[发明专利]一种可同步提取的多输入环境能量收集电路

说明书

本发明公开了一种可同步提取的多输入环境能量收集电路，包括第一直流换能器、第二直流换能器、第三直流换能器、第一电容、第二电容、第三电容、输出电容、电感、续流二极管、第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关、第五可控开关、第六可控开关、采样脉冲生成器、第一最大功率点跟踪器、第二最大功率点跟踪器、第三最大功率点跟踪器和逻辑控制器；优点是能够将不同直流源同步提取，且输出功率较高。

技术领域

本发明属于电源管理技术领域，尤其是涉及一种可同步提取的多输入环境能量收集电路。

背景技术

光伏电池、热电发电机、生物燃料电池等换能器采用的是将环境中的能量转换为电能的技术，并可以将电能供给低功耗传感节点，由于换能器产生的电信号是直流源，不能直接为电子设备供电，为了尽可能的将能量传递给负载，通常会采用最大功率点跟踪技术来提高能量收集的效率。

由于单一的换能器在某些情况下功率较低，如光伏电池在光的强度不足时能量密度较低，因此越来越多的人开始采用多源能量俘获技术，以提供给负载更多的能量，目前基于最大功率跟踪技术的多源能量俘获电路普遍使用的是时分复用的方法，即多个换能器经开关使用同一个管理电路，多个换能器按照优先级排序并按照先后顺序对每个换能器进行电荷提取，时分复用的优点是既缩减了电路的体积，降低了电路的功耗，又避免了各换能器之间的相互影响，缺点是不能对两个及两个以上的换能器同时进行提取。虽然有人提出直接将两个换能器分别连接一个二极管之后再并联连接到同一个能量传输节点的结构中，这种结构的优点是可以同时提取两种能量，缺点是二极管会消耗一部分能量，降低了换能器提供给负载的能量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够将不同直流源同步提取且输出功率较高的可同步提取的多输入环境能量收集电路。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种可同步提取的多输入环境能量收集电路，包括第一直流换能器、第二直流换能器、第三直流换能器、第一电容、第二电容、第三电容、输出电容、电感、续流二极管、第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关、第五可控开关、第六可控开关、采样脉冲生成器、第一最大功率点跟踪器、第二最大功率点跟踪器、第三最大功率点跟踪器和逻辑控制器，所述的第一直流换能器的正端、所述的第一可控开关的一端、所述的第一电容的一端及所述的第一最大功率点跟踪器的正输入端连接，所述的第一可控开关的另一端、所述的第二可控开关的一端及所述的电感的一端连接，所述的电感的另一端、所述的第三可控开关的一端、所述的第四可控开关的一端、所述的第五可控开关的一端及所述的第六可控开关的一端连接，所述的第四可控开关的另一端、所述的第二直流换能器的负端、所述的第二电容的一端及所述的第二最大功率点跟踪器的负输入端连接，所述的第五可控开关的另一端、所述的第三直流换能器的负端、所述的第三电容的一端及所述的第三最大功率点跟踪器的负输入端连接，所述的第六可控开关的另一端、所述的第三直流换能器的正端、所述的第三电容的另一端、所述的第三最大功率点跟踪器的正输入端及所述的续流二极管的正极连接，所述的续流二极管的负极与所述的输出电容的一端连接，所述的第一直流换能器的负端、所述的第二直流换能器的正端、所述的第一最大功率点跟踪器的负输入端、所述的第二最大功率点跟踪器的正输入端、所述的第一电容的另一端、所述的第二可控开关的另一端、所述的第三可控开关的另一端、所述的第二电容的另一端、所述的输出电容的另一端均接地，所述的采样脉冲生成器的输出端、所述的第一最大功率点跟踪器的时钟输入端、所述的第二最大功率点跟踪器的时钟输入端及所述的第三最大功率点跟踪器的时钟输入端连接，所述的第一最大功率点跟踪器的输出端与所述的逻辑控制器的第一输入端连接，所述的第二最大功率点跟踪器的输出端与所述的逻辑控制器的第二输入端连接，所述的第三最大功率点跟踪器的输出端与所述的逻辑控制器的第三输入端连接，所述的逻辑控制器的第一输出端与所述的第一可控开关的控制端连接，所述的逻辑控制器的第二输出端与所述的第二可控开关的控制端连接，所述的逻辑控制器的第三输出端与所述的第三可控开关的控制端连接，所述的逻辑控制器的第四输出端与所述的第四可控开关的控制端连接，所述的逻辑控制器的第五输出端与所述的第五可控开关的控制端连接，所述的逻辑控制器的第六输出端与所述的第六可控开关的控制端连接，所述的逻辑控制器的逻辑表达式为：