JP5864438B2 - エナジーハーベスタのためのdc−dcコンバータ及び電圧レギュレータのための低電力フィードバック及び方法 - Google Patents
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Description
Claims (20)
- 第1のDC電圧を第2のDC電圧に変換するための回路であって、
第1の参照電圧を受信するよう結合される第1の入力を有する誤差増幅器と、
前記第2のDC電圧を出力導体に生成するための出力段であって、前記誤差増幅器の出力に結合される第1の入力と前記第1のDC電圧を受信するよう結合される第2の入力とを有する、前記出力段と、
前記出力導体に結合される第1の端子と前記誤差増幅器の第2の入力にフィードバック導体により結合される第2の端子とを有する第1のコンデンサと、
第2の参照電圧に結合される第1の端子を有する分圧器と、
前記分圧器の第2の端子に結合される第1の端子と前記出力導体に結合される第2の端子とを有する第1のサンプリングスイッチと、前記フィードバック導体に結合される第1の端子と前記分圧器の出力に結合される第2の端子とを有する第2のサンプリングスイッチと、前記分圧器を周期的に励起させるため前記第1のサンプリングスイッチの制御端子に結合される第1の出力と、前記分圧器が励起される間前記第1のコンデンサを周期的にリフレッシュさせるため前記第2のサンプリングスイッチの制御端子に結合される第2の出力とを有し、前記分圧器内の電力消費を低減させるタイミング回路とを含む、サンプリング回路と、
を含む、回路。 - 請求項1に記載の回路であって、
前記フィードバック導体と前記第2の参照電圧との間に結合される第2のコンデンサを含む、回路。 - 請求項2に記載の回路であって、
前記分圧器が、前記第1のサンプリングスイッチの前記第1の端子に結合される第1の端子と前記分圧器の前記出力に結合される第2の端子とを有する第1のレジスタと、前記分圧器の前記出力に結合される第1の端子と前記第2の参照電圧に結合される第2の端子とを有する第2のレジスタとを含む、回路。 - 請求項3に記載の回路であって、
前記第2のコンデンサが、前記第2のレジスタの抵抗で除算した前記第1のレジスタの抵抗の比で乗算した前記第1のコンデンサの静電容量に等しい静電容量を有する、回路。 - 請求項1に記載の回路であって、
前記第1のサンプリングスイッチが第1のトランジスタを含み、前記第1のサンプリングスイッチの前記第1の端子、第2の端子、及び制御端子が前記第1のトランジスタのそれぞれ第1及び第2の電流キャリー電極及び制御電極であり、更に、前記第2のサンプリングスイッチが第2のトランジスタを含み、前記第2のサンプリングスイッチの前記第1の端子、第2の端子、及び制御端子が前記第2のトランジスタの第1及び第2の電流キャリー電極及び制御電極である、回路。 - 請求項1に記載の回路であって、
前記第1の参照電圧を生成するナノパワー電圧参照回路を更に含む、回路。 - 請求項1に記載の回路であって、
前記誤差増幅器がナノパワー増幅器である、回路。 - 請求項1に記載の回路であって、
前記出力段が低ドロップアウト(LDO)電圧レギュレータを含む、回路。 - 請求項1に記載の回路であって、
前記出力段が、前記第1のDC電圧に結合される入力と前記誤差増幅器の前記出力に結合される制御入力と前記出力導体に結合される出力とを有するバック/昇圧型コンバータを含む、回路。 - 請求項1に記載の回路であって、
前記出力段が、前記第1のDC電圧に結合されるソースと前記誤差増幅器の前記出力に結合されるゲートと前記出力導体に結合されるドレインとを有するトランジスタを含む、回路。 - 請求項1に記載の回路であって、
前記第1のDC電圧が、エナジーハーベスティングデバイスから収集された電圧信号である、回路。 - 請求項1に記載の回路であって、
前記タイミング回路が少なくとも1秒毎に約1回前記分圧器を励起する、回路。 - 請求項11に記載の回路であって、
前記第2のスイッチが開の間寄生漏れ電流に起因するチャージロスを前記第1のコンデンサに回復させることが可能となるのに少なくとも充分な時間量の間、前記タイミング回路が前記分圧器を励起する、回路。 - 請求項1に記載の回路であって、
前記タイミング回路が、周波数分周器を駆動するように結合される発信器と、前記タイミング回路の前記第1及び第2の出力に信号を生成するように、前記周波数分周器の種々の出力をデコードするデコード回路とを含む、回路。 - 請求項1に記載の回路であって、
前記誤差増幅器が相互コンダクタンス増幅器である、回路。 - 第1のDC電圧を第2のDC電圧に変換する方法であって、
(a)コンバータの誤差増幅器の第1の入力を第1の参照電圧を受信するように結合し、前記誤差増幅器の出力を前記コンバータの出力段の第1の入力に結合することであって、前記コンバータが前記第1のDC電圧を受信するよう結合される第2の入力を有し、前記コンバータの出力に前記第2のDC電圧を生成する、前記結合することと、
(b)タイミング回路と第1のサンプリングスイッチとを用いて、分圧器の第1の端子を前記第2のDC電圧に周期的に結合することと、
(c)前記タイミング回路と第2のサンプリングスイッチとを用いて、前記分圧器の出力をフィードバック導体に周期的に結合し、前記第2のDC電圧と前記誤差増幅器の第2の入力に結合される前記フィードバック導体との間に結合される第1のコンデンサをリフレッシュする、前記周期的に結合することと、
を含む、方法。 - 請求項16に記載の方法であって、
ステップ(b)が、前記第1のサンプリングスイッチを周期的に閉じて前記分圧器を出力導体に結合することと、前記分圧器が前記出力導体に結合されない間に前記第1のコンデンサの電圧が前記第1のコンデンサからのチャージの寄生リークから回復されることを確実にするのに充分な時間量の間、前記第2のサンプリングスイッチを閉じて前記分圧器の前記出力を前記フィードバック導体に結合することとを含む、方法。 - 請求項17に記載の方法であって、
前記誤差増幅器と前記出力段とのナノパワー実装を提供することを更に含む、方法。 - 請求項12に記載の方法であって、
前記フィードバック導体と前記第2の参照電圧間に第2のコンデンサを結合し、前記第1及び第2のコンデンサが、前記分圧器の分圧比に等しい分圧比を有する分圧器として機能するようにすることによって、前記誤差増幅器の安定性を確実にすることを更に含む、方法。 - 第1のDC電圧を第2のDC電圧に変換するための回路であって、
誤差増幅器の出力に応答し、前記第1のDC電圧に応答して、前記第2のDC電圧をコンバータの出力に生成するための手段と、
分圧器の第1の端子を前記第2のDC電圧に周期的に結合する手段と、
前記分圧器の出力をフィードバック導体に結合する手段であって、前記第2のDC電圧と前記フィードバック導体との間に結合される第1のコンデンサをリフレッシュし、前記フィードバック導体が前記誤差増幅器の入力に結合されている、前記手段と、
を含む、回路。
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