en) * 2010-03-10 2014-06-03 Purdue Research Foundation Efficient power conversion for ultra low voltage micro scale energy transducers
FR2961039B1 (fr) * 2010-06-04 2012-06-29 Commissariat Energie Atomique Circuit convertisseur et systeme electronique comportant un tel circuit
US8854004B2 (en) * 2011-01-12 2014-10-07 Samsung Sdi Co., Ltd. Energy storage system and controlling method thereof
EP2600488A3 (en) * 2011-01-26 2015-03-11 Mohamed Papa Talla Fall Energy converting apparatus and method
US9225199B2 (en) * 2011-03-22 2015-12-29 Triune Ip, Llc Variable power energy harvesting system
JPWO2012133249A1 (ja) * 2011-03-25 2014-07-28 京セラ株式会社 電力管理システム及び電力管理方法
EP2518878B1 (en) * 2011-04-29 2018-10-17 STMicroelectronics S.r.l. DC-DC converter, method for operating the DC-DC converter, environmental energy harvesting system comprising the DC-DC converter, and apparatus comprising the energy harvesting system
US20120109399A1 (en) * 2012-01-01 2012-05-03 Bao Tran Energy resource conservation systems and methods
ITTO20120846A1 (it) * 2012-09-27 2014-03-28 St Microelectronics Srl Interfaccia di raccolta di energia a basso consumo ed elevata efficienza, metodo per operare l'interfaccia di raccolta di energia, e sistema comprendente l'interfaccia di raccolta di energia
US9246383B2 (en) * 2012-10-05 2016-01-26 Linear Technology Corporation System and method for input voltage regulation of switch mode supplies implementing burst mode operation
US9842684B2 (en) * 2012-11-16 2017-12-12 Witricity Corporation Systems and methods for wireless power system with improved performance and/or ease of use
ITTO20130149A1 (it) * 2013-02-22 2014-08-23 St Microelectronics Srl Sistema di raccolta di energia con interfaccia di raccolta selettivamente attivabile e metodo per raccogliere energia
US9369005B2 (en) * 2013-03-01 2016-06-14 Massachusetts Eye & Ear Infirmary Energy extraction
US9048720B2 (en) * 2013-04-02 2015-06-02 Raytheon Company Bidirectional motor driver low voltage power supply (LVPS)
US10116208B2 (en) * 2014-01-28 2018-10-30 Stmicroelectronics S.R.L. DC-DC converter with improved energy management, method for operating the DC-DC converter, environmental energy harvesting system using the DC-DC converter, and apparatus using the energy harvesting system
US9541941B2 (en) * 2014-02-14 2017-01-10 Stmicroelectronics S.R.L. Energy harvesting interface with improved impedance matching, method for operating the energy harvesting interface, and energy harvesting system using the energy harvesting interface

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102484431A (zh) * 2009-08-20 2012-05-30 第一太阳能有限公司 自适应光电逆变器
CN102640404A (zh) * 2009-11-24 2012-08-15 艾思玛太阳能技术股份公司 具有高开路电压的光伏阵列的启动
CN102082443A (zh) * 2009-11-27 2011-06-01 通用电气公司 直流-交流转换系统和方法
EP2518883A1 (en) * 2011-04-29 2012-10-31 STMicroelectronics S.r.l. System and method for efficiently harvesting environmental energy
EP2713500A2 (en) * 2012-09-27 2014-04-02 STMicroelectronics S.r.l. Enhanced-efficiency energy-scavenging interface, method for operation and energy-scavenging system comprising the interface
CN103401421A (zh) * 2013-07-30 2013-11-20 浙江大学 一种Boost升压变换器的控制电路
CN205195556U (zh) * 2014-09-17 2016-04-27 意法半导体股份有限公司 电能获取系统和电子设备

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Publication number Publication date
US20160079855A1 (en) 2016-03-17
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