KR20200074048A - 에너지 수확을 위한 인터페이스 장치, 시스템 및 이를 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에너지 수확을 위한 멀티-입력 인터페이스(100), 시스템 및 이를 위한 방법에 관한 것이다. 인터페이스는 공통 펄스-폭 변조 스위치(5) 및 수 개의 에너지 변환 회로들을 포함하고, 그 각각은 상기 입력 및 출력에 연결되는 자기 요소(7)를 포함한다. 각각의 자기 요소는 디커플링 다이오드(8)를 지나는 입력 전류에 의해 닫힌 상태에서 자화되고 플라이백 다이오드(9)에 의해 상기 출력에서 차단되고; 상기 출력을 상기 플라이백 다이오드(9)를 지나서 상기 디커플링 다이오드(8)에 의해 상기 입력에서 차단되는 출력 전류에 의해 공급하기 위해, 열린 상태에서 탈자화된다. 서로 다른 채널들은 이로써 독립적이고 또한 그 각각이 사용되는 소스의 함수로서 최적화되는 서로 다른 인덕턴스들을 가진다. 제어는 바람직하게 불연속적인 전도 체제를 획득하기 위해 수행되어, 이로써 상기 입력 임피던스들과 외부 전기적 변수들 사이의 독립성을 제공한다.

Description

에너지 수확을 위한 인터페이스 장치, 시스템 및 이를 위한 방법{Interface device for energy harvesting, system and method therefor}

본 발명은 전기 에너지의 에너지 수확을 위한 인터페이스 장치에 관한 것이다. 이것은 또한 이러한 인터페이스 장치를 이용한 에너지 수확을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

에너지 수확을 위한 다른 방법들 및 장치들은, 예를 들어 자율 장치들의 맥락에서, 알려져 있다. 이러한 자율 장치들은 예를 들어 생체 내에 구현될 수 있는 격리된 센서들 및/또는 송신기들, 또는 장치들일 수 있다. 하지만, 특히 이 에너지 복구의 효율성 및 효과성에 있어서, 이 기술을 개선하는 것은 여전히 유용하다.

본 발명의 목적은 종래 기술의 단점들 및 한계들 모두 또는 일부를 극복하는 데, 특히

- 구현하기 쉽고 비용 효율적이고,

- 강건하고,

- 효율성 측면에서 효과적이고, 이용가능한 전력, 간결함, 및/또는 설계 및/또는 작동에 있어서 효과적이고 쉬운 최적화를 허용하는,

전기 에너지의 에너지 수확을 위한 인터페이스를 제안하는 데 있다. 예를 들어, 시간에 따라 변하는 조건들 하에서 및/또는 다른 종류들의 에너지 소스들에 대하여.

이 목적은

- 직류 전압, 또는 극성 변경 없이 시간의 함수로서 변하는 전압을 공급하는 전기적 에너지 소스에 의해 공급되는 그 각각에 배치되는 수 개의 입력들,

- 전기적 부하 또는 전기적 에너지 저장 수단에 연결되도록 배치되는 출력을 포함하여, 상기 전기적 부하에 공급되거나 또는 상기 저장 수단을 충전하기 위해 상기 입력들을 통해 수신되는 에너지를 이용하는, 에너지 수확을 위한 인터페이스 장치에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 상기 장치는

- 제어 신호에 따라 반복적으로 열리거나 및/또는 닫히도록 배치되는 적어도 하나의 제어 스위치, 및

- 복수의 에너지 변환 회로들을 포함하고, 그 각각은

- 상기 입력으로부터 에너지를 수신하는 것에 의해, 한편으로는 입력에 연결되고 또한 상기 제어 스위치의 닫힌 상태 동안 자화되도록 배치되고, 및

- 상기 출력에 전기 에너지를 공급하는 것에 의해, 다른 한편으로는 상기 출력에 연결되어 상기 제어 스위치의 열린 상태 동안 탈자화되는, 자기 요소를 포함한다.

본 발명에 따르면:

- 상기 장치는 상기 입력들 측 상에서 상기 변환 회로에 연결되고 또한 상기 에너지 변환 회로들을 제어하도록 배치되는 하나의 동일한 제어 스위치를 포함하고,

- 상기 장치는 상기 입력 측 상에서 전류가 상기 에너지 소스로부터 상기 자기 요소를 향해 들어가는 것을 허용하는 방향으로, 각각의 변환 회로에 직렬로 장착되는 적어도 하나의 단방향 성분을 포함하는 디커플링 수단으로 지칭되는 단방향 수단을 포함하고; 및

- 상기 장치는 각각의 자기 요소에 대하여 상기 출력 측 상에서 전류가 상기 자기 요소로부터 상기 출력을 향해 지나가도록 허용하는 방향으로, 상기 변환 회로에 직렬로 장착되는, 플라이백(flyback)으로 지칭되는 적어도 하나의 단방향 성분을 포함한다.

"직류 전압"이라는 용어는, 중요한 반복 횟수를 포함하고 이로써 상기 입력에서 상기 출력으로 전역 에너지가 전달되는 것을 허용하는 적어도 충분히 긴 시간 동안, 시간에 걸쳐 가변할 수 있지만 극성 변경을 나타내지 않는다는 의미에서, 여기서 직류 전압과 유사한 전압을 지시하는 데 이용된다.

바람직하게, 상기 단방향 성분들 전부 또는 일부는 그 각각이 하나의 다이오드로 실현된다.

수 개의 서로 다른 변환 회로들의 상기 자기 요소들이 서로 다른 인덕턴스들을 가질 수 있다.

바람직하게, 하나 또는 그 이상의 변환 회로들 각각은 그 인덕턴스가 상기 변환 회로의 상기 입력이 결정된 소스의 함수로서 결정되는 임피던스를 가지도록 결정되는 자기 요소를 가져서, 상기 결정된 소스으로부터의 그 에너지 수확을 최적화시키고, 상기 장치는 이로써 수 개의 서로 다른 소스들에 대하여 개별적으로 최적화된 입력들을 가지게 된다.

바람직하게, 모든 자기 요소들 또는 적어도 하나의 자기 요소는 상기 입력 측 상 및 상기 출력 측 상에서 전기적으로 연결되는 인덕턴스에 의해 실현되거나 또는 이를 포함한다.

대안적으로, 또는 조합하여, 상기 자기 요소는 커플링된 인덕턴스를 포함할 수 있고, 이것은 상기 입력에 연결되는 적어도 하나의 입력 인덕턴스 및 상기 출력에 연결되고 상기 입력 인덕턴스에 자기적으로 커플링되는 출력 인덕턴스를 포함한다.

본 발명의 제2 측면에 따르면, 전기적 부하에 또는 전기적 저장 요소에 전력을 공급하기 위해 에너지 수확을 위한 시스템이 제안되는데, 이것은

- 여기서 개시된 바와 같이 에너지 수확을 위한 장치, 그 출력은 상기 전기적 부하 또는 전기적 저장 요소에 연결되거나, 또는 이에 연결될 수 있도록 배치되고;

- 에너지 수확에 의해 전기 에너지를 생성하도록 배치되는 복수의 에너지 소스들, 통상적으로 비-전기적인, 상기 소스들은 상기 에너지 수확을 위한 장치의 서로 다른 입력들에 연결되고;

- 상기 제어 스위치에 상기 제어 신호를 공급하도록 배치되는 제어 회로를 포함한다.

바람직하게, 상기 에너지 수확 장치의 입력에 연결되는 수 개의 에너지 소스들은 동일한 타입 및/또는 다른 타입들의 에너지들을 이용한다.

상기 에너지 수확 장치의 입력에 연결되는 적어도 하나의 에너지 소스는 교류 전압을 생성하는 에너지 생성기를 포함하고 또한 상기 교류 전압을 정류하도록 배치되어 상기 소스가 직류 전압을 전달하게 되는 정류 회로를 포함한다.

바람직하게, 상기 정류 회로는 하나의 단방향 브랜치, 특히 상기 생성기와 병렬로 장착되고, 상기 브랜치는 하나 또는 그 이상의 단방향 성분들을 포함한다.

바람직하게, 이러한 단방향 브랜치는 다른 성분들이 있든 없든, 하나의 다이오드를 포함한다.

본 발명의 제3 측면에 따르면, 복수의 에너지 소스들에 그 서로 다른 입력들에 의해 연결되는 이러한 인터페이스 장치에 의해 구현되거나, 또는 여기서 개시되는 것과 같은 시스템에 의해 구현되는, 에너지 수확을 위한 방법이 제안되는데, 상기 방법은 결정된 주파수에서 제어 신호에 의한 듀티 사이클에 따라 제어되는 반복을 포함한다. 이 반복은 이하의 상태들을 포함하고, 상기 상태들은

- 상기 제어 스위치(5)의 온-스테이트 상태, 여기서 상기 변환 회로들 각각에 대하여, 상기 입력으로부터 발생하는 상기 전기 에너지는 상기 변환 회로로 들어가서, 상기 디커플링 수단을 지나 상기 자기 요소 내에 축적되고, 상기 플라이백 성분에 의해 상기 출력 측 상에서 차단되고; 및

- 상기 제어 스위치의 오프-스테이트 상태이고, 여기서 상기 변환 회로들 각각에 대하여, 상기 자기 요소에 의해 축적된 에너지는 상기 출력에 상기 플라이백 성분을 지나는 전류를 공급하고, 상기 디커플링 수단에 의해 상기 입력 측 상에서 차단된다.

입력이 교류 전압을 생성하는 에너지 생성기를 포함하는 에너지 소스에 의해 공급될 때, 상기 방법은 그후 상기 교류 전압의 정류를 포함하여 상기 소스가 상기 입력에 직류 전압을 전달한다.

바람직하게, 상기 제어 스위치의 열림 및 닫힘의 주파수 및 듀티 사이클은 상기 변환 회로들 중 하나의, 바람직하게는 전부 및 상기 자기 요소의 자화 및 탈자화가 상기 자기 요소 내에 불연속적인 전도 체제를 생성하도록 선택된다.

하나의 동일한 시스템 또는 장치 내에서, 특히 하나 또는 그 이상의 변환 회로들이 연속적인 전도 체제 하에서 작동할 때, 상기 방법은 작동 중, 그 작동을 재-최적화하고자 상기 인터페이스의 입력에서 및/또는 출력에서 발생하는 전기적 변수들의 변형들이 뒤따르는 조정 절차를 포함할 수 있다.

상기 방법은 예를 들어

- 상기 에너지 변환 회로들 각각에 대하여 제1 입력 임피던스 값을 생성하는, 상기 제어 신호의 주파수 및 듀티 사이클에 대한 제1 변수들의 세트에 의해 결정되는, 제1 작동 모드를 포함하고;

- 상기 작동을 하나 또는 그 이상의 입력들 또는 출력들의 외부 전기적 변수들 중 하나 또는 그 이상의 변형에의 적용을 고려하여,

- 상기 제어 신호의 상기 변수들을 변경하여, 상기 변형을 고려하기 위해 상기 변환 회로들의 임피던스를 변형하고, 이로써 상기 변형에 종속하여 제2 작동 모드에 도달하게 된다.

각각의 상황들, 또는 각각의 체제들에 있어서, 조정 전략은 바람직하게 전역 최적값에 대응하는, 즉 전반적으로 소스들을 고려하여, 작동 모드 중 하나의 모드를 찾고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 한정하지 않는, 일 실시예의 상세한 설명 및 첨부된 도면들로부터 명백해질 것이다.
도 1은 3 개의 입력들 및 어떠한 종류의 3 개의 소스들을 가지는, 본 발명의 제1 실시예를 보여주는 위상도이다.
도 2는 예를 들어 서로 다른 주파수들에서 공진하는 교류-전류 압전 생성기를 갖는 3 개의 소스들을 가지고 특히 진동 속도들 또는 주파수들에 종속하여, 시간에 따른 보충 공급을 제공하는, 본 발명의 제2 실시예를 보여주는 위상도이다.
도 3은 제2 실시예의 변형을 보여주는 위상도이다.
도 4는 제2 실시예의 변형을 보여주는 위상도이다.
도 5는 서로 다른 종류들의 3 개의 소스들을 가지고, 특히 환경 조건들에 종속하여, 시간에 따라 보충 공급을 제공하는, 본 발명의 제3 실시예를 보여주는 위상도이다.
도 6은 전체적인 소스들의 이용 및 소스들 각각의 개별적인 이용 사이의, 여기 주파수의 함수로서 도 2의 인터페이스 장치의 출력에서 전력 편차를 나타내는 비교 테스트의 디지털 곡선이다.
이 실시예들은 한정하는 것이 아니기 때문에, 본 발명의 변형들은 특히 특성들의 선택이 종래 기술에 대하여 본 발명을 구분하거나 또는 기술적인 장점을 부여하기에 충분하다면, 설명되거나 기재된 다른 특성들로부터 분리되어 이하에서 설명되거나 기재된 특성들의 선택만을 포함하는 것으로 예상될 수 있다(이 선택이 다른 특성들을 포함하는 하나의 문장 내에서 분리될지라도). 이 선택은 구조적인 상세사항들 없이, 및/또는 그 부분만으로도 종래 기술에 대하여 본 발명을 구분하거나 또는 기술적인 장점을 부여하기에 충분하다면 구조적인 상세사항들 중 일부만을 가지는, 적어도 하나의, 바람직하게 기능적인, 특징을 포함한다.

먼저, 본 발명의 제1 실시예는 도 1을 참조하여 설명될 것이다.

이 예에 있어서 주변 에너지의 에너지 수확을 위한 시스템(101)이 도시되어 있는데, 출력 전기적 부하를 공급하여, 여기서 전기적 저장 장치(4)를 충전한다. 이 저장 장치(4)는 예를 들어 전기화학적 배터리, 및/또는 커패시터와 같은, 알려진 종류이다. 전기적 부하 또한 공급된 전기 에너지를 한번에 둘 다 동시에 또는 연속적으로 직접적으로 소비하는 장치에 의해 형성될 수 있다.

이 시스템(101)은 수 개의 서로 다른 전기적 소스들(S1, S2 및 S3)을 포함하는데, 그 각각은 결정된 종류의, 통상적으로 비-전기적인 종류의 에너지를 수확한다. 이것은 예를 들어 주변 에너지, 예를 들어 진동 또는 음향파와 같은 기계적 에너지, 또는 열 에너지 또는 태양 에너지이다. 이 소스들은 인터페이스 장치(100)를 통해 출력 부하를 공급한다.

에너지 수확을 위한 인터페이스 장치(100)는 이하를 포함한다.

- 수 개의 입력들(IN1 내지 IN3), 각각은 그에 한정되는 입력 노드(1), 또는 입력 단자를 가진다. 입력들(IN1 내지 IN3) 모두는 또한 공통 노드(C1), 또는 공통 단자에 의해 서로 연결된다. 이 입력들은 그 각각이 여기서 S1 내지 S3으로 참조되는, 전기 에너지 소스(2)에 연결되는데, 이것은 이에 직류 전압, 또는 적어도 극성 변경 없이 시간의 함수로서 변하는 전압을 공급한다;

- 출력(OUT), 2 개의 노드들 또는 단자들(3 및 3')을 가지고, 여기서 에너지 저장 수단(4)인, 전기적 부하에 연결되어, 입력들을 통해 수신된 전기 에너지를 해당 저장 수단(4)을 충전하기 위해 이용한다.

장치(100)는 또한 이하를 포함한다:

- 제어 모듈 또는 장치(6)에 의해 공급되는 제어 신호에 따라 반복적으로 열리거나 및/또는 닫히도록 배치되는 제어 스위치(5), 및

- 복수의 에너지 변환 회로들, 그 각각은 공통 출력(OUT)과 및 그 개별적인 입력과 소통한다.

에너지 변환 회로들 각각은 자기 요소(7)를 포함하는데, 이 자기 요소는:

- 한편으로 다이오드(D1, D2, 또는 D3 각각)을 통해 입력(IN1, IN2 또는 IN3 각각)의 단자들(1 및 C1)에 연결되어, 이 입력으로부터 에너지를 수신하는 것에 의해, 제어 스위치(5)의 닫힌 상태가 시작될 때, 즉 스위치가 온-스테이트일 때 자화되고, 및

- 다른 한편으로 다이오드(D1', D2', 또는 D3' 각각)을 통해 출력(OUT)의 단자들(3 및 3')에 연결되어, 이 출력으로 전기 에너지를 공급하는 것에 의해, 제어 스위치(5)의 열린 상태가 시작될 때, 즉 스위치(5)가 오프-스테이트일 때 탈자화될 수 있다.

볼 수 있는 바와 같이, 인터페이스 장치(100)는 입력들의 측 상에서 공통 노드(C1)에 의해 연결되고, 이로써 해당 에너지 변환 회로들 각각을 제어하도록 배치되는, 3 개의 변환 회로들의 일부를 형성하는 하나의 동일한 제어 스위치(5)를 포함한다.

각각의 변환 회로에 있어서, 인터페이스 장치(100)는 이로써 입력의 입력 단자(1) 측 상에, 각각의 변환 회로에 직렬로 장착되는, 다이오드(D1, D2, 또는 D3)에 의해 여기서 형성되는, 단방향 성분을 포함하는, 디커플링 수단으로 지칭되는 단방향 수단(8)을 포함한다. 이 단방향 성분(8)은 전류가 에너지 소스(2)으로부터 자기 요소(7)를 향해 들어가는 것을 허용하는 방향으로 장착된다.

장치(100)는 각각의 자기 요소(7)에 대하여 출력(3) 측 상에서 전류가 자기 요소(7)로부터 출력(3)을 향해 지나가도록 허용하는 방향으로, 변환 회로에 직렬로 장착되는, 다이오드(D1', D2', 또는 D3')에 의해 여기서 형성되는, 플라이백(9)으로 지칭되는 단방향 성분을 포함한다.

이 예에 있어서, 단방향 성분들은 각각이 하나의 다이오드, 예를 들어 정류를 수행하는 데 이용되는 것들과 유사한 종류의 종래의 다이오드로 실현된다.

제어 스위치는, 여기서 Sw로 지시되는데, 예를 들어 알려진 종류의 트랜지스터, 예를 들어 전력 트랜지스터 또는 트랜지스터화된 스위치 또는 MOSFET 종류 트랜지스터이다.

제어 회로(6)는 예를 들어 펄스 폭 변조(PWM) 컨트롤러와 같은, 알려진 종류이다.

인터페이스 장치(100)는 여기서 3 개의 입력들(IN1, IN2 및 IN3)을 가진다. 하지만, 장치(100)의 다른 변형들에 있어서, 입력들의 수는 다를 수 있다.

입력들 각각은 직류 전압, 여기서는 광의로, 즉 극성 변경 없이 공급되는 전기 에너지 소스(2)에 의해 공급된다. 전기 에너지 소스들(2)은 이하의 용어들:

- 제1 입력(IN1)에 대하여 S1

- 제2 입력(IN2)에 대하여 S2

- 제3 입력(IN3)에 대하여 S3

에 의해 도 1에서 지시된다.

도 1의 예에 있어서, 서로 다른 에너지 소스들(2)은 극성의 변경 없이 전압을 전달하지만, 그 종류는 특정되지 않는다. 이들은 서로 다른 입력들에 따라서, 동일하거나 또는 상이한, 가능하다면 시간에 따라 가변될 수 있는, 전압을 전달할 수 있다.

에너지 소스들(2)에 의해 전달되는 전압은 예를 들어 소스들의 종류들에 따라서, 0.1 V와 500 V 사이에 포함된다.

장치(100)에 있어서, 부하 또는 저장 수단(4)은 재충전가능한 배터리, 예를 들어 3.6 V와 4.2 V 사이에 포함되는 전압을 갖는 리튬-이온 배터리이다.

장치(100)는 에너지 소스(2)마다 적어도 하나의 자기 요소(7)을 포함한다. 노드(12)는 각각의 변환 회로의 자기 요소(7)를 그 디커플링 수단(8) 및 그 플라이백 요소(9)에 에 연결한다. 각각의 변환 회로의 자기 요소(7)는 그러므로 한편으로는 노드(12)에 그리고 다른 한편으로는 노드(3')에 연결된다. 이 노드(3')는 이로써 변환 회로들의 자기 요소들(7) 모두와 연결되고, 이것은 제어 스위치(5)의 단자와 연결되고 또한 인터페이스 장치의 출력(OUT)의 단자를 형성하는데, 이것에 에너지 저장 수단(4)의 또는 부하(4)의 양의 단자가 연결된다.

각각의 변환 회로의 자기 요소들(7)은 통상적으로 그 각각이 결정된 인덕턴스를 공급하는 코일들(7)이고, 도 1에서

- 제1 변환 회로에 대하여 L1, 이것은 인터페이스(100)의 제1 입력(IN1)에 연결되고,

- 제2 변환 회로에 대하여 각각 L2, 이것은 장치(100)의 제2 입력(1)에 연결되고,

- 장치(100)의 제3 입력(1)의 레벨에서 제3 변환 회로에 대하여 각각 L3로 지시된다.

도 1에 도시된 장치(100)에 있어서, 자기 요소(7)는 입력(1) 측 상에 그리고 출력(3) 측 상에 양자가 전기적으로 연결되는 인덕턴스에 의해 실현된다. 자기 요소(7)는 통상적으로 코일이다. 여기에 도시된 예에 있어서, 변환 회로들 각각은 에너지 소스(2) 마다 하나의 코일(7)을 포함한다.

각각의 변환 회로에 있어서, 플라이백 성분(9)은 출력(OUT)의 단자(3)와 자기 요소(7) 사이에 직렬로 연결된다. 플라이백 성분(9)은 여기서 단방향 성분(9)에 의해서만, 여기서는 다이오드(9) 형태로만 형성된다. 플라이백 성분들(9)은 도 1에서

-- 제1 변환 회로의 플라이백(9)에 대하여 D'1,

-- 제2 변환 회로의 플라이백(9)에 대하여 D'2,

-- 제3 변환 회로의 플라이백(9)에 대하여 D'3

용어들에 의해 지시된다.

변형들에 있어서, 여기에 도시되지는 않았지만, 하나 또는 그 이상의 자기 요소들(7)은 커플링된 인덕턴스를 포함하는데, 이것은 자기적으로 서로 커플링된 2 개의 인덕턴스들을 포함한다: 입력(1)에 연결되는 입력 인덕턴스 및 출력(3)에 연결되고 이 입력 인덕턴스에 자기적으로 커플링된 출력 인덕턴스. 입력은 이로써 출력으로부터 전기적으로 절연될 수 있는 한편, 자기 요소 내부의 자기 커플링에 의해 이로 에너지를 전달한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전기적 부하에 대한, 여기서는 전기적 저장 요소(4)에 대한 전기 공급 시스템은,

- 상기에서 설명된 에너지 수확을 위한 장치(100), 그 출력(3)은 전기적 부하(4) 또는 전기적 저장 요소(4)에 연결되거나 또는 그 연결이 가능하도록 배치되고;

- 그 각각이 에너지 수확에 의해 전기 에너지를 생성하는 에너지 소스들(2)의 복수의 S1, S2, S3, 통상적으로 비-전기적인, 이 소스들(2)은 인터페이스 장치(100)의 서로 다른 입력들(1)에 연결되고;

- 제어 스위치(5)로 제어 신호를 공급하도록 배치되는 제어 회로(6)를 포함한다.

그 서로 다른 입력들(1)에 의해 복수의 에너지 소스들(2)에 연결되는, 장치(100)에 의해 구현되거나, 또는 상기에서 설명되는 장치(100)에 따른 시스템에 의해 구현되는, 에너지 수확을 위한 방법은, 2 개의 상태들의 반복을 포함한다. 이 반복은, 결정된 주파수에서 듀티 사이클에 따라서, 제어 회로(6)에 의해 방출되는 제어 신호에 의해 제어된다. 이 2 개의 상태들은 이하와 같다:

- 제어 스위치(5)의 온-스테이트 상태, 즉 여기서 스위치는 입력들 각각의 회로를 닫고, 및

- 제어 스위치(5)의 오프-스테이트 상태, 즉 여기서 스위치는 입력들 각각의 회로를 연다.

온-스테이트 상태의 시작에서 그리고 온-스테이트 구간 전부 또는 일부를 나타낼 수 있는 소정의 시간 구간 동안, 각각의 변환 회로들에 대하여, 입력(IN1, IN2, IN3)으로부터 발생하는 전기 에너지는 디커플링 수단(8)을 지나 중앙 노드(12)로 입력 전류의 형태로, 변환 회로로 들어가고, 자기 에너지의 형태로 자기 요소(7) 내에 축적된다. 이 입력 전류는 단방향 성분(D1', D2', D3' 각각)의 차단 방향으로 도달하기 때문에, 소스(2)의 입력 노드(1)로부터 발생하고, 또한 플라이백 성분(9)에 의해 출력(3) 측 상에서 차단된다. 온-스테이트 상태에 있어서, 각각의 소스(2)은 다른 소스들에 독립적으로 그 개별적인 자기 요소(7)를 자화시킨다.

오프-스테이트 상태의 시작에서 그리고 오프-스테이트 구간 전부 또는 일부를 나타낼 수 있는 소정의 시간 구간 동안, 각각의 변환 회로들에 대하여, 자기 요소(7)는 더 이상 소스에 의해 공급되지 않는다. 결과적으로, 이 자기 요소(7)에 축적되는 에너지는 중앙 노드(12)로 그 온-스테이트 방향으로 플라이백 성분(9)을 지나가기 위해, 단자(3')를 통해 부하(4)로 들어가는 출력 전류의 형태로, 출력(OUT)에 공급하기 위해 이를 떠나서 그 단자(3)를 통해 이로부터 배출된다. 이 상태 동안, 플라이백(9)으로부터 노드(12)에 도달하는 이 출력 전류는 단방향 성분(D1, D2, D3 각각)의 차단 방향으로 도달하기 때문에, 디커플링 수단(8)에 의해 입력(IN1, IN2, IN3)의 입력 노드(1) 측 상에서 차단된다.

장치(200)에 있어서, 플라이백 성분(9)은 압전 공진기들(11)로부터 발생하는 전류가 단지 그래서 완전히 자기 요소들(7)로 들어가도록 강제한다.

디커플링 수단(8)은 자기 요소(7)가 탈자화될 때 자기 요소들(7)로부터 에너지 소스들(2)로 에너지 전달을 막는다. 자기 요소들(7)의 탈자화는 이로써 디커플링 수단(8) 덕분에 다른 채널들에 독립적으로 각각의 채널에서 수행된다.

이해되는 바와 같이, 온-스테이트 상태 동안, 그 개별적인 입력 상에서 서로 다른 에너지 소스들 각각에 의해 전달되는 전류는, 입력 노드(1)를 통해 인터페이스(100)로 들어가서, 그후 디커플링 수단(8)을 지나 그후 인덕턴스(7)를 자화시킨다.

도 2 내지 도 4 및 도 6은 도 1에 기초하여, 소정의 부분들을 상세히 하면서, 본 발명의 제2 실시예의 예들을 보여준다.

이 제2 실시예에 있어서, 도 1과의 차이점들만 설명할 것이다.

이 실시예에 있어서, 장치(200)의 입력에 연결되는 에너지 소스들(2) 각각은 교류 전압을 생성하는 에너지 생성기(11)를 포함하고 또한 이 교류 전압을 정류하여 이 소스(11)이 직류 전압을 전달하도록 배치되는 정류 회로(10)를 포함한다. 각각의 정류 회로(10)는 여기서 점선들인 사각형에 의해 둘러싸여 있다.

인터페이스(200)의 입력에서 소스들(2)의 에너지 생성기들(11)은 통상적으로 비-전기적 주변 에너지로부터 전기 에너지를 생성하는 트랜스듀서들이다. 도 2 내지 도 4 및 도 6에서 고려되는 경우에 있어서, 에너지 생성기들(11)은 도 2 내지 도 4 및 도 6에 아래의 용어들에 의해 나타내어진, 압전 공진기들(11)이다:

- 제1 입력(IN1)의 공진기(11)에 대하여 PZ1,

- 제2 입력(IN2)의 공진기(11)에 대하여 PZ2,

- 제3 입력(IN3)의 공진기(11)에 대하여 PZ3.

공진기들(11)은 여기서 도시되지 않은 수단에 의해, 인터페이스 회로에 의해 별도로 연결되거나 및/또는 동시에 연결될 수 있다. 공진기들(11)은 동일하거나 또는 서로 다를 수 있다. 문제의 장치(200)의 경우에 있어서, 공진기들(11)은 서로 다르고 예를 들어 서로 다른 주파수들에서 공진하도록 선택된다.

정류 회로(10)는 각각의 압전 공진기(11)에 병렬로 연결되고, 생성기들(11)에 의해 전달되는 입력 교류 전압(AC)을 직류 전압(DC) 또는 적어도 정류된 전압(즉, 극성의 변경 없는)으로 변환한다. 정류 회로(11)는 다른 방법들로 실현될 수 있다.

도 2는 특히 정류 회로(10)에 대하여, 시스템(201)의 바람직한 모드를 보여준다. 이 정류 회로(10)는 여기서 장치(200)의 입력들 각각에 대하여 하나의 단방향 요소를 포함한다. 이 단방향 요소(10)는 통상적으로 하나의 다이오드, 예를 들어 종래 종류의 정류 다이오드이다. 하나의 단방향 요소(10)의 이용은 정류 회로의 구현을 제공한다. 하나의 다이오드(10)에 의한 정류 회로는 종래의 다이오드 브리지보다 단순하고, 또한 직류 전압으로 교류 신호의 변환과 연관된 손실들을 감소시는 것을 가능하게 해준다. 정류 다이오드(10)에 있어서의 전압 강하에 있어서의 손실은 종래의 4-다이오드 브리지에서보다는 더 적다. 게다가, 경험은 하나의 다이오드에 의한 정류는, 예상되는 것보다는 훨씬 적게, 또는 종래의 브리지에 대하여 효율성을 감소시키지 않음을 증명한다.

도 3에 있어서, 정류 회로(10)는 장치(200)의 입력들 각각에 대하여 다르다. PZ1 공진기(11)의 정류 회로(10)는 4 개의 다이오드들로 구성되는, 종래의 4-브랜치 다이오드 브리지를 포함하는데, 여기서 콘덴서를 포함하는 필터 브랜치에 병렬로 연결된다. PZ2 공진기(11)의 레벨에서, 정류 회로(10)는 4-브랜치 다이오드 브리지와 유사하지만 소스과 브리지의 출력 단자들 사이에 커패시터를 가지지 않는다. PZ3 공진기(11)의 레벨에서, 정류 회로(10)는 각각의 브랜치 상에서 다이오드를 가지는 2-브랜치 다이오드 브리지로 구성되고, 또한 필터 브랜치는 브리지와 소스 출력에 병렬로, 콘덴서를 포함한다. 다이오드 브리지 정류 회로들(10)은 이로써 각각의 소스의 출력에서, 생성기들(11)에 의해 생성되는 전압의 극성에 상관없이, 동일한 극성을 유지하는 전압을 공급한다.

도 4에 있어서, 정류 회로(10)는 여기서 필터링 없이 4-브랜지 다이오드 브리지의 형태로, 3 개의 입력들(IN1, IN2 및 IN3)에 있어서 동일하다. 정류 회로는 도 3의 PZ2 입력의 레벨에서 동일하다.

다이오드들에 의한 정류가 있고 필터링이 없는 실시예들에 있어서, 여기서 제2 소스(2)의 도 3에 있어서, 그리고 도 4의 소스들(2) 각각에 있어서, 정류 회로(10)는 또한 디커플링 수단(8)의 기능을 수행함에 유의해야 한다. 이로써, 이러한 회로(10)에 있어서, 입력 노드(1)(여기서는 상부 부분에 있어서)를 향하는 온-스테이트에 있는 2 개의 다이오드들은 한편으로 생성기들(11)에 이해 전달되는 전압의 정류를, 다른 한편으로 입력의 디커플링 수단(8)을 형성을 수행한다. 인터페이스 회로(200)를 나타내는 점선들로 프레이밍하는 것이 도 3 및 도 4의 좌측 상에서 연장하고, 동시에 정류 회로(10)의 일부를 형성하는 소정의 다이오드들을 둘러싸는 이유이다.

도 2에 도시된 인터페이스 장치(200)에 있어서, 수 개의 변환 회로들의 자기 요소들(7)은 서로 다른 인덕턴스들을 가진다. 자기 요소(7)의 인덕턴스는 사용되는 공진기의 함수로서 선택되어, 서로 다른 공진기들(11)과 양립할 수 있고 또한 이를 최적화시킬 수 있는 서로 다른 입력 임피던스들을 생성하게 된다.

인터페이스(200)에 있어서, 플라이백 성분들(9)은 압전 공진기들(11)로부터 발생하는 전류가 자기 요소들(7)로만 그러므로 완전히 들어가도록 강제한다. 이러한 장치(200)(100과 같이)에 있어서 플라이백 성분들(9)은, 에너지 생성기들(11)이 입력들 각각에 대하여 서로 다른 전압을 전달할지라도, 전체적으로 소스들에 대하여 출력을 그 최대 능력들까지 공급하는 것을 가능하게 해준다. 그렇지 않다면, 최대 전압을 전달하는 생성기(11)만이 부하(4) 또는 에너지 저장 요소(4)를 공급하는 데 참여한다.

시스템(201)은 제어 스위치(5)의 온-스테이트 또는 오프-스테이트 상태를 제어하는 것을 가능하게 해주는 신호를 전달하는 하나의 제어(6)를 포함한다. 이 경우에 있어서 신호는 장방형이다. 제어 신호는 통상적으로 수 Hz와 수백 kHz 사이에 포함되는 주파수(f_sw)에 의해, 그리고 구간 내에서 열린 상태와 닫힌 상태 사이의 비를 나타내는 듀티 사이클(D)에 의해 정의된다. 스위치는 예를 들어 도 2 내지 도 4에서 "T"에 의해 식별되는 트랜지스터(5)이다. 제어 스위치(5)는 여기서 예를 들어 MOSFET 종류의 트랜지스터의 형태로 도시되어 있다.

이 예들에 있어서, 에너지 수확 방법은 이로써 생성기 또는 생성기들(PZ1 내지PZ3)에 의해 발생하는 교류 전압의 정류를 포함하여 그 각각의 소스들(2) 각각은 그 개별적인 입력들로 정류된 전압을 전달한다.

해당 예들은 3 개의 입력들을 갖는 인터페이스에 관한 것이다. N 입력들(1)을 갖는 인터페이스 회로에 있어서, N 디커플링 다이오드들(8), N 플라이백 다이오드들(9) 및 하나의 전자 스위치(5)가 있을 것이다.

제어 신호의 2 개의 제어 변수들의 조정은 압전 공진기들(11)에 의해 공급되는 전체 전력을 전체적으로 최적화하는 것을 가능하게 해준다. 이 전력 최적화는 소스의 임피던스(그 정류 회로(10)에 결합된 압전 공진기(11))와 인터페이스 회로(200)의 대응하는 입력의 입력 임피던스 사이의 최적값 적용으로 분석될 수 있다.

최적값 임피턴스 적용은 인터페이스 회로(200)가 불연속적인 전도 체제 하에서 작동할 때, 즉 인덕턴스들(L1, L2, L3)이 디커플링 구간(T_sw=1/f_sw) 동안 완전히 탈자화될 때, 매우 단순하다. 이 작동 체제에 있어서, 에너지 수확 인터페이스(200)(또는 인터페이스 회로(200))의 입력 "i"의 임피던스(Zi)는 하기의 식을 증명한다:

Zi=2*Li*f_sw/D*D

이로써, 내부 임피던스가 알려진 압전 공진기(11) 및 정류 수단(10)을 포함하는, 주어진 조립체에 있어서, 입력(i)의 입력 임피던스는, 스위칭 주파수(f_sw), 듀티 사이클(D) 및 인덕턴스(Li)에 대하여 적절한 값을 선택하는 것에 의해, 최적 값으로 조정될 수 있다. 변수들(f_sw 및 D)은 모든 입력들에 공통적이지만, 서로 다른 값들을 갖는 인덕턴스들(Li)을 선택한다는 사실은 인터페이스(200)의 입력들 각각에 대하여 서로 다른 임피던스들을 획득하는 것을 가능하게 해준다.

도 6은 도 2의 구성에 있어서, 공진기들(11)이 인터페이스 회로에 분리되어 연결되고, 그후 이들은 동시에 연결될 때(하나의 동일한 기계적 여기 전력에 대하여), 주파수의 함수로서 인터페이스 장치(200)의 출력에서 측정된 전력 값들(W)을 보여준다. 공진기들(11)이 동시에 연결될 때, 회로의 출력(3)에서 획득되는 전력은 공진기들(11) 각각에 의해 독립적으로 공급되는 전력 값들의 합과 동일하다. 곡선들(Res1, Res2, 및 Res3)은, 그 각각이 그 개별적인 PZ1, PZ2, PZ3 공진기(11)의 공진 주파수에 위치되는 하나의 최대값을 가지는데, 3 개의 개별적으로 연결된, 즉 각각에 대하여 다른 모두와 연결해제되어 있는 공진기들(11)을 나타낸다. 곡선 "Res1+Res2+Res3" 또는 활용 곡선은, 3 개의 공진기들(11)이 동시에 연결되어 있는 경우를 나타낸다. 공진기들(11)이 동시에 연결되어 있는 경우에 있어서, 장치(200)의 출력에서 획득되는 전력은 주어진 주파수에서 공진기들(11) 각각에 의해 독립적으로 공급되는 전력 값들의 합과 동일하다. 3 개의 개별적으로 연결된 공진기들(11)의 최대치는 활용 곡선의 최대치에 대응하고, 또한 활용 곡선의 변형들은 곡선들(Res1 내지 Res3)의 출력에서 전력 값들의 합에 근접하게 뒤따른다는 것을 관찰될 수 있다. 도 5에 도시된 경우에 있어서, 공진기들(11)의 공진 주파수들은 가능한 한 넓은 패스밴드를 획득하도록 선택되었고, 이 패스 밴드 전체에 대하여 최소 임계치, 여기서는 대략 0.015 W보다 더 큰 전역 전력을 유지하였다. 엇갈리는 주파수들의 이 선택은 특히 주파수 또는 속도에 있어서 매우 큰 편차들에 대하여 이용가능한 영구적인 공급을 가지는 것을 가능하게 해준다. 이러한 의미에서, 복수의 입력들을 갖는 인터페이스 회로와 결합된 공진기들(11)의 행렬은 특히 단순한 해법(구현하기에 용이한)을 구성하는데, 이것은 강건하고 효과적이다.

장치(200)에 의해 묘사되는 시스템에 있어서, 에너지 수확 장치(200)의 입력(1)에 연결되는 적어도 하나의 에너지 소스(2)은 교류 전압을 생성하는 에너지 생성기(11)를 포함하고, 또한 이 교류 전압을 정류하여 이 소스(2)이 직류 전압을 전달하도록 배치되는 정류 회로(10)를 포함한다.

정류 회로(10)는 특히 생성기(11)에 병렬로 장착되는, 하나의 단방향 브랜치를 포함하고, 이 브랜치는 하나 또는 그 이상의 단방향 성분들을 포함한다.

단방향 브랜치는 여기서 하나의 다이오드를 포함한다.

바람직하게, 제어 신호의 주파수 및 듀티 사이클은, 예를 들어 스위치(5)의 제어 변수들(6)을 조정하기 위해 전달되는 전력의 측정을 이용하는 서보-제어 알고리즘(최대 전력 점 추적으로 지칭되는)에 의해, 인터페이스 회로(200)의 출력(OUT) 상으로 전달되는 전기 전력을 전역적으로 최적화하도록 결정된다.

제어 신호의 이 최적화는 제조 또는 설치 동안 한번, 또는 예를 들어 재초기화에 의해 수시로, 수행될 수 있지만, 예를 들어 소스들(2)의 전력 또는 주파수 편차들을 따라서 작동 동안 시간에 대하여 지속적으로 수행될 수 있다.

바람직하게, 제어 스위치(5)의 열림 및 닫힘의 주파수 및 듀티 사이클은 자기 요소(7) 및 변환 회로들 전부 또는 일부의 자화 및 탈자화가 이 자기 요소(7) 내의 불연속적인 전도 체제를 생성하도록 선택된다.

이 경우에 있어서, 장치는 장치(200)의 출력에서 획득되는 전역 전력을 최적화하도록 배치 및/또는 조정된다. 이 체제 하에서 인터페이스 회로의 임피던스는 입력 및 출력 전압들에 독립적이고, 이것은 그 전기적 변수들이 시간에 걸쳐서 변할지라도 이 최적화를 유지하는 것을 가능하게 해준다.

선택적으로, 장치(200)에 따른 방법은,

- 이 에너지 변환 회로들 각각에 대하여 제1 입력 임피던스 값을 생성하는, 제어 신호의 주파수 및 듀티 사이클에 대한 제1 변수들의 세트에 의해 결정되는, 제1 작동 모드를 포함하고;

- 작동을 하나 또는 그 이상의 입력들(IN1, IN2, IN3) 또는 출력들(OUT)의 외부 전기적 변수들 중 하나 또는 그 이상의 변형에의 적용을 고려하여,

- 제어 신호의 상기의 변수들을 변경하여, 상기의 변형을 고려하기 위해 변환 회로들의 임피던스를 변형하고, 이로써 상기의 변형에 종속하여 제2 작동 모드에 도달하게 된다.

불연속적인 전도 체제 하에서, 제어 신호 및/또는 그 변화는 주파수들의 함수로서 단지 또는 주로 지배된다.

자기 요소 또는 요소들(7)이 연속적인 전도 체제 하에서 작동하는 경우에 있어서, 의도적으로든 아니든, 인터페이스 회로(200)의 입력 임피던스는 입력 및 출력 전압들에 종속한다.

신호 변수들을 변경하는 단계는 그후 새로운 전역 최적화를, 예를 들어 실제로 전달되는 전력에 기초한 서보-제어에 의해, 포함할 수 있다.

도 5는 제3 실시예를 보여주는데, 이것은 그 차이점들에 대해서만 설명될 것이다.

이 예에 있어서, 주변 에너지의 에너지를 수확하기 위한 시스템(301)은 수 개의 소스들(2): 서로 다른 종류들의 에너지를 복구하는 S1, S2 및 S3을 포함한다.

제1 입력(IN1)의 레벨에서, 소스(2)은 통상적으로 태양전지 패널에 기초한, 광원(PV1)으로, 직류 전압을 생성한다. 제2 입력(IN2)의 레벨에서, 소스(2)은 알려진 종류의 열전기 원(TH2)으로, 직류 전압을 생성한다. 제3 입력(IN3)의 레벨에서, 소스(2)은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 정류 회로가 구비된, PZ3 압전 공진기(11)이다. 다른 종류들의 에너지, 예를 들어 움직임 동안 마찰에 의해 및/또는 공기 또는 물 흐름에 의해 야기되는 생성기 또한 회복될 수 있다.

입력들(IN1 및 IN2), 직류 전압을 직접 생성하는 그 소스들(PV1 및 TH2)에 대하여, 전달된 에너지는 다이오드들(D1 및 D2)에 의해 형성되는 디커플링 요소들(8)로 직접 전달된다. 입력(IN3)의 레벨에서, 공진기(11)에 의해 전달되는 교류 전압은, 하나의 다이오드에 의해, 단방향 정류기 요소(10)에 의해 정류된다. 에너지 수확을 위한 장치(300)는 서로 다른 에너지 소스들, 여기서는 광, 열 및 기계적인 에너지 소스들을 동시에 이용하기 때문에 "멀티-소스"로서 기술될 수 있다. 통상적으로, 장치(300)의 자기 요소들(7)은 서로 다르고 또한 그 각각이 이에 공급되는 소스(2)의 함수로서 최적화되도록 결정된다.

대안적으로 또는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같은 멀티-주파수 입력들과 조합하여, 수 종류들의 소스의 이용은 회복되는 전력을 증가시키거나, 및/또는 몇몇의 소스들이 부족할 때, 예를 들어 밤이거나 또는 바람이 없을 때 시간에 따른 공급을 유지하는 것을 가능하게 해줄 수 있다.

물론, 본 발명은 설명된 예들에 한정되지 않고, 수많은 조정들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 예를 들어 극성들 모두의 단순한 역치로 인해, 이 예들에 행해질 수 있다.

Claims (14)

1. 전기적 부하(4)에 대하여 또는 전기적 저장 요소(4)에 대하여 전력을 공급하기 위한 에너지 수확을 위한 시스템에 있어서,
   - 수 개의 입력들(IN1, IN2, IN3), 상기 전기적 부하(4) 또는 전기적 저장 요소(4)에 연결되거나, 또는 이에 연결 가능하기 위해 배치되는 출력(OUT)을 포함하는, 에너지 수확을 위한 인터페이스 장치;
   - 에너지 수확에 의해 전기 에너지를 생성하도록 배치되는 복수의 에너지 소스들(2), 특히 비-전기적, 상기 소스들(2)은 상기 에너지 수확을 위한 장치의 서로 다른 입력들에 연결되고;
   - 적어도 하나의 제어 스위치(5)에 제어 신호를 공급하도록 배치되는 제어 회로(6)를 포함하고,
   이때 에너지 수확을 위한 상기 인터페이스 장치는,
   - 상기 수 개의 입력들(IN1, IN2, IN3)은 직류 전압, 또는 극성의 변경 없이 시간에 대한 함수로서 변하는 전압을 공급하는 전기 에너지 소스(2)에 의해 그 각각에 공급되도록 배치되고,
   - 상기 출력(OUT)은 상기 전기적 부하(4) 또는 상기 전기 에너지 저장 수단(4)에 연결되도록 배치되어, 상기 입력들을 통해 수신되는 에너지를 상기 전기적 부하(4)를 공급하거나 또는 상기 저장 수단(4)을 충전하기 위해 이용하고,
   - 상기 적어도 하나의 제어 스위치(5)는 제어 신호에 따라 반복적으로 열리거나 및/또는 닫히도록 배치되고, 및
   - 복수의 에너지 변환 회로들을 포함하고, 그 각각은
   - 상기 입력(IN1, IN2, IN3)으로부터 에너지를 수신하는 것에 의해, 한편으로는 입력(IN1, IN2, IN3)에 연결되고 또한 상기 제어 스위치(5)의 닫힘 상태 동안 자화되도록 배치되고, 및
   - 상기 출력(OUT)에 전기 에너지를 공급하는 것에 의해, 다른 한편으로는 상기 출력(OUT)에 연결되어 상기 제어 스위치(5)의 열림 상태 동안 탈자화되는, 자기 요소(7)를 포함하고;
   - 상기 장치는 상기 입력들(IN1, IN2, IN3) 측 상에서 상기 변환 회로에 연결되고 또한 상기 에너지 변환 회로들을 제어하도록 배치되는 하나의 동일한 제어 스위치(5)를 포함하고,
   - 상기 장치는 상기 입력(IN1, IN2, IN3) 측 상에서 전류가 상기 에너지 소스(2)으로부터 상기 자기 요소(7)를 향해 들어가는 것을 허용하는 방향으로, 각각의 변환 회로에 직렬로 장착되는 적어도 하나의 단방향 성분을 포함하는 디커플링 수단(8)으로 지칭되는 단방향 수단을 포함하고; 및
   - 상기 장치는 각각의 자기 요소(7)에 대하여 상기 출력(OUT) 측 상에서 전류가 상기 자기 요소(7)로부터 상기 출력(OUT)을 향해 지나가도록 허용하는 방향으로, 상기 변환 회로에 직렬로 장착되는, 플라이백(9)으로 지칭되는 적어도 하나의 단방향 성분을 포함하는, 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 단방향 성분 전부 또는 일부는 그 각각이 하나의 다이오드로 실현되는 것을 특징으로 하는, 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 수 개의 서로 다른 변환 회로들의 상기 자기 요소들(7)이 서로 다른 인덕턴스들을 가지는 것을 특징으로 하는, 시스템.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 또는 그 이상의 변환 회로들 각각은 그 인덕턴스가 상기 변환 회로의 상기 입력(IN1, IN2, IN3)이 결정된 소스(2)의 함수로서 결정되는 임피던스를 가지도록 결정되는 자기 요소(7)를 가져서, 상기 결정된 소스(2)으로부터의 그 에너지 수확을 최적화시키고, 상기 장치는 이로써 수 개의 서로 다른 소스들(2)에 대하여 개별적으로 최적화된 입력들을 가지는 것을 특징으로 하는, 시스템.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 자기 요소(7)는 상기 입력(IN1, IN2, IN3) 측 상 및 상기 출력(OUT) 측 상에서 전기적으로 연결되는 인덕턴스에 의해 실현되는 것을 특징으로 하는, 시스템.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자기 요소(7)는 커플링된 인덕턴스를 포함하고, 이것은 상기 입력(IN1, IN2, IN3)에 연결되는 적어도 하나의 입력 인덕턴스 및 상기 출력(OUT)에 연결되고 상기 입력 인덕턴스에 자기적으로 커플링되는 출력 인덕턴스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스템.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 수확 장치의 입력에 연결되는 수 개의 에너지 소스들(2)은 동일한 타입 및/또는 다른 타입들의 에너지들을 이용하는 것을 특징으로 하는, 시스템.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 수확 장치의 입력에 연결되는 적어도 하나의 에너지 소스(2)은 교류 전압을 생성하는 에너지 생성기(11)를 포함하고 또한 상기 교류 전압을 정류하도록 배치되어 상기 소스(2)이 직류 전압을 전달하게 되는 정류 회로(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스템.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정류 회로(10)는 하나의 단방향 브랜치, 특히 상기 생성기(11)와 병렬로 장착되고, 상기 브랜치는 하나 또는 그 이상의 단방향 성분들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스템.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단방향 브랜치는 하나의 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스템.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 시스템에 의해 구현되는 에너지 수확을 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 결정된 주파수에서 제어 신호에 의한 듀티 사이클에 따라 제어되는, 이하의 상태들의 반복을 포함하고, 상기 상태들은
    - 상기 제어 스위치(5)의 온-스테이트 상태, 여기서 상기 변환 회로들 각각에 대하여, 상기 입력(IN1, IN2, IN3)으로부터 발생하는 상기 전기 에너지는 상기 변환 회로로 들어가서, 상기 디커플링 수단(8)을 지나 상기 자기 요소(7) 내에 축적되고, 상기 플라이백 성분(9)에 의해 상기 출력(OUT) 측 상에서 차단되고; 및
    - 상기 제어 스위치(5)의 오프-스테이트 상태이고, 여기서 상기 변환 회로들 각각에 대하여, 상기 자기 요소(7)에 의해 축적된 에너지는 상기 출력(OUT)에 상기 플라이백 성분(9)을 지나는 전류를 공급하고, 상기 디커플링 수단(8)에 의해 상기 입력(IN1, IN2, IN3) 측 상에서 차단되는, 방법.
12. 제 11 항에 있어서, 적어도 하나의 입력(IN1, IN2, IN3)은 교류 전압을 생성하는 에너지 생성기(11)를 포함하는 에너지 소스(2)에 의해 공급되고, 상기 방법은 상기 교류 전압의 정류를 포함하여 상기 소스(2)이 상기 입력(IN1, IN2, IN3)에 직류 전압을 전달하는 것을 특징으로 하는, 방법.
13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 제어 스위치(5)의 열림 및 닫힘의 주파수 및 듀티 사이클은 상기 변환 회로들 전부 또는 일부의 상기 자기 요소(7)의 자화 및 탈자화가 상기 자기 요소(7) 내에 불연속적인 전도 체제를 생성하도록 선택되는 것을 특징으로 하는, 방법.
14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 에너지 변환 회로들 각각에 대하여 제1 입력 임피던스 값을 생성하는, 상기 제어 신호의 주파수 및 듀티 사이클에 대한 제1 변수들의 세트에 의해 결정되는, 제1 작동 모드를 포함하고;
    - 상기 작동을 하나 또는 그 이상의 입력들(IN1, IN2, IN3) 또는 출력들(OUT)의 외부 전기적 변수들 중 하나 또는 그 이상의 변형에의 적용을 고려하여,
    - 상기 제어 신호의 상기 변수들을 변경하여, 상기 변형을 고려하기 위해 상기 변환 회로들의 임피던스를 변형하고, 이로써 상기 변형에 종속하여 제2 작동 모드에 도달하게 되는 것을 특징으로 하는, 방법.

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