【摘 要】
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针对多数传统能量收集系统的能量来源单一,而现有的多源能量收集系统的追踪效率较低,输入功率范围较窄等问题,提出一种双源最大功率同步追踪电路（DSSMPPT）,该系统采用基于比较器结构的最大功率追踪（MPPT）电路实时同步地追踪两个环境能量源的最大输出功率,通过设计的数字控制电路,MPPT电路中两个比较器可以共用单边延时电路从而提高电路的能量转换效率,且该数字控制电路根据比较器的输出信号切换输入能量源
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针对多数传统能量收集系统的能量来源单一,而现有的多源能量收集系统的追踪效率较低,输入功率范围较窄等问题,提出一种双源最大功率同步追踪电路（DSSMPPT）,该系统采用基于比较器结构的最大功率追踪（MPPT）电路实时同步地追踪两个环境能量源的最大输出功率,通过设计的数字控制电路,MPPT电路中两个比较器可以共用单边延时电路从而提高电路的能量转换效率,且该数字控制电路根据比较器的输出信号切换输入能量源以使得系统仅需一个电感,从而降低能量收集系统的体积以及电路的复杂度。由于传统单比较器结构的最大功率点追踪（MPPT）电路的能量转换效率会随着能源内部电阻的增加而急剧下降。这限制了它们在内阻范围较宽的便携式能量采集系统中的价值。为了解决这个问题,在分析了比较器的延迟时间对能量转换效率的影响之后,提出了一种适用于微环境能量收集系统的内阻自适应（IRA）MPPT电路。该IRA-MPPT电路中的IRA电路和延迟综合电路可以实时跟踪能源内部电阻的动态变化,并将优化的开关时间传输到开关晶体管。所提出的IRA-MPPT电路采用标准的0.18μm CMOS工艺设计,与不带IRA电路的经典MPPT电路相比,其能量转换效率可提高33.2%。其后仿真峰值能量转换效率达到92.53%,内部电阻范围更宽至5Ω至5KΩ。数学分析和仿真验证表明,该系统可以很好地应用于可穿戴式能量采集系统。
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