[发明专利]高效能量获取接口和对应能量获取系统

权利要求书

1.一种电能获取系统(10)，包括：

换能器(12)，被配置为将来自环境能量源的能量转换为换能信号(V_TRANSD)；

获取接口(14)，用于电能获取，所述获取接口被配置为在输入端(14a)上接收所述换能信号(V_TRANSD)并在输出端(14b)上提供获取信号(VIN_DCDC)；

能量存储元件(15)，耦合至所述获取接口(14)的所述输出端(14b)，用于接收所述获取信号(VIN_DCDC)；以及

电压转换器(16)，连接至所述输出端(14b)并被配置为生成调节电压(V_REG)，

其特征在于，所述获取接口(14)被配置为：

对所述换能信号(V_TRANSD)的开路电压值(V_OC)进行采样；

生成从所述开路电压值(V_OC)开始的优化电压值(V_MPPT)，并基于所述优化电压值(V_MPPT)生成上阈值电压(VTH_UP)和下阈值电压(VTH_DOWN)；并且

以切换模式控制所述电压转换器(16)，使得在至少一个第一操作条件中，所述获取信号(VIN_DCDC)具有包括在所述上阈值电压和所述下阈值电压(VTH_UP、VTH_DOWN)之间的值。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述获取接口(14)被配置为：在所述第一操作条件期间将所述输出端(14b)耦合至所述输入端(14a)，所述第一操作条件对应于最大功率点跟踪(MPPT)的条件；以及在第二操作条件期间将所述输出端(14b)从所述输入端(14a)去耦，通过所述获取接口(14)采样所述开路电压值(V_OC)并生成所述上阈值电压和所述下阈值电压(VTH_UP、VTH_DOWN)。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述获取接口(14)包括跟踪开关(SW_MPPT)，所述跟踪开关连接在所述输入端(14a)和所述输出端(14b)之间，并且被控制用于确定所述第一操作条件或所述第二操作条件。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述获取接口(14)包括：

采样和保持级(22)，在所述第二操作条件期间被配置为对所述换能信号(V_TRANSD)的所述开路电压值(V_OC)进行采样，其中所述跟踪开关(SW_MPPT)处于打开状态，并且生成所述优化电压值(V_MPPT)以及所述上阈值电压(VTH_UP)和所述下阈值电压(VTH_DOWN)；

比较级(24)，基于所述上阈值电压和所述下阈值电压(VTH_UP、VTH_DOWN)进行滞后电压控制，所述比较级被配置为生成用于所述电压转换器(16)的使能信号(EN_DCDC)，使得在所述跟踪开关(SW_MPPT)处于闭合状态的情况下，在所述第一操作条件中，所述获取信号(VIN_DCDC)和所述换能信号(V_TRANSD)具有包括在所述上阈值电压和所述下阈值电压(VTH_UP、VTH_DOWN)之间的值。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的系统，其中所述获取接口(14)还包括定时级(25)，所述定时级被设计为生成控制信号和定时信号，用于确定所述第二操作条件之后的所述第一操作条件。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述定时级(25)被配置为：循环地确定所述第二操作条件的执行，用于更新所述开路电压值(V_OC)以及所述上阈值电压和所述下阈值电压(VTH_UP、VTH_DOWN)；并且确定所述第二操作条件的每个新执行之后的所述第一操作条件的执行。