具有峰值电感电流控制的升压转换器制造技术

具有峰值电感电流控制和失调补偿零检测的低输入电压升压转换器提供了一种从输出电压很小的源中采集能量的升压转换器方案。本发明专利技术中描述的一些实施例包括将IPEAK控制方案与具有失调补偿并设定占空比的比较器相结合以便能够从低至5mV到10mV的TEG输入中采集能量的热电升压转换器，并且峰值电感电流与输入电压和输出电压的一阶无关。控制电路能够对输入电压(VIN)进行采样，然后产生持续时间与VIN成反比的脉冲，以便控制升压转换器开关，使得产生了基本恒定的峰值电感电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优先权声明本申请是非临时性的，根据美国法典第35卷第119条要求以下美国临时申请的优先权：2014年1月17日提出申请，序列号为61/928,621，名称为“具有峰值电感电流控制和失调补偿零检测的低输入电压升压转换器”，在此通过引用将此美国临时申请专门合并。
一些实施例通常涉及低功率电路设计，特别涉及一种具有峰值电感电流控制和失调补偿零检测的低输入电压升压转换器。有关联邦政府资助研究的声明本专利技术是在政府通过国家科学基金会(NationalScienceFoundation)颁发的第1035771号奖和国家科学基金会纳米系统工程研究中心协助中心(NSFNERCASSISTCenter)(EEC-1160483)的支持下完成的。政府对本专利技术享有当然的权利。
技术介绍
通过电池或从环境采集功率进行工作的低功率设备会产生很小的电流或电压以延长设备的工作时间。在施以很小的输入电压或电流时，升压转换器能够产生比其输入电压更高的输出电压，并且通过这种方法，低功率设备能够从很小的输入中采集能量。但是，当输入电压很低时，升压转换器电路中的失调会使得难以准确地检测到并使用很小的输入电压，并且升压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，其特征在于，所述装置包括：被配置为通过电感电流的电感；操作性地耦合至所述电感的升压转换器开关，所述升压转换器开关被配置为在升压转换器开关被激活时接收输入电压并产生输出电压；操作性地耦合至所述升压转换器开关的开关控制电路，所述开关控制电路被配置为接收所述输入电压，并发送控制信号以激活所述升压转换器开关，以便维持峰值电流基本恒定，所述峰值电感电流与所述输入电压和所述输出电压一阶无关。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.17 US 61/928,6211.一种装置，其特征在于，所述装置包括：被配置为通过电感电流的电感；操作性地耦合至所述电感的升压转换器开关，所述升压转换器开关被配置为在升压转换器开关被激活时接收输入电压并产生输出电压；操作性地耦合至所述升压转换器开关的开关控制电路，所述开关控制电路被配置为接收所述输入电压，并发送控制信号以激活所述升压转换器开关，以便维持峰值电流基本恒定，所述峰值电感电流与所述输入电压和所述输出电压一阶无关。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述升压转换器被配置为从热电发电机接收所述输入电压。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述升压转换器开关包括低侧开关，所述低侧开关被配置为被激活，以维持峰值电感电流基本恒定。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述升压转换器开关包括高侧开关，所述高侧开关基于对电感电流的零检测而被激活。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开关控制电路被配置为对所述输入电压进行采样和测量；并且所述开关控制电路被配置为确定所述控制信号的脉冲持续时间，所述脉冲持续时间与所述输入电压成反比。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开关控制电路被配置为产生一控制信号，该控制信号具有与所述输入电压的平方成正比的幅度以及与所述输入电压成反比的脉冲持续时间，所述开关控制电路被配置为向所述升压转换器开关发送所述控制信号以激活升压转换。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：操作性地耦合至所述开关控制电路的最大功率点跟踪电路，所述最大功率点跟踪电路被配置为从热电发电机接收所述输入电压，并且被配置为跟踪所述热电发电机的最大功率点，以使所述升压转换器在所述最大功率点工作。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开关控制电路被配置为产生非重叠控制定时信号，包括：低开关控制定时信号，其用于激活所述升压转换器开关的低开关，并具有定义为维持所述峰值电感电流基本恒定的第一脉冲宽度；以及高开关控制定时信号，其用于在电感电流为零时停用所述升压转换器开关的高开关。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开关控制电路被配置为产生第三控制定时信号，所述第三控制定时信号具有由所述开关控制电路中的延时线设置的脉冲宽度，所述第三控制定时信号被配置为定义针对所述开关控制电路的比较器中的失调补偿的定时相位。10.一种方法，其特征在于，所述方法包括：接收输入电压；产生两个不重叠的、包括第一时钟相位信号和第二时钟相位信号的时钟相位信号；操作升压转换器，以根据所述第一时钟相位信号产生输出电压，同时维持电感的峰值电感电流基本恒定，所述峰值电感电流与所述输入电压和所述输出电压无关；以及根据所述第二时钟相位信号执行失调抵消，以消除所述升压转换器的比较器的失调。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在比较器处对电感电流进行零检测。12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：当激活切换循环时，激活所述比较器；以及在完成对电感电流的零检测后停用所述比较器。13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一时钟相位信号具有的第一脉冲宽度与所述输入电压成反比，所述方法进一步包括：激活所述升压转换器的低开关以维持所述峰值电感电流基本恒定。14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：响应于所述第二时钟相位信号并且当检测到所述电感电流为零时，停用所述升压转换器的高开关。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·H·卡尔霍恩，A·什里瓦斯塔瓦，
申请(专利权)人：弗吉尼亚大学专利基金会以弗吉尼亚大学许可合资集团名义经营，
类型：发明
国别省市：美国;US