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JSSC 2023第2期Power Management0.18µmEnergy Harvesting

Configurable Hybrid Energy Synchronous Extraction Interface With Serial Stack Res

提出一种可配置混合能量同步提取接口电路,支持多源能量采集
0.18-µm CMOS工艺
能量采集同步提取多源混合单电感谐振电路
创新点1:单电感混合能量同步提取电路(系统创新) - 该电路通过单个电感实现了对交流能量(通过同步电荷提取SECE电路)和直流能量(通过两个降压-升压电路)的高效同步提取,显著减少了元件数量和系统复杂度,提升了能量转换效率。
创新点2:串行堆叠谐振(SSR)技术(方法创新) - 提出了一种新型的串行堆叠谐振技术,使得电路能够在多源能量采集时实现同步能量提取,克服了传统时间分割复用(TDM)在连续电流模式(CCM)下性能不佳的问题,提升了能量采集的稳定性和效率。
创新点3:时间分割复用(TDM)与同步模式切换(系统创新) - 该设计支持TDM模式和SSR模式的灵活切换,能够根据不同的能量源和应用需求选择最优的工作模式,实现了多源能量采集的智能化和自适应化。
创新点4:灵活配置的多源能量采集系统(系统创新) - 该设计支持光伏(PV)、热电(TEG)和压电(PZT)等多种能量源的灵活配置,特别是压电换能器的数量可根据应用需求调整,增强了系统的适用性和可扩展性。
Abstract
Conventional multi-source energy harvesters use the time-division multiplexing (TDM) scheme, where the inductor operates in discontinuous current mode (DCM) and fails to perform well in continuous current mode (CCM). This article presents a single-inductor hybrid energy synchronous extraction circuit with serial stack resonance (SSR) for multi-source energy harvesting. The proposed circuit incorporates a synchronous electric charge extraction (SECE) circuit for ac energy and two buck–boost circu