專利名稱：直流/直流轉(zhuǎn)換器的電壓調(diào)節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式總體涉及用于移動(dòng)裝置的電源系統(tǒng)，尤其涉及適用于太陽能和熱能電源管理的直流/直流(DC/DC)轉(zhuǎn)換器的電壓調(diào)節(jié)。
背景技術(shù)：
可以采取本節(jié)中所描述的方案，但這些方案不一定是先前已構(gòu)思或采取的方案。因此，除非本文另有說明，否則本節(jié)中所描述的方案對(duì)于本申請(qǐng)中的權(quán)利要求書而言并非為現(xiàn)有技木，且不能因包含在本節(jié)中而被認(rèn)為是現(xiàn)有技木。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的DC/DC轉(zhuǎn)換器通過調(diào)節(jié)輸出電壓進(jìn)行常規(guī)操作，所以其不允許將電源諸如太陽能電池或熱電發(fā)電機(jī)保持在最大功率偏置點(diǎn)處。這大幅降低了傳輸?shù)截?fù)載諸如電池或電子功能元件的功率、以及包括電源和DC/DC轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)的總電源效率。此外，在對(duì)電池充電的情況下，不能覆蓋所有的電池電壓范圍。另外，將由例如具有輸出電壓調(diào)節(jié)的開關(guān)模式電源(SMPS, Switch Mode PowerSupply)所管理的另ー電源添加到現(xiàn)有的電源管理樹，會(huì)與用來對(duì)電池充電或?qū)﹄娮庸δ茉╇姷默F(xiàn)有的電源管理電路產(chǎn)生沖突。換言之，在對(duì)電子功能元件供電的情況下，會(huì)與連接到相同的輸出端的另ー SMPS產(chǎn)生沖突。EP 1905222公開了ー種DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器，該DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器用于將燃料電池連接到濾波器，該濾波器在充電操作中能被連接到移動(dòng)電話的電池。該轉(zhuǎn)換器包括用于使整個(gè)燃料電池的電壓在充電操作期間保持在給定工作電壓的裝置。然而，濾波器必須連接在該DC/DC電壓轉(zhuǎn)換器和電池之間以允許充電操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面涉及ー種電源系統(tǒng)，該電源系統(tǒng)包括至少ー個(gè)電源、及具有輸入端和輸出端的DC/DC轉(zhuǎn)換器，所述輸入端聯(lián)接到所述電源，所述輸出端被配置成聯(lián)接到負(fù)載，用以允許功率從所述電源傳輸?shù)剿鲐?fù)載。該系統(tǒng)包括用于調(diào)節(jié)所述DC/DC轉(zhuǎn)換器 的輸入電壓的裝置。
由于這些配置，電源的性能可以被優(yōu)化，尤其是在電源為太陽能電池或熱電發(fā)電機(jī)的情況下。DC/DC轉(zhuǎn)換器可以為開關(guān)模式電源DC/DC轉(zhuǎn)換器，于是用于調(diào)節(jié)輸入電壓的所述裝置包括控制回路、控制器、基準(zhǔn)塊和電源開關(guān)，所述控制器被配置成比較控制回路的反饋信息與基準(zhǔn)塊的數(shù)據(jù)，并且基于所述比較、通過所述電源開關(guān)調(diào)節(jié)DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓。電源可以包括太陽能電池。在這種情況下，控制器可以被配置成基于環(huán)境光的照度級(jí)調(diào)節(jié)DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓?？商孢x地，電源可以包括熱電發(fā)電機(jī)。在這種情況下，控制器可以被配置成基于熱源和冷源之間的溫度梯度、及冷源和熱源的絕對(duì)溫度值，調(diào)節(jié)DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓。
負(fù)載可以包括待被充電的電池和/或待被供電的電子功能元件，并且可以消耗電流。在一個(gè)實(shí)施方式中，DC/DC轉(zhuǎn)換器為多DC/DC轉(zhuǎn)換器，該多DC/DC轉(zhuǎn)換器具有分別聯(lián)接到多個(gè)電源的多個(gè)輸入端。于是電源系統(tǒng)優(yōu)選包括用于調(diào)節(jié)多DC/DC轉(zhuǎn)換器的多個(gè)輸入電壓中的每ー個(gè)的裝置。本發(fā)明的第二方面涉及ー種用戶設(shè)備，該用戶設(shè)備包括如上文所述的電源系統(tǒng)。用戶設(shè)備可以為蜂窩電話或該類型的其他移動(dòng)裝置，諸如智能電話。本發(fā)明的第三方面涉及ー種通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括多個(gè)這樣的用戶設(shè)備。本發(fā)明的第四方面涉及ー種用于管理電源系統(tǒng)的方法，該電源系統(tǒng)包括至少ー個(gè)電源和具有聯(lián)接到所述電源的輸入端的DC/DC轉(zhuǎn)換器，所述方法包括 -將所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端聯(lián)接到負(fù)載，用以允許功率從所述電源傳輸?shù)剿鲐?fù)載，以及-調(diào)節(jié)所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓。在一個(gè)實(shí)施方式中,DC/DC轉(zhuǎn)換器為開關(guān)模式電源DC/DC轉(zhuǎn)換器,該開關(guān)模式電源DC/DC轉(zhuǎn)換器包括控制回路、控制器、基準(zhǔn)塊和電源開關(guān)。于是調(diào)節(jié)輸入電壓的步驟優(yōu)選地包括比較控制回路的反饋信息與基準(zhǔn)塊的數(shù)據(jù)；以及基于所述比較、通過電源開關(guān)調(diào)節(jié)DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓。電源可以包括太陽能電池，所述方法則包括基于環(huán)境光的照度級(jí)調(diào)節(jié)DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓。 電源可以包括熱電發(fā)電機(jī)，所述方法則包括基于熱源和冷源之間的溫度梯度以及熱源和冷源的絕對(duì)溫度值，調(diào)節(jié)DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓。DC/DC轉(zhuǎn)換器為多DC/DC轉(zhuǎn)換器，該多DC/DC轉(zhuǎn)換器具有分別聯(lián)接到多個(gè)電源的多個(gè)輸入端。所述方法則包括調(diào)節(jié)多DC/DC轉(zhuǎn)換器的多個(gè)輸入電壓中的每ー個(gè)。


在附圖中，通過舉例的方式而非限制的方式說明本發(fā)明的實(shí)施方式，在附圖中，類似附圖標(biāo)記指代類似的元件，附圖中，-圖I示出對(duì)于不同的太陽電壓值，太陽能電池的特性；-圖2分別示出對(duì)于不同的溫度梯度值及熱源和冷源的絕對(duì)溫度值，熱電發(fā)電機(jī)的特性；-圖3是包括輸入電壓調(diào)節(jié)回路的DC/DC轉(zhuǎn)換器的示意性框圖；-圖4是包括輸入電壓調(diào)節(jié)回路的多DC/DC轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的示意性框圖；-圖5是升壓轉(zhuǎn)換器的框圖；-圖6和圖7A到圖7C為可用于驗(yàn)證本發(fā)明的實(shí)施方式的可行性和優(yōu)點(diǎn)的驗(yàn)證機(jī)裝置的框圖；以及-圖8到圖10為分別不出提出的解決方案的升壓效率相對(duì)于輸入功率、輸入電流和輸出電流的圖表。
具體實(shí)施方式
特別地，對(duì)于包括由太陽能電池或熱電發(fā)電機(jī)所充當(dāng)?shù)碾娫吹碾娫聪到y(tǒng)，產(chǎn)生對(duì)本文所公開的解決方案的需求。在下文中，表述“PV電池”指的是光伏電池，其等同于太陽能電池。為了優(yōu)化太陽能電池或熱電發(fā)電機(jī)的性能，適合在偏置點(diǎn)調(diào)節(jié)它們的電壓，在偏置點(diǎn)太陽能電池或熱電發(fā)電機(jī)可以提供最大功率。由于太陽能電池和熱電發(fā)電機(jī)在調(diào)節(jié)點(diǎn)附近的擬線性電流電壓特性，故本發(fā)明的實(shí)施方式通過電壓交付范圍確保恒定的充電電流。電源及其關(guān)聯(lián)的具有輸入電壓調(diào)節(jié)的DC/DC轉(zhuǎn)換器被負(fù)載視為電流源。這簡(jiǎn)化了其在電源樹中的集成，并且通過另ー(在輸出端上調(diào)節(jié)的)DC/DC轉(zhuǎn)換器與電子功能元件供電不沖突。電源可以包括太陽能電池和/或熱電發(fā)電機(jī)中的至少ー個(gè)。負(fù)載可以包括電池和 /或電子功能元件。為了優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的電源效率，電源必須并聯(lián)連接而不是串聯(lián)連接。由于在最大功率與最小功率的電源之間會(huì)發(fā)生功率均分的事實(shí)，因此直接并聯(lián)連接的太陽能電池或熱電發(fā)電機(jī)的效率不高。本發(fā)明的實(shí)施方式依賴于具有輸入電壓調(diào)節(jié)(每個(gè)電源被調(diào)節(jié)成其最大功率能力)且在單一負(fù)載上集中所有這樣的電源的多DC/DC架構(gòu)。無論什么電池電壓電平，輸入電壓調(diào)節(jié)確保了在所有的電池充電過程期間的最佳的電源效率。此外，在對(duì)電子功能元件供電的情況下，其不會(huì)與用于對(duì)該電子功能元件供電的另ー SMPS產(chǎn)生沖突，而具有輸出電壓調(diào)節(jié)的傳統(tǒng)的DC/DC轉(zhuǎn)換器的情況不是這樣。電源(太陽能電池或熱電發(fā)電機(jī))及其關(guān)聯(lián)的具有輸入電壓調(diào)節(jié)的DC/DC轉(zhuǎn)換器被負(fù)載(電池或電子功能元件)視為電流源，這簡(jiǎn)化了在電源樹上的DC/DC集成并且不與另ー(在輸出端上調(diào)節(jié)的)DC/DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生沖突。所提出的具有輸入電壓調(diào)節(jié)的多DC/DC架構(gòu)優(yōu)化了整個(gè)系統(tǒng)的電源效率并且達(dá)到來自各電源的最大功率。參考圖1，其中示出對(duì)于不同的太陽電壓值，太陽能電池的特性，即，給出電流和功率相對(duì)于ー個(gè)電池電壓的曲線。曲線I10, In、112、I13和I14為對(duì)于相應(yīng)于O. 1,0. 2,0. 3,0. 5和I太陽光強(qiáng)度的環(huán)境光的照射，分別給出電流相對(duì)于ー個(gè)電池電壓的曲線。曲線P10、Pn、P12、P13和P14為對(duì)于與曲線110、In、112、I13和I14相同的照射條件，分別給出功率相對(duì)于ー個(gè)電池電壓的曲線。在太陽能電池的情況下，曲線P1Q、Pn、P12> P13和P14示出，對(duì)應(yīng)于最大功率的電壓略微受到照度級(jí)的影響，從而使得可編程輸入電壓調(diào)節(jié)器傳輸最大功率到負(fù)載。實(shí)際上，無論什么照度級(jí)，為了嚴(yán)格實(shí)現(xiàn)最大性能，可以集成最大功率點(diǎn)跟蹤系統(tǒng)，用于使最大功率點(diǎn)適應(yīng)照度級(jí)。圖2分別給出對(duì)于熱電發(fā)電機(jī)的熱源和冷源之間的不同的溫度梯度值及熱源和冷源的絕對(duì)溫度值，熱電發(fā)電機(jī)的特性。曲線I2tl給出對(duì)于10°的溫度梯度、95°的熱源的絕對(duì)溫度值以及85°的冷源的絕對(duì)值的電流相對(duì)于電壓的曲線。曲線I21給出對(duì)于20°的溫度梯度、105°的熱源的絕對(duì)溫度值以及85°的冷源的絕對(duì)值的電流相對(duì)于電壓的曲線。曲線122給出對(duì)于35°的溫度梯度、120°的熱源的絕對(duì)溫度值以及85°的冷源的絕對(duì)值的電流相對(duì)于電壓的曲線。曲線123給出對(duì)于40°的溫度梯度、125°的熱源的絕對(duì)溫度值以及85°的冷源的絕對(duì)值的電流相對(duì)于電壓的曲線。曲線124給出對(duì)于55°的溫度梯度、125°的熱源的絕對(duì)溫度值以及70°的冷源的絕對(duì)值的電流相對(duì)于電壓的曲線。曲線P2。、P21,P22, P23和P24為對(duì)于與曲線12。、121、I22> I23和I24相同的溫度梯度和絕對(duì)溫度值，分別給出功率相對(duì)于電壓的曲線。通過這些曲線可以看出，在熱電發(fā)電機(jī)的情況下，呈現(xiàn)功率相對(duì)于電壓的波清楚地示出電壓的大的分散，以實(shí)現(xiàn)取決于溫度梯度、及熱源和冷源的絕對(duì)溫度值的最大功率傳輸，從而使得最大功率點(diǎn)跟蹤系統(tǒng)應(yīng)該被添加到輸入電壓調(diào)節(jié)。圖3為包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的輸入電壓調(diào)節(jié)回路33的DC/DC轉(zhuǎn)換器31的框
圖。 例如，DC/DC電源轉(zhuǎn)換器為開關(guān)模式電源DC/DC轉(zhuǎn)換器。DC/DC轉(zhuǎn)換器還可以為線性DC/DC轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器31的輸入端IN連接到電源30，該電源30包括太陽能電池或熱電發(fā)電機(jī)。轉(zhuǎn)換器31的輸出端OUT連接到負(fù)載，該負(fù)載包括電池39和/或電子功能元件40。取決于置為串聯(lián)的太陽能電池或熱電發(fā)電機(jī)的數(shù)量，最佳的工作點(diǎn)對(duì)應(yīng)于在圖3中通過電源開關(guān)37和控制器35示意性地示出的降壓、升壓、或升降壓架構(gòu)。為了避免電源30上的任何壓力，可以插入振蕩回路電容器32與電源30并聯(lián)，以提供開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器所需的高頻能量。直流電源30源自太陽能電池或熱電發(fā)電機(jī)。插入振蕩回路電容器32與直流電源30并聯(lián)，以提供高頻能量。通過包括反饋34的控制回路33調(diào)節(jié)輸入電壓。反饋34連接在輸入端IN上以承擔(dān)輸入電壓調(diào)節(jié)。DC/DC電源轉(zhuǎn)換器31包括控制器35，基準(zhǔn)塊36和電源開關(guān)37。通過比較反饋信息與基準(zhǔn)塊36的數(shù)據(jù)，控制器35通過電源開關(guān)37產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于調(diào)節(jié)點(diǎn)的占空比。連接在輸出端OUT上的輸出電容器38確保了回路33的穩(wěn)定性，并且如果未連接電池39則提供電子功能元件40消耗的功率峰值。因此，應(yīng)從轉(zhuǎn)換器電路機(jī)械地?cái)嚅_電池39，隨后當(dāng)沒有其他負(fù)載連接在輸出端上時(shí)，控制回路33將自動(dòng)地使系統(tǒng)處于低功耗模式而無需外部控制。圖4為控制對(duì)單節(jié)電池139和/或電子功能元件140供電的電源130A、電源130B的多DC/DC電源轉(zhuǎn)換器131的框圖。電源130A、電源130B為太陽能電池或熱電發(fā)電機(jī)，例如，兩個(gè)太陽能電池或兩個(gè)熱電發(fā)電機(jī)。為了避免電源130A、電源130B上的任何壓カ，可以插入振蕩回路電容器132A與電源130A并聯(lián)、振蕩回路電容器132B與電源130B并聯(lián)，以提供開關(guān)模式轉(zhuǎn)換器131所需的
高頻能量。通過輸入電壓調(diào)節(jié)控制塊141A、輸入電壓調(diào)節(jié)控制塊141B調(diào)節(jié)輸入電壓，輸入電壓調(diào)節(jié)控制塊141AU41B中的每ー個(gè)通過類似于控制回路3的控制回路，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器131的對(duì)應(yīng)的輸入端INa、輸入端INb上的輸入電壓。因此，輸入電壓調(diào)節(jié)控制塊141AU41B中的每ー個(gè)包括如圖3所示的反饋、控制器和基準(zhǔn)塊?？刂苹芈返姆答佭B接到對(duì)應(yīng)的輸入端INa、輸入端INb以承擔(dān)輸入電壓調(diào)節(jié)。通過比較反饋信息與基準(zhǔn)塊的數(shù)據(jù)，控制器通過對(duì)應(yīng)的電源開關(guān)137A、電源開關(guān)137B產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于調(diào)節(jié)點(diǎn)的占空比。連接到輸出端OUT上的輸出電容器138確保了回路穩(wěn)定性，并且如果未連接電池139則提供電子功能元件140消耗的功率峰值。電源130A、電源130B(太陽能電池或熱電發(fā)電機(jī))及其關(guān)聯(lián)的具有輸入電壓調(diào)節(jié)的DC/DC轉(zhuǎn)換器131被負(fù)載(電池139和/或電子功能元件140)視為電流源?？梢圆⒙?lián)放置多個(gè)支路。于是負(fù)載139、負(fù)載140上的電流為分別來自各支路的電流的總和。由于源于不同等效阻抗的最大功率的裝置和最小功率的裝置之間的均流，因此沒有這種多DC/DC轉(zhuǎn)換器131，并聯(lián)連接的太陽能電池或熱電發(fā)電機(jī)不會(huì)如此有效。圖5的框圖示出具有用于啟動(dòng)的專用方案的自供電的DC/DC轉(zhuǎn)換器以設(shè)法對(duì)付較低的PV電池電壓。該DC/DC轉(zhuǎn)換器包括反饋234、控制器235、基準(zhǔn)塊236和電源開關(guān)237。該DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入端IN連接到電源230，該電源230為太陽能電池或熱電發(fā)電機(jī)。該 DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端OUT連接到負(fù)載240。圖6示出驗(yàn)證機(jī)的總體架構(gòu)，該驗(yàn)證機(jī)可用于在電源集線器的情況下驗(yàn)證提出的方案的可行性和優(yōu)點(diǎn)。該架構(gòu)基于兩個(gè)芯片，這兩個(gè)芯片分別稱為COMPASS芯片50和HARVEST 芯片 60。HARVEST芯片60包括例如適用于3. 6V/1A的燃料電池330A的降壓電壓源61，和例如適用于2. 8V/5mA的太陽能電池330B的升壓電流源62。COMPASS芯片50包括電源路徑51和恒定電流/恒定電壓(CCCV)充電器52。COMPASS芯片50連接到電池337和電子功能元件340，電子功能元件340例如為SMAB裝置，SMAB裝置為音頻裝置。當(dāng)電源足夠時(shí)，COMPASS芯片50能夠加載電池337，并且如果有必要的話，能夠卸載電池337。安培計(jì)70A、安培計(jì)70B分別連接在驗(yàn)證機(jī)和電池337之間、及驗(yàn)證機(jī)和電子功能元件340之間?；贖CM0S9A技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證機(jī)。該驗(yàn)證機(jī)可以包括用于燃料電池的I. 5A降壓轉(zhuǎn)換器和用于太陽能電池的150mA升壓轉(zhuǎn)換器、以及狀態(tài)機(jī)和I2C總線以控制/供電SMAB裝置(如同意法半導(dǎo)體公司(STMicroelectronics)的STw5230電路)。圖7A到圖7C示出圖6的電源集線器驗(yàn)證機(jī)的可能架構(gòu)的更多細(xì)節(jié)。在圖7A中，太陽能電源大于負(fù)載的消耗。在該情況下，由太陽能電池330B提供的電源足以供給音頻應(yīng)用340 (箭頭90)、及通過充電器52加載電池337 (箭頭91)。在圖7B中，太陽能電源等于負(fù)載的消耗。在該情況下，由太陽能電池330B提供的全部電源用于供給音頻應(yīng)用340 (箭頭92)。在圖7C中，太陽能電源小于負(fù)載的消耗。在該情況下，由太陽能電池330B提供的全部電源用于供給音頻應(yīng)用340 (箭頭93)，并且充電器52卸載電池337以完成對(duì)音頻應(yīng)用340的供電(箭頭94)。圖8、圖9和圖10為對(duì)于不同的輸入電壓Vin值和輸出電壓Vout值，分別示出升壓效率相對(duì)于輸入功率、相對(duì)于輸入電流、及相對(duì)于輸出電流的圖表。在圖8中，曲線E1給出對(duì)于輸入電壓值I. 4V和輸出電壓值3V的效率相對(duì)于輸入功率的曲線。曲線E2給出對(duì)于輸入電壓值1.4V和輸出電壓值3.6V的效率相對(duì)于輸入功率的曲線。曲線E3給出對(duì)于輸入電壓值I. 55V和輸出電壓值3V的效率相對(duì)于輸入功率的曲線。曲線E4給出對(duì)于輸入電壓值I. 55V和輸出電壓值3. 6V的效率相對(duì)于輸入功率的曲線。曲線E5給出對(duì)于輸入電壓值I. 8V和輸出電壓值3V的效率相對(duì)于輸入功率的曲線。曲線E6給出對(duì)于輸入電壓值I. 8V和輸出電壓值3. 6V的效率相對(duì)于輸入功率的曲線。圖9的曲線E11,E12,E13^E14和E15分別為對(duì)于與曲線E1,E2,E3^E4和E5相同的輸入電壓值和輸出電壓值，給出的效率相對(duì)于輸入電流的曲線。圖10的曲線E21、E22、E23、E24和E25分別為對(duì)于與曲線E1. E2、E3、E4和E5相同的輸入電壓值和輸出電壓值，給出的效率相對(duì)于輸出電流的曲線。上文已經(jīng)描述的滯環(huán)控制的實(shí)施方式包括以下優(yōu)點(diǎn)中的至少ー些相對(duì)簡(jiǎn)單的架構(gòu)，無需回路補(bǔ)償，無需誤差放大器，沒有接線夾(r amp)，相對(duì)自穩(wěn)定的架構(gòu)，負(fù)載瞬態(tài)的快速響應(yīng)，和相對(duì)獨(dú)立于部件傳播的特性(電壓、電流)。盡管已經(jīng)示出和描述了目前所認(rèn)為的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以進(jìn)行各種其它修改及等同替換，而不脫離本發(fā)明的真正范圍。此外，可以進(jìn)行許多修改以使特定情況適應(yīng)本發(fā)明的教導(dǎo)，而不脫離本申請(qǐng)所描述的主要發(fā)明構(gòu)思。此外，本發(fā)明的實(shí)施方式可以不包括以上所描述的全部特征。因此，本發(fā)明并不意圖受限于所公開的特定實(shí)施方式，而本發(fā)明包括落在上文廣泛定義的本發(fā)明的的范圍之內(nèi)的所有實(shí)施方式。在解釋說明書及其相關(guān)的權(quán)利要求吋，以非排它的方式解釋表述諸如“包括”、“包含”、“并入”、“含有”、“是”和“具有”，即，解釋為允許還存在未明確定義的其他項(xiàng)目或組分。還將單數(shù)引用解釋為復(fù)數(shù)引用，反之亦然。本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易理解，可以修改說明書中所公開的各種參數(shù)并且可以組合所公開的各種實(shí)施方式，而不脫離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種電源系統(tǒng),包括 至少一個(gè)電源(30、13(^、13( 、230、33(^、33( );以及 直流/直流DC/DC轉(zhuǎn)換器(31、131)，所述0(/1)(轉(zhuǎn)換器具有輸入端(1隊(duì)INa, INb)和輸出端(OUT)，所述輸入端聯(lián)接到所述電源，所述輸出端被配置成聯(lián)接到負(fù)載(39、40、139、140、240、339、340 )，用以允許功率從所述電源傳輸?shù)剿鲐?fù)載， 所述電源系統(tǒng)的特征在于，所述電源系統(tǒng)包括用于調(diào)節(jié)所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的裝置(33、34、35、36、37、14認(rèn)、14川、234、235、236、237)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電源系統(tǒng)，其中，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器(31、131)為開關(guān)模式電源DC/DC轉(zhuǎn)換器，用于調(diào)節(jié)輸入電壓的所述裝置包括控制回路(32)、控制器(35、235)、基準(zhǔn)塊(36、236)和電源開關(guān)(37、237)，所述控制器被配置成比較所述控制回路的反饋信息與所述基準(zhǔn)塊的數(shù)據(jù)，并且基于所述比較、通過所述電源開關(guān)(37、237)調(diào)節(jié)所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的所述輸入電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電源系統(tǒng)，其中，所述電源包括太陽能電池(30、130A、130B、230、330B)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的電源系統(tǒng)，其中，所述控制器被配置成基于環(huán)境光的照度級(jí)調(diào)節(jié)所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的所述輸入電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電源系統(tǒng)，其中，所述電源包括熱電發(fā)電機(jī)(30、130A、130B、330A)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2和5所述的電源系統(tǒng)，其中，所述控制器被配置成基于熱源和冷源之間的溫度梯度、及熱源和冷源的絕對(duì)溫度值，調(diào)節(jié)所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的所述輸入電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電源系統(tǒng)，其中，所述負(fù)載包括電池(39、139、339)和/或電子功能元件(40、140、240、340 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電源系統(tǒng)，其中，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器為多DC/DC轉(zhuǎn)換器(131)，所述多DC/DC轉(zhuǎn)換器具有分別聯(lián)接到多個(gè)電源(130AU30B)的多個(gè)輸入端(INA、INb)，所述電源系統(tǒng)包括用于調(diào)節(jié)所述多DC/DC轉(zhuǎn)換器的多個(gè)輸入電壓中的每一個(gè)的裝置。
9.一種用戶設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求I至8中的任一項(xiàng)所述的電源系統(tǒng)。
10.一種通信系統(tǒng)，包括多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求9所述的用戶設(shè)備。
11.一種用于管理電源系統(tǒng)的方法，所述電源系統(tǒng)包括至少一個(gè)電源(30、130A、130B、230、330A、330B)、及具有聯(lián)接到所述電源的輸入端(IN、INa, INb)的直流/直流DC/DC轉(zhuǎn)換器(31、131)，所述方法包括 -將所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出端(OUT)聯(lián)接到負(fù)載(39、40、139、140、240、339、340)，用以允許功率從所述電源傳輸?shù)剿鲐?fù)載，以及 -調(diào)節(jié)所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器(31、131)為開關(guān)模式電源DC/DC轉(zhuǎn)換器，所述開關(guān)模式電源DC/DC轉(zhuǎn)換器包括控制回路(32)、控制器(35、235)、基準(zhǔn)塊(36、236)和電源開關(guān)(37、237)，調(diào)節(jié)輸入電壓的所述步驟包括比較所述控制回路的反饋信息與所述基準(zhǔn)塊的數(shù)據(jù)；以及基于所述比較、通過所述電源開關(guān)(37、237)調(diào)節(jié)所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的所述輸入電壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述電源包括太陽能電池(30、130A、130B、·230、330B)，所述方法包括基于環(huán)境光的照度級(jí)調(diào)節(jié)所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的所述輸入電壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述電源包括熱電發(fā)電機(jī)(30、130A、130B、330A)，所述方法包括基于熱源和冷源之間的溫度梯度以及熱源和冷源的絕對(duì)溫度值，調(diào)節(jié)所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的所述輸入電壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器為多DC/DC轉(zhuǎn)換器(131)，所述多DC/DC轉(zhuǎn)換器具有分別聯(lián)接到多個(gè)電源(130AU30B)的多個(gè)輸入端(INA、INb)，所述方法包括調(diào)節(jié)所述多DC/DC轉(zhuǎn)換器的多個(gè)輸入電壓中的每一個(gè)。·
全文摘要
一種電源系統(tǒng)，包括至少一個(gè)電源(30)、以及具有輸入端(IN)和輸出端(OUT)的DC/DC轉(zhuǎn)換器(31)。所述輸入端聯(lián)接到所述電源；所述輸出端可以聯(lián)接到負(fù)載(39、40)，用以允許功率從所述電源傳輸?shù)剿鲐?fù)載。所述DC/DC轉(zhuǎn)換器包括用于調(diào)節(jié)所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓的裝置(33、34、35、36、37)。
文檔編號(hào)H02M3/156GK102859854SQ201180008887
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月12日
發(fā)明者斯蒂芬妮·法伊特爾 申請(qǐng)人:意法愛立信有限公司