直流/直流转换器的电压调节制造技术

一种电源系统，包括：至少一个电源（30）、以及具有输入端（IN）和输出端（OUT）的DC/DC转换器（31）。所述输入端联接到所述电源；所述输出端可以联接到负载（39、40），用以允许功率从所述电源传输到所述负载。所述DC/DC转换器包括用于调节所述DC/DC转换器的输入电压的装置（33、34、35、36、37）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施方式总体涉及用于移动装置的电源系统，尤其涉及适用于太阳能和热能电源管理的直流/直流(DC/DC)转换器的电压调节。
技术介绍
可以采取本节中所描述的方案，但这些方案不一定是先前已构思或采取的方案。因此，除非本文另有说明，否则本节中所描述的方案对于本申请中的权利要求书而言并非为现有技木，且不能因包含在本节中而被认为是现有技木。因为传统的DC/DC转换器通过调节输出电压进行常规操作，所以其不允许将电源诸如太阳能电池或热电发电机保持在最大功率偏置点处。这大幅降低了传输到负载诸如电池或电子功能元件的功率、以及包括电源和DC/DC转换器的系统的总电源效率。此外，在对电池充电的情况下，不能覆盖所有的电池电压范围。另外，将由例如具有输出电压调节的开关模式电源(SMPS, Switch Mode PowerSupply)所管理的另ー电源添加到现有的电源管理树，会与用来对电池充电或对电子功能元件供电的现有的电源管理电路产生冲突。換言之，在对电子功能元件供电的情况下，会与连接到相同的输出端的另ー SMPS产生冲突。EP 1905222公开了ー种DC/DC电压转换器，该DC/DC电压转换器用于将燃料电池连接到滤波器，该滤波器在充电操作中能被连接到移动电话的电池。该转换器包括用于使整个燃料电池的电压在充电操作期间保持在给定工作电压的装置。然而，滤波器必须连接在该DC/DC电压转换器和电池之间以允许充电操作。
技术实现思路
本专利技术的第一方面涉及ー种电源系统，该电源系统包括至少ー个电源、及具有输入端和输出端的DC/DC转换器，所述输入端联接到所述电源，所述输出端被配置成联接到负载，用以允许功率从所述电源传输到所述负载。该系统包括用于调节所述DC/DC转换器 的输入电压的装置。 由于这些配置，电源的性能可以被优化，尤其是在电源为太阳能电池或热电发电机的情况下。DC/DC转换器可以为开关模式电源DC/DC转换器，于是用于调节输入电压的所述装置包括控制回路、控制器、基准块和电源开关，所述控制器被配置成比较控制回路的反馈信息与基准块的数据，并且基于所述比较、通过所述电源开关调节DC/DC转换器的输入电压。电源可以包括太阳能电池。在这种情况下，控制器可以被配置成基于环境光的照度级调节DC/DC转换器的输入电压。可替选地，电源可以包括热电发电机。在这种情况下，控制器可以被配置成基于热源和冷源之间的温度梯度、及冷源和热源的绝对温度值，调节DC/DC转换器的输入电压。负载可以包括待被充电的电池和/或待被供电的电子功能元件，并且可以消耗电流。在一个实施方式中，DC/DC转换器为多DC/DC转换器，该多DC/DC转换器具有分别联接到多个电源的多个输入端。于是电源系统优选包括用于调节多DC/DC转换器的多个输入电压中的每ー个的装置。本专利技术的第二方面涉及ー种用户设备，该用户设备包括如上文所述的电源系统。用户设备可以为蜂窝电话或该类型的其他移动装置，诸如智能电话。本专利技术的第三方面涉及ー种通信系统，该通信系统包括多个这样的用户设备。本专利技术的第四方面涉及ー种用于管理电源系统的方法，该电源系统包括至少ー个电源和具有联接到所述电源的输入端的DC/DC转换器，所述方法包括 -将所述DC/DC转换器的输出端联接到负载，用以允许功率从所述电源传输到所述负载，以及-调节所述DC/DC转换器的输入电压。在一个实施方式中,DC/DC转换器为开关模式电源DC/DC转换器,该开关模式电源DC/DC转换器包括控制回路、控制器、基准块和电源开关。于是调节输入电压的步骤优选地包括比较控制回路的反馈信息与基准块的数据；以及基于所述比较、通过电源开关调节DC/DC转换器的输入电压。电源可以包括太阳能电池，所述方法则包括基于环境光的照度级调节DC/DC转换器的输入电压。 电源可以包括热电发电机，所述方法则包括基于热源和冷源之间的温度梯度以及热源和冷源的绝对温度值，调节DC/DC转换器的输入电压。DC/DC转换器为多DC/DC转换器，该多DC/DC转换器具有分别联接到多个电源的多个输入端。所述方法则包括调节多DC/DC转换器的多个输入电压中的每ー个。附图说明在附图中，通过举例的方式而非限制的方式说明本专利技术的实施方式，在附图中，类似附图标记指代类似的元件，附图中，-图I示出对于不同的太阳电压值，太阳能电池的特性；-图2分别示出对于不同的温度梯度值及热源和冷源的绝对温度值，热电发电机的特性；-图3是包括输入电压调节回路的DC/DC转换器的示意性框图；-图4是包括输入电压调节回路的多DC/DC转换器系统的示意性框图；-图5是升压转换器的框图；-图6和图7A到图7C为可用于验证本专利技术的实施方式的可行性和优点的验证机装置的框图；以及-图8到图10为分别不出提出的解决方案的升压效率相对于输入功率、输入电流和输出电流的图表。具体实施方式特别地，对于包括由太阳能电池或热电发电机所充当的电源的电源系统，产生对本文所公开的解决方案的需求。在下文中，表述“PV电池”指的是光伏电池，其等同于太阳能电池。为了优化太阳能电池或热电发电机的性能，适合在偏置点调节它们的电压，在偏置点太阳能电池或热电发电机可以提供最大功率。由于太阳能电池和热电发电机在调节点附近的拟线性电流电压特性，故本专利技术的实施方式通过电压交付范围确保恒定的充电电流。电源及其关联的具有输入电压调节的DC/DC转换器被负载视为电流源。这简化了其在电源树中的集成，并且通过另ー(在输出端上调节的)DC/DC转换器与电子功能元件供电不冲突。电源可以包括太阳能电池和/或热电发电机中的至少ー个。负载可以包括电池和 /或电子功能元件。为了优化整个系统的电源效率，电源必须并联连接而不是串联连接。由于在最大功率与最小功率的电源之间会发生功率均分的事实，因此直接并联连接的太阳能电池或热电发电机的效率不高。本专利技术的实施方式依赖于具有输入电压调节(每个电源被调节成其最大功率能力)且在单一负载上集中所有这样的电源的多DC/DC架构。无论什么电池电压电平，输入电压调节确保了在所有的电池充电过程期间的最佳的电源效率。此外，在对电子功能元件供电的情况下，其不会与用于对该电子功能元件供电的另ー SMPS产生冲突，而具有输出电压调节的传统的DC/DC转换器的情况不是这样。电源(太阳能电池或热电发电机)及其关联的具有输入电压调节的DC/DC转换器被负载(电池或电子功能元件)视为电流源，这简化了在电源树上的DC/DC集成并且不与另ー(在输出端上调节的)DC/DC转换器产生冲突。所提出的具有输入电压调节的多DC/DC架构优化了整个系统的电源效率并且达到来自各电源的最大功率。參考图1，其中示出对于不同的太阳电压值，太阳能电池的特性，即，给出电流和功率相对于ー个电池电压的曲线。曲线I10, In、112、I13和I14为对于相应于O. 1,0. 2,0. 3,0. 5和I太阳光强度的环境光的照射，分别给出电流相对于ー个电池电压的曲线。曲线P10、Pn、P12、P13和P14为对于与曲线110、In、112、I13和I14相同的照射条件，分别给出功率相对于ー个电池电压的曲线。在太阳能电池的情况下，曲线P1Q、Pn、P12> P13和P14示出，对应于最大功率的电压略微受到照本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬妮·法伊特尔，
申请(专利权)人：意法爱立信有限公司，
类型：
国别省市：