[发明专利]利用电压管理器的能够在利用残存电荷的能量收集装置

说明书

根据本发明所涉及的利用电压管理器的能够再利用残存电荷的能量收集装置，以可使设置于充放电转换部的多个电容器在充电模式或放电模式下使连接状态变换成串联或并联的方式利用电压监测部的多个电压管理器电路来以与用于使负荷进行动作的驱动电压相对应地监测充放电转换部的内部特定电压，通过与之相对应地产生的开关控制信号来对充放电转换部的多个开关器件进行转换控制，在充电模式下，使充放电转换部的多个电容器串联连接，在放电模式下，以与用于使负荷进行驱动的驱动电压相对应的方式使多个电容器的连接状态依次以全部并联、部分串联及全部串联的顺序变换连接，由此，能够以与负荷的驱动电压相对应的方式最大限度再利用残存在各个电容器的电荷。

技术领域

本发明涉及一种能量收集装置，更具体地，涉及如下的利用电压管理器的能够再利用残存电荷的能量收集装置，即，以与用于使负荷进行动作的驱动电压相对应地以在电压管理器监测的特定电压为基础来变换充放电转换部的多个电容器的串联或并联的连接状态，可将残存在各个电容器的电荷最大限度再利用为用于使负荷进行驱动的驱动电压。

背景技术

近来，不使用电池等有限的电源也可通过无线方式输出控制信号的无线开关日益得到更多关注。这种无线开关还被称为无电池无线开关(BWS：batteryless wirelessswitch)，由于不需要设置用于使开关进行动作的单独的电池或电源供给线，因此可减少无线开关的设置及维护费用。这种无线开关通常采用从压电器件收集电能的方式，通过对由按压压电器件的动作而产生的电能进行整流并收集后通过调节器来向整流器(RF)发送电路进行传递。但是，在这种过程中，有可能产生相当大的能量损失，因此需要可使这种损失最小化的电路结构。

为此，现有技术文献有韩国授权专利公报第10-1696427号，其中公开了包括压电器件开关、偏置按钮整流器、充放电转换部、控制部及调节器的能量收集装置及利用其的无线开关。在这种现有技术文献中，现有的能量收集装置中的充放电转换部仅由二极管和电容器构成，而没有单独的转换控制技法，在此情况下，当对电容器进行充电时，会因多重二极管而产生能量损失，从压电器件部朝向电容器阵列方向的有效(effective)电容因二极管而导致小于实际电容，电荷无法均匀地充电到阵列内部的各个电容器，从而会在放电模式下追加产生能量损失，尤其，在放电模式中，在电容器电压下降到调节器(或DC-DC转换器)或负荷应用的最小工作电压以下的情况下，将导致效率变差或将丢掉与该残存电荷相对应的能量。即，在现有技术文献中的能量收集装置中，通过使用包括桥接整流器、电感器及开关器件在内的偏置按钮整流器来提高在充放电转换部前端的能量传输效率，因此很难对偏置按钮进行时间控制，存在充放电转换部的电路结构也很复杂的问题。

并且，现有技术文献有韩国授权专利公报第10-1753753号，其中公开了包括压电器件、动作检测部、控制信号生成部、调节器及负荷的使用压电器件的能量采集器。在这种现有技术文献中的使用压电器件的能量采集器中，调节器收集根据多个转换器件的动作来从压电器件输出的电能并向负荷传输，若由动作检测部检测到从压电器件输出的电压的状态变化，则控制信号生成部将以在动作检测部所生成的检测信号来生成用于转换开关器件的控制信号。由此，虽然依靠需准确控制时间的电路来提高能量传输效率，但该电路的时间控制很难，尤其，在控制信号时间错误的情况下，存在有限状态机(FSM，Finite StateMachine)将陷入错误状态或效率急剧下降的问题。

发明内容

技术问题