专利名称：超低压升压系统及其控制方法
技术领域：
本发明属于电压转换和电源模块技术领域，具体涉及一种超低压升压系统及其控制方法，尤其涉及一种环境能量收集领域的超低压升压系统及其控制方法，能够对微弱能量的输出源或换能器输出的微弱电压信号进行升压储存，用于无线传感器等低功耗设备长期供电。
背景技术：
由于电源电压转换器的输入电压越来越低，甚至只有几十mV的开启电压，并且自身的转换效率也影响电能的利用率。对于极其微弱的电能输出源，比如热能(太阳热能、地热、温度变化等)换能器、电磁能(光、电磁波等)换能器、动能(风、振动等)换能器等传感器输出的微弱能量，进行整流、升压，使之能够有效地为电池充电，供传感器等低功耗设备长期供电是很困难的，尤其在环境能量收集中，由于环境能量非常微弱，超低压升压和升压功率变换是环境能量收集领域的技术难点，这样的环境能量收集领域的现有技术主要存在以下缺点:
首先，超低压升压需要低电压工作的整流器件与开关器件。其中传统的二极管导通电压约数百毫伏，MOS管需要伏特级的开通电压，因为传统工艺的电路难以适应环境能量收集毫伏级电压下工作。其次，现有技术很难同时兼顾升压倍数与升压效率，且尚未解决正、负双极性输入源的问题。
发明内容
本发明提供一种超低压升压系统及其控制方法，包括开路电压采样保持器、极性检测与控制信号发生器、一级开关管、反激变压器、整流桥、储能元件和单片机，所述的开路电压采样保持器同微弱能量的输出源或换能器相连接，另外开路电压采样保持器还同单片机、极性检测与控制信号发生器以及反激变压器相连接，所述的一级开关管同极性检测与控制信号发生器以及反激变压器相连接，反激变压器同整流桥相连接，整流桥同储能元件相连接。并结合其控制方法有效地避免传统工艺的电路难以适应环境能量收集毫伏级电压下工作的缺陷，并能避免现有技术很难同时兼顾升压倍数与升压效率且尚未解决正负双极性输入源的问题的缺陷。为实现上述目的，本发明的技术方案为:
一种超低压升压系统，包括开路电压采样保持器102、极性检测与控制信号发生器103、一级开关管104、反激变压器105、整流桥106、储能元件107和单片机108，所述的开路电压采样保持器102同微弱能量的输出源或换能器101相连接，另外开路电压采样保持器102还同单片机108、极性检测与控制信号发生器103以及反激变压器105相连接，所述的一级开关管104同极性检测与控制信号发生器103以及反激变压器105相连接，反激变压器105同整流桥106相连接，整流桥106同储能元件107相连接。
所述的单片机108采用微功耗芯片，另外单片机108也能由其他具有处理功能的芯片替代；一级开关管104米用输入电容Ciss小于235pF并且导通电阻RDS(QN)小于90ηιΩ的MOS管；反激变压器105采用EI磁芯并选择适配的电感值使超低压升压系统能够工作在断续或临界模式；整流桥106的四个二极管选择导通压降低于0.4V的二极管。所述的开路电压采样保持器102包括开路电压采样器201、保持信号HOLD控制用开关管202、分压器203和保持电容204，所述的开路电压采样器201同保持信号HOLD控制用开关管202和分压器203相连接，所述的保持电容204也同保持信号HOLD控制用开关管202和分压器203相连接，所述的开路电压采样器201包括相互连接的开路电压采样器用开关管Q2和开路电压采样器用电容Cl ;所述的分压器203包括相互连接的分压器用第一开关管Q4和分压器用电容C2相连接，该分压器用电容C2还与分压器用第二开关管Q3相连接。所述的极性检测与控制信号发生器103包括正压和负压检测器301、通道切换桥302和迟滞比较器303，正压和负压检测器301同通道切换桥302相连接，通道切换桥302同迟滞比较器303相连接，所述的正压和负压检测器301包括顺次连接的正压和负压检测器用比较器Vl、正压和负压检测器用第一电阻Rl、正压和负压检测器用MOS管QO以及正压和负压检测器用第二电阻R2，所述的通道切换桥302包括通道切换桥用第一 MOS管01，通道切换桥用第一 MOS管01同通道切换桥用第二 MOS管02和通道切换桥用第三MOS管03相连接，通道切换桥用第四MOS管04也同通道切换桥用第二 MOS管02和通道切换桥用第三MOS管03相连接，所述的迟滞比较器303包括运算放大器V2，该运算放大器V2同迟滞比较器用第一电阻R3，迟滞比较器用第二电阻R5以及可调电阻R4相连接，迟滞比较器用第二电阻R5串接有迟滞比较器用电容Cl I。所述的超低压升压系统的控制方法为所述的开路电压采样保持器102在单片机108的输出采样信号SAMP的控制下，对微弱能量的输出源或换能器101的输出电压Ui进行采样，开路电压采样保持器102并在单片机108的输出保持信号HOLD的控制下，对微弱能量的输出源或换能器101的开路电压取半，得到微弱能量的输出源或换能器101的开路电压Vre的一半，即Vre/2的电压输出到极性检测与控制发生器103的输入端；开路电压采样保持器102同时导出微弱能量输出源或换能器101的工作电压U1输出到反激变压器105的同名端和极性检测与控制发生器103中；这样所述的极性检测与控制信号发生器103首先对微弱能量输出源或换能器101的输出电压Ui的正负极性进行检测，并对开路电压采样保持器102输出的微弱能量输出源或换能器101的工作电压U1和Vqc/2的电压进行比较，根据比较的结果然后极性检测与控制信号发生器103输出对应的控制信号CTRL到一级开关管104的栅极用于控制一级开关管104的开通或者关断，从而控制反激变压器105的工作状态，使反激变压器105结合微弱能量输出源或换能器101的工作电压U1并在一级开关管104的开通或者关断时分别执行释放能量或者储存能量的过程，当反激变压器105在释放能量过程中输出交流电到整流桥106中，整流桥106将该交流电整流后导出直流电到储能元件107，储能元件107将该直流电的电能进行能量储存。所述的对微弱能量的输出源或换能器101的开路电压取半的过程为开路电压采样器201在输出米样信号SAMP的高电平控制下,这时开路电压米样器用开关管Q2开通而和开路电压采样器用电容Cl充电， 此时保持信号HOLD控制用开关管202在输出保持信号HOLD的低电平控制下关断，并且分压器用第一开关管Q4开通而分压器用电容C2放电，然后在输出保持信号HOLD的高电平控制下，保持信号HOLD控制用开关管202开通，这样微弱能量输出源或换能器101的工作电压U1的输出跟随微弱能量的输出源或换能器101的输出电压Ui,这样分压器用第二开关管Q3开通而分压器用第一开关管Q4关断，并且开路电压采样器用开关管Q2关断，此时开路电压采样器用电容Cl和分压器用电容C2构成回路，由此开路电压米样器201输出Vqc；/2的电压。所述的根据比较的结果然后极性检测与控制信号发生器103输出对应的控制信号CTRL到一级开关管104的栅极的工作过程为首先正压和负压检测器301检测接入的微弱能量的输出源或换能器101的输出电压Ui,当微弱能量的输出源或换能器101的输出电压UiXW时，正压和负压检测器用比较器Vl的输出信号Up为高电平；当微弱能量的输出源或换能器101的输出电压UZOV时，正压和负压检测器用比较器Vl的输出信号Up为低电平，正压和负压检测器用MOS管QO作为反相器，使得正压和负压检测器用MOS管QO的输出电压Un和正压和负压检测器用比较器Vl的输出信号Up保持相反的电平，当负压检测器用比较器Vl的输出信号UP>0时，通道切换桥用第一 MOS管01和通道切换桥用第四MOS管04导通，这样输出到运算放大器V2的反相输入端信号1- = Vre/2，而输出到运算放大器V2的正相输入端信号R=U1 ;当正压和负压检测器用MOS管QO的输出电压UN>0时，通道切换桥用第二 MOS管02和通道切换桥用第三MOS管03导通，这样输出到运算放大器V2的反相输入端信号1- = U1，而输出到运算放 大器V2的正相输入端信号I+= Vre/2，然后迟滞比较器303进行比较输出到运算放大器V2的正相输入端信号I+和输出到运算放大器V2的反相输入端信号1-的电压大小，根据比较的结果然后极性检测与控制信号发生器103输出对应的控制信号CTRL到一级开关管104的栅极。所述的用于控制一级开关管104的开通或者关断的判断方式为当I υ」>| Voc/2时，一级开关管104开通，当I U1KI Voc/2时，一级开关管104关断。所述的迟滞比较器303采用双工作点最大功率跟踪算法，即在最大功率点附近设定的范围内，设定两个工作点电压分别为第一工作点电压Vh和第二工作点电压\，在一次开关过程中，工作点在第一工作点电压VdP第二工作点电压八之间跳跃，在充电过程中，微弱能量的输出源或换能器101的输出电压Ui逐渐上升，工作点由第二工作点电压\上升至第一工作点电压Vh，当工作点上升到第一工作点电压Vh后，将一级开关管104开通，微弱能量的输出源或换能器101的输出电压Ui就会下降，当工作点下降至第二工作点电压\时，一级开关管104关断，由此还能完成一次能量传递的过程。本发明还具有如下优点:
1.在微功耗环境下，使用最大功率跟踪点技术，使用模拟电路完成跟踪算法，用最大工作区域代替最大工作点，使用较低的开关频率进行控制，从而降低开关损耗，使得转换效率更进一步提闻;
2.输入源最低电压低，最低输入正电压为36.5mV，最低输入负电压幅值为35mV，升压倍数大，最高升压倍数可达120，升压效率高，变换器最高效率可达80% ；
3.解决了对正、负双极性输入源问题，实现了对负电压进行升压。
图1是本发明的超低压升压系统的原理示意框 图2是本发明的开路电压采样保持器的原理结构示意 图3是本发明的极性检测与控制信号发生器电路原理 图4是双工作点最大功率跟踪算法的坐标图，其中纵坐标的P表示换能器的输出功率。
具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明做进一步说明:
如图1所示，超低压升压系统，包括开路电压采样保持器102、极性检测与控制信号发生器103、一级开关管104、反激变压器105、整流桥106、储能元件107和单片机108，所述的开路电压采样保持器102同微弱能量的输出源或换能器101相连接，另外开路电压采样保持器102还同单片机108、极性检测与控制信号发生器103以及反激变压器105相连接，单片机108用于输出米样信号SAMP和保持信号HOLD ;所述的一级开关管104同极性检测与控制信号发生器103以及反激变压器105相连接，反激变压器105同整流桥106相连接，整流桥106同储能元件107相连接，整流桥106用于将反激变压器输出的交流电整流输出直流电，供储能元件储存能量；储能元件107用于将整流桥输出的电能储存，用于无线传感器节点等低功耗电子设备长期供电。所述的单片机108采用微功耗芯片，另外单片机108也能由其他具有处理功能的芯片替代；一级开关管104采用输入电容Ciss小于235pF并且导通电阻RDStoN)小于90πιΩ的MOS管；反激变压器105采用EI磁芯并选择适配的电感值使超低压升压系统能够工作在断续或临界模式；整流桥106的四个二极管选择导通压降低于0.4V的二极管。所述的开路电压采样保持器102包括开路电压采样器201、保持信号HOLD控制用开关管202、分压器203和保持电容204，所述的开路电压采样器201同保持信号HOLD控制用开关管202和分压器203相连接，所述的保持电容204也同保持信号HOLD控制用开关管202和分压器203相连接，所述的开路电压采样器201包括相互连接的开路电压采样器用开关管Q2和开路电压采样器用电容Cl ;所述的分压器203包括相互连接的分压器用第一开关管Q4和分压器用电 容C2相连接，该分压器用电容C2还与分压器用第二开关管Q3相连接。所述的极性检测与控制信号发生器103包括正压和负压检测器301、通道切换桥302和迟滞比较器303，正压和负压检测器301同通道切换桥302相连接，通道切换桥302同迟滞比较器303相连接，所述的正压和负压检测器301包括顺次连接的正压和负压检测器用比较器V1、正压和负压检测器用第一电阻R1、正压和负压检测器用MOS管QO以及正压和负压检测器用第二电阻R2，所述的通道切换桥302包括通道切换桥用第一 MOS管01，通道切换桥用第一 MOS管01同通道切换桥用第二 MOS管02和通道切换桥用第三MOS管03相连接，通道切换桥用第四MOS管04也同通道切换桥用第二 MOS管02和通道切换桥用第三MOS管03相连接，所述的迟滞比较器303包括运算放大器V2，该运算放大器V2同迟滞比较器用第一电阻R3，迟滞比较器用第二电阻R5以及可调电阻R4相连接，迟滞比较器用第二电阻R5串接有迟滞比较器用电容Cl I。所述的超低压升压系统的控制方法为所述的开路电压采样保持器102在单片机108的输出采样信号SAMP的控制下，对微弱能量的输出源或换能器101的输出电压Ui进行采样，开路电压采样保持器102并在单片机108的输出保持信号HOLD的控制下，对微弱能量的输出源或换能器101的开路电压取半，得到微弱能量的输出源或换能器101的开路电压Vcc的一半，即Vre/2的电压输出到极性检测与控制发生器103的输入端；开路电压采样保持器102同时导出微弱能量输出源或换能器101的工作电压U1输出到反激变压器105的同名端和极性检测与控制发生器103中；这样所述的极性检测与控制信号发生器103首先对微弱能量输出源或换能器101的输出电压Ui的正负极性进行检测，并对开路电压采样保持器102输出的微弱能量输出源或换能器101的工作电压U1和Vqc/2的电压进行比较，根据比较的结果然后极性检测与控制信号发生器103输出对应的控制信号CTRL到一级开关管104的栅极用于控制一级开关管104的开通或者关断，从而控制反激变压器105的工作状态，使反激变压器105结合微弱能量输出源或换能器101的工作电压U1并在一级开关管104的开通或者关断时分别执行释放能量或者储存能量的过程，当反激变压器105在释放能量过程中输出交流电到整流桥106中，整流桥106将该交流电整流后导出直流电到储能元件107，储能元件107将该直流电的电能进行能量储存。所述的对微弱能量的输出源或换能器101的开路电压取半的过程为开路电压采样器201在输出采样信号SAMP的高电平控制下，这时开路电压采样器用开关管Q2开通而和开路电压采样器用电容Cl充电，此时保持信号HOLD控制用开关管202在输出保持信号HOLD的低电平控制下关断，并且分压器用第一开关管Q4开通而分压器用电容C2放电，然后在输出保持信号HOLD的高电平控制下，保持信号HOLD控制用开关管202开通，这样微弱能量输出源或换能器101的工作电压U1的输出跟随微弱能量的输出源或换能器101的输出电压Ui,这样分压器用第二开关管Q3开通而分压器用第一开关管Q4关断，并且开路电压采样器用开关管Q2关断，此时开路电压采样器用电容Cl和分压器用电容C2构成回路，由此开路电压采样器201输出Vre/2的电压。所述的根据比较的结果然后极性检测与控制信号发生器103输出对应的控制信号CTRL到一级开关管104的栅极的工作过程为首先正压和负压检测器301检测接入的微弱能量的输出源或换能器101的输出电压Ui,当微弱能量的输出源或换能器101的输出电压UiXW时，正压和负压检测器用比较器Vl的输出信号Up为高电平；当微弱能量的输出源或换能器101的输出电压UZOV时，正压和负压检测器用比较器Vl的输出信号Up为低电平，正压和负压检测器用MOS管QO作为反相器，使得正压和负压检测器用MOS管QO的输出电压Un和正压和负压检测器用比较器Vl的输出信号Up保持相反的电平，当负压检测器用比较器Vl的输出信号UP>0时，通道切换桥用第一 MOS管01和通道切换桥用第四MOS管04导通，这样输出到运算放大器V2的反相输入端信号1- = Vre/2，而输出到运算放大器V2的正相输入端信号R=U1 ;当正压和负压检测器用MOS管QO的输出电压UN>0时，通道切换桥用第二 MOS管02和通道切换桥用第三MOS管03导通，这样输出到运算放大器V2的反相输入端信号1-=U1，而输出到运算放大器V2的正相输入端信号I+= Vre/2，然后迟滞比较器303进行比较输出到运算放大器V2的正相输入端信号I+和输出到运算放大器V2的反相输入端信号1-的电压大小，根据比较的结果然后极性检测与控制信号发生器103输出对应的控制信号CTRL到一级开关管104的栅极。所述的用于控制一级开关管104的开通或者关断的判断方式为当I U」>| Voc/2时，一级开关管104开通，当I U」〈| Voc/2时，一级开关管104关断。所述的迟滞比较器303采用双工作点最大功率跟踪算法，即在最大功率点附近设定的范围内，设定两个工作点电压分别为第一工作点电压Vh和第二工作点电压\，在一次开关过程中，工作点在第一工作点电压Vh和第二工作点电压 '之间跳跃，在充电过程中，微弱能量的输出源或换能器101的输出电压Ui逐渐上升，工作点由第二工作点电压'上升至第一工作点电压Vh，当工作点上升到第一工作点电压Vh后，将一级开关管104开通，微弱能量的输出源或换能器101的输出电压Ui就会下降，当工作点下降至第二工作点电压\时，一级开关管104关断，由此还能完成一次能量传递的过程。该实施例仅是 对本发明的参考说明，并不构成对本发明内容的任何限制。
权利要求
1.一种超低压升压系统，其特征在于包括开路电压采样保持器(102)、极性检测与控制信号发生器(103)、一级开关管(104)、反激变压器(105)、整流桥(106)、储能元件(107)和单片机(108)，所述的开路电压采样保持器(102)同微弱能量的输出源或换能器(101)相连接，另外开路电压采样保持器(102)还同单片机(108)、极性检测与控制信号发生器(103)以及反激变压器(105)相连接，所述的一级开关管(104)同极性检测与控制信号发生器(103)以及反激变压器(105)相连接，反激变压器(105)同整流桥(106)相连接，整流桥(106)同储能元件(107)相连接。
2.根据权利要求1所述的超低压升压系统，其特征在于所述的单片机(108)采用微功耗芯片，另外单片机(108)也能由其他具有处理功能的芯片替代；一级开关管(104)采用输入电容Ciss小于235pF并且导通电阻Rds(qn)小于90πιΩ的MOS管；反激变压器(105)采用EI磁芯并选择适配的电感值使超低压升压系统能够工作在断续或临界模式；整流桥(106)的四个二极管选择导通压降低于0.4V的二极管。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的超低压升压系统，其特征在于所述的开路电压采样保持器(102)包括开路电压采样器(201)、保持信号HOLD控制用开关管(202)、分压器(203)和保持电容(204)，所述的开路电压采样器(201)同保持信号HOLD控制用开关管(202)和分压器(203)相连接，所述的保持电容(204)也同保持信号HOLD控制用开关管(202)和分压器(203)相连接，所述的开路电压采样器(201)包括相互连接的开路电压采样器用开关管(Q2)和开路电压采样器用电容(Cl);所述的分压器(203)包括相互连接的分压器用第一开关管(Q4)和分压器用电容(C2)相连接，该分压器用电容(C2)还与分压器用第二开关管(Q3)相连接。
4.根据权利要求3所述的超低压升压系统，其特征在于所述的极性检测与控制信号发生器(103)包括正压和负压检测器(301)、通道切换桥(302)和迟滞比较器(303)，正压和负压检测器(301)同通道 切换桥(302)相连接，通道切换桥(302)同迟滞比较器(303)相连接，所述的正压和负压检测器(301)包括顺次连接的正压和负压检测器用比较器(VI)、正压和负压检测器用第一电阻(R1)、正压和负压检测器用MOS管(QO)以及正压和负压检测器用第二电阻(R2)，所述的通道切换桥(302)包括通道切换桥用第一 MOS管(01)，通道切换桥用第一 MOS管(01)同通道切换桥用第二 MOS管(02)和通道切换桥用第三MOS管(03)相连接，通道切换桥用第四MOS管(04)也同通道切换桥用第二 MOS管(02)和通道切换桥用第三MOS管(03 )相连接，所述的迟滞比较器(303 )包括运算放大器(V2 )，该运算放大器(V2 )同迟滞比较器用第一电阻(R3)，迟滞比较器用第二电阻(R5)以及可调电阻(R4)相连接，迟滞比较器用第二电阻(R5)串接有迟滞比较器用电容(C11)。
5.根据权利要求4所述的超低压升压系统的控制方法，其特征为所述的开路电压采样保持器(102)在单片机(108)的输出采样信号SAMP的控制下，对微弱能量的输出源或换能器(101)的输出电压Ui进行采样，开路电压采样保持器(102)并在单片机(108)的输出保持信号HOLD的控制下，对微弱能量的输出源或换能器(101)的开路电压取半，得到微弱能量的输出源或换能器(101)的开路电压Vre的一半，即Vre/2的电压输出到极性检测与控制发生器(103)的输入端；开路电压采样保持器(102)同时导出微弱能量输出源或换能器(101)的工作电压U1输出到反激变压器(105)的同名端和极性检测与控制发生器(103)中；这样所述的极性检测与控制信号发生器(103)首先对微弱能量输出源或换能器(101)的输出电压Ui的正负极性进行检测，并对开路电压采样保持器(102)输出的微弱能量输出源或换能器(101)的工作电压U1和Vre/2的电压进行比较，根据比较的结果然后极性检测与控制信号发生器(103)输出对应的控制信号CTRL到一级开关管(104)的栅极用于控制一级开关管(104)的开通或者关断，从而控制反激变压器(105)的工作状态，使反激变压器(105)结合微弱能量输出源或换能器(101)的工作电压U1并在一级开关管(104)的开通或者关断时分别执行释放能量或者储存能量的过程，当反激变压器(105)在释放能量过程中输出交流电到整流桥(106)中，整流桥(106)将该交流电整流后导出直流电到储能元件(107)，储能元件(107)将该直流电的电能进行能量储存。
6.根据权利要求5所述的超低压升压系统的控制方法，其特征为所述的对微弱能量的输出源或换能器(101)的开路电压取半的过程为开路电压采样器(201)在输出采样信号SAMP的高电平控制下，这时开路电压采样器用开关管(Q2)开通而和开路电压采样器用电容(Cl)充电，此时 保持信号HOLD控制用开关管(202)在输出保持信号HOLD的低电平控制下关断，并且分压器用第一开关管(Q4)开通而分压器用电容(C2)放电，然后在输出保持信号HOLD的高电平控制下，保持信号HOLD控制用开关管(202)开通，这样微弱能量输出源或换能器(101)的工作电压U1的输出跟随微弱能量的输出源或换能器(101)的输出电压Ui,这样分压器用第二开关管(Q3)开通而分压器用第一开关管(Q4)关断，并且开路电压采样器用开关管(Q2)关断，此时开路电压采样器用电容(Cl)和分压器用电容(C2)构成回路，由此开路电压米样器(201)输出Vqc/2的电压。
7.根据权利要求5所述的超低压升压系统的控制方法，其特征为所述的根据比较的结果然后极性检测与控制信号发生器(103)输出对应的控制信号CTRL到一级开关管(104)的栅极的工作过程为首先正压和负压检测器(301)检测接入的微弱能量的输出源或换能器(101)的输出电压Ui,当微弱能量的输出源或换能器(101)的输出电压UiXW时，正压和负压检测器用比较器(Vl)的输出信号Up为高电平；当微弱能量的输出源或换能器(101)的输出电压Ui〈0V时，正压和负压检测器用比较器(Vl)的输出信号Up为低电平，正压和负压检测器用MOS管(QO)作为反相器，使得正压和负压检测器用MOS管(QO)的输出电压Un和正压和负压检测器用比较器(Vl)的输出信号Up保持相反的电平，当负压检测器用比较器(Vl)的输出信号UP>0时，通道切换桥用第一 MOS管(01)和通道切换桥用第四MOS管(04)导通，这样输出到运算放大器(V2)的反相输入端信号1- = Vre/2，而输出到运算放大器(V2)的正相输入端信号R=U1 ;当正压和负压检测器用MOS管(QO)的输出电压UN>0时，通道切换桥用第二 MOS管(02)和通道切换桥用第三MOS管(03)导通，这样输出到运算放大器(V2)的反相输入端信号1- = U1，而输出到运算放大器(V2)的正相输入端信号I+= Vre/2，然后迟滞比较器(303)进行比较输出到运算放大器(V2)的正相输入端信号I+和输出到运算放大器(V2)的反相输入端信号1-的电压大小，根据比较的结果然后极性检测与控制信号发生器(103)输出对应的控制信号CTRL到一级开关管(104)的栅极。
8.根据权利要求5所述的超低压升压系统的控制方法，其特征为所述的用于控制一级开关管(104)的开通或者关断的判断方式为当I φΙ Vre/2|时，一级开关管(104)开通，当I U1KI Voc/2时，一级开关管104关断。
9.根据权利要求5所述的超低压升压系统的控制方法，其特征为所述的迟滞比较器(303)采用双工作点最大功率跟踪算法，即在最大功率点附近设定的范围内，设定两个工作点电压分别为第一工作点电压Vh和第二工作点电压\，在一次开关过程中，工作点在第一工作点电压Vh和第二工作点电压 '之间跳跃，在充电过程中，微弱能量的输出源或换能器(101)的输出电压Ui逐渐上升，工作点由第二工作点电压\上升至第一工作点电压VH，当工作点上升到第一工作点电压乂11后，将一级开关管(104)开通，微弱能量的输出源或换能器(101)的输出电压Ui就会下降，当工作点下降至第二工作点电压 '时，一级开关管(104)关断，由此还能完成一次能 量传递的过程。
全文摘要
一种超低压升压系统及其控制方法，包括开路电压采样保持器、极性检测与控制信号发生器、一级开关管、反激变压器、整流桥、储能元件和单片机，所述的开路电压采样保持器同微弱能量的输出源或换能器相连接，另外开路电压采样保持器还同单片机、极性检测与控制信号发生器以及反激变压器相连接，所述的一级开关管同极性检测与控制信号发生器以及反激变压器相连接，反激变压器同整流桥相连接，整流桥同储能元件相连接。并结合其控制方法有效地避免传统工艺的电路难以适应环境能量收集毫伏级电压下工作的缺陷，并能避免现有技术很难同时兼顾升压倍数与升压效率且尚未解决正负双极性输入源的问题的缺陷。
文档编号H02M3/335GK103219894SQ20131016197
公开日2013年7月24日 申请日期2013年5月6日 优先权日2013年5月6日
发明者史军刚, 李小平, 刘彦明, 谢楷, 郭世忠, 黎剑兵, 方建平 申请人:西安电子科技大学