[发明专利]用于微能量获取的MPPT控制电路及能量获取电路

说明书

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种用于微能量获取的MPPT控制电路及能量获取电路。

背景技术

近年来，能量获取技术作为一种低成本、免维护、无污染的可替代性能源技术，受到了社会各界的广泛关注。能量获取技术能够从外界获取能量并将其转换为可利用的电能，具有面积小、功耗低、续航时间长等优点。然而，该技术仍然面临着许多技术难点，例如：低转换效率和较差的输出信号质量。造成这些问题的其根本原因在于，外部可获取的能量源往往是微小的和不稳定的，并且容易受到周围环境的影响，这对能量获取电路的性能提出了更高的要求。

请参见图1，图1为现有技术提供的一种能量获取电路的电路结构示意图。该能量获取电路分两级实现，第一级是通过半波整流桥电路，将输入端的交流信号转换成半波信号；第二级是通过Boost升压型转换器，将半波信号转换为稳定的直流信号，为负载提供稳定的输出电压，从而实现由输入获取能量并且提供给负载的目的。其中，第二级Boost升压型转换器的开关SW的开启和关断由最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT)控制电路实现。

请参见图2，图2为现有技术提供的一种Boost升压型转换器电路的电路结构示意图。Boost升压型转换器的外围电路包括有，电感L、续流二极管D、开关晶体管Msw、采样电阻Rs、负载电容CL和负载电阻RL。MPPT控制电路采样经半波整流电路整流后的输入电压Vtem和Boost升压型转换器电路的开关电流Is，经过运算后，提供输出控制信号SW，开启或关断Boost升压型转换器的开关管Msw，从而实现最大功率点追踪，即通过计算最大输入功率点，使输出功率始终跟随输入功率，提高整体电路的转换效率。

因此，如何设计一种用于微能量获取的MPPT控制电路就变得极其重要。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一用于微能量获取的MPPT控制电路及能量获取电路。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明的一个实施例提供了一种用于微能量获取的MPPT控制电路，包括：乘法器、延时单元、第一比较器、第二比较器、快速动态响应电路FDRC及信号叠加模块；其中，所述快速动态响应电路FDRC包括第三比较器、第四比较器及或门电路；

所述乘法器的两个输入端分别输入第一电压Vtem和第二电压Vs且其两个输出端Pi分别电连接至所述延时单元的输入端和所述第一比较器的同相输入端V_p1；

所述延时单元的输出端电连接至所述第一比较器的反相输入端V_n1；

所述第一比较器的输出端V_o1分别电连接至所述第三比较器的反相输入端V_n3、所述第四比较器的同相输入端V_p4及所述信号叠加模块的第一输入端；

所述第三比较器的同相输入端V_p3输入低阈值电压V_L且其输出端V_o3电连接至所述或门电路的第一输入端；所述第四比较器的反相输入端V_n4输入高阈值电压V_H且其输出端电连接至所述或门电路的第二输入端；所述或门电路的输出端电连接至所述信号叠加模块的第二输入端；

所述信号叠加模块的输出端电连接至所述第二比较器的同相输入端V_p2，所述第二比较器的反相输入端V_n2输入参考振荡信号电压V_osc且其输出端V_o2输出开关电压V_sw以作为Boost升压型转换器的PWM控制信号。

在本发明的一个实施例中，所述乘法器为超低压模拟乘法器电路；所述超低压模拟乘法器电路包括第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第五晶体管M5、第六晶体管M6、第七晶体管M7、第八晶体管M8及第九晶体管M9：其中，

所述第八晶体管M8、所述第四晶体管M4、所述第六晶体管M6及所述第九晶体管M9依次串接于电源端Vdd与接地端Gnd之间；

所述第七晶体管M7及所述第二晶体管M2依次串接于电源端Vdd与所述第四晶体管M4和所述第六晶体管M6串接形成的节点F处之间；

所述第一晶体管M1及所述第五晶体管M5依次串接于所述第八晶体管M8和所述第四晶体管M4串接形成的节点E处与所述第六晶体管M6和所述第九晶体管M9串接形成的节点D处之间；