[发明专利]用于功率收集的输入调节式DC-DC转换器

权利要求书

1.一种收集包括(i)电源和(ii)功耗设备的电路中的功率的方法，其中 所述电源生成在4-20mA内变化的电流，以限定用于控制所述功耗设备执行过 程控制功能的信号传输，该方法包括：

将具有输入端子对和输出端子对的功率收集设备通过所述输入端子对连接 到所述电路；

通过利用所述功率收集设备的电压调节器来动态调节所述功率收集设备的 输入端子对之间的电压降；

从流经所述功率收集设备的输入端子对的检测电流，获取在调节电压降处 的可用电能，包括基于所述检测电流来控制所获取的电能的量，以便对所述电 源和所述功耗设备之间的、用于控制所述过程控制功能的信号传输不产生干扰； 以及

在所述功率收集设备的输出端子对处提供所获取的电能。

2.根据权利要求1所述的方法，其中动态调节所述输入端子对之间的电压 降包括：当所述电路中的检测电流随时间变化时，在所述输入端子对之间维持 恒定的电压降。

3.根据权利要求1所述的方法，其中进一步包括将由收集器供电的负载连 接到所述输出端子对。

4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述输出端子对处提供所获取的电 能包括：使用可调分路调节器调节所述功率收集设备的输出端子对之间的电压 降。

5.根据权利要求1所述的方法，其中获取电能包括：将所述电能存储在功 率储存设备中。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述功率储存设备是超电容器。

7.根据权利要求1所述的方法，其中将所述功率收集设备连接到所述电路 包括：将所述功率收集设备与所述电源串联连接。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述功耗设备具有时变功率需求；并 且其中

将所述收集设备连接到所述电路进一步包括：将所述功率收集设备与所述 功耗设备串联连接；并且其中动态调节所述输入端子对之间的电压降包括：根 据所述功耗设备的功率需求调节所述电压降。

9.根据权利要求1所述的方法，其中动态调节电压降包括检测流经所述功 率收集设备的输入端子对的电流，利用输入电压调节电路基于所述检测电流生 成电压控制信号，以及使用电感器累积电流。

10.根据权利要求9所述的方法，其中使用电感器包括：基于所述电压控 制信号调节所述电感器在一个操作周期中累积电流的时段。

11.根据权利要求1所述的方法，其中流经所述功率收集设备的输入端子 对的所述检测电流包括通过所述功率收集设备的输入端子对中的一个输入端子 进入的检测输入电流，并且其中动态调节所述功率收集设备的输入端之间的电 压降包括：根据通过所述功率收集设备的输入端子对中的所述一个输入端子进 入的检测输入电流与所述功率收集设备的输入端子对之间的电压降之间的反比 关系来动态调节所述电压降。

12.根据权利要求11所述的方法，其中动态调节所述功率收集设备的输入 端之间的电压降进一步包括：将所述电压降维持在最小容许值和最大容许值之 间的范围内。

13.根据权利要求11所述的方法，

其中动态调节所述功率收集设备的输入端之间的电压降进一步包括：使用 包括在所述电压调节器中的电流传感器和反相放大器来动态调节所述电压降，

其中所述反相放大器生成控制电感器在一个操作周期中累积电流的时段的 反馈信号，并且

其中所述电感器向所述功率收集设备的输出端子对供应电流。

14.根据权利要求1所述的方法，其中从电流获取可用电能包括：限制在 故障状况下能够从所述功率收集设备转移到所述电路的能量的量。