一种基于电荷转移的自适应MPPT振动能量收集及管理芯片制造技术

本发明专利技术提供了一种基于电荷转移的自适应MPPT振动能量收集及管理芯片，属于振动微能量收集技术领域。本发明专利技术中九相位SSHC模块控制翻转电容在电荷转移期间的总串联电阻值；全波桥有源整流模块将交流输入转换为直流输出；有源二极管收集全波桥有源整流模块的输出；欠压锁定模块监测输入电压阈值，控制后续部分进行休眠或者开始工作；自适应电荷转移MPPT算法模块针对输入源的幅度改变，判断并计算此时的最大功率点电压，并对最大功率点电压进行自适应采样和控制。本发明专利技术具有较高的电压翻转效率，能够避免低压时的内部逻辑异常或无效工作，且可根据外部环境的变化自动快速调节相适应的最大功率点，适用于不同特性的多种振动能量收集的场景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于电荷转移的自适应mppt振动能量收集及管理芯片，属于振动微能量收集。

技术介绍

1、无线传感器网络节点作为物联网的基本组成构件，能够促进人类与环境之间的交流互动，为方便使用和降低成本，需要具有高集成度、低成本、小体积、能够长时间使用和尽可能少的维护次数等优点，因此无电池、自供电的方式为传统由电源供电的无线网络提供了替代方案。自供能传感器节点具有能量采集模块，能够从周围环境中获取能量，通过电源管理模块转换为电形式的能量给其他的模块使用，不依赖外部供电电源实现自给自足，使得传感器节点及物联网设备做到能源独立成为现实。

2、在多种环境替代能源中，振动能量因其多种的存在形式和良好的功率密度而受到极大的关注。振动能量采集器作为一种热门的电池替代源，特别是应用在低功耗可穿戴设备和无线传感网络中作为供电模块，能够长期稳定运行，显著降低维护成本。大多数能量采集电路类似于传统的功率转化器，但应用于振动能量采集的电路设计和传统电路具有主要区别，例如能量源不是固定的电压或电流源，而是负载或环境变量；输入能量有限，输入电压幅值可能会非常低，或在很本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于电荷转移的自适应MPPT振动能量收集及管理芯片，其特征在于，包括：九相位SSHC模块（101）、全波桥有源整流模块（102）、有源二极管（103）、欠压锁定模块（104）以及自适应电荷转移MPPT算法模块（105）；

2.根据权利要求1所述的一种基于电荷转移的自适应MPPT振动能量收集及管理芯片，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的一种基于电荷转移的自适应MPPT振动能量收集及管理芯片，其特征在于，所述九相位SSHC模块（101）包括：十一个传输门开关、三个翻转电容以及开关逻辑时钟电路；所述十一个传输门开关分别为两个开关SWP、两个开关SWN、开关S...

【技术特征摘要】

1.一种基于电荷转移的自适应mppt振动能量收集及管理芯片，其特征在于，包括：九相位sshc模块（101）、全波桥有源整流模块（102）、有源二极管（103）、欠压锁定模块（104）以及自适应电荷转移mppt算法模块（105）；

2.根据权利要求1所述的一种基于电荷转移的自适应mppt振动能量收集及管理芯片，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的一种基于电荷转移的自适应mppt振动能量收集及管理芯片，其特征在于，所述九相位sshc模块（101）包括：十一个传输门开关、三个翻转电容以及开关逻辑时钟电路；所述十一个传输门开关分别为两个开关swp、两个开关swn、开关sw1、开关sw2、开关sw3、两个开关sw4以及两个开关sw5；三个翻转电容分别为翻转电容c2，翻转电容c3以及翻转电容c4；

4.根据权利要求1所述的一种基于电荷转移的自适应mppt振动能量收集及管理芯片，其特征在于，所述全波桥有源整流模块（102）包括：两个比较器、两个nmos开关以及两个交叉耦合的pmos开关；所述两个比较器分别为比较器一comp1和比较器二comp1；所述两个nmos开关分别为开关nm1和开关nm2；所述两个交叉耦合的pmos开关分别为开关pm1和开关pm2；

5.根据权利要求4所述的一种基于电荷转移的自适应mppt振动能量收集及管理芯片，其特征在于，所述有源二极管（103）包括：一个低功耗比较器comp2、一个pmos开关pmad、一个储能电容crect以及数字逻辑电路；所述开关pmad的漏极和所述比较器comp2的反相输入端均与输出节点vsp连接，所述开关pmad的源极、比较器comp2的同相输入端和储能电容crect的上极板均与电压vpect连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱浠文，张宇峰，王珺瑶，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：