一种宽负载范围低纹波高效率能量收集系统
Microelectronics（2023）
Abstract
针对环境能量收集系统输出电压纹波高以及效率随负载变化等缺点,提出了一种在宽负载范围内转换效率高且输出电压纹波低的能量收集系统.该系统基于最优化导通时间(OOT)控制方法对输出纹波进行调控,解决了传统控制方法在小负载电容和轻载情况下纹波较大的问题;此外,基于自适应系统时钟频率(ACF)控制方法改善了传统方法在轻载时效率大幅度下降的问题,实现系统在较宽负载范围内保持较高的效率.采用180 nm CMOS工艺对能量收集系统进行设计验证.仿真结果显示,所设计的能量收集系统在1 mA负载电流范围内峰值效率为89.75％,最低效率为83.75％,其最低效率比同类系统提高了 7个百分点以上;在0.2 μF负载电容下纹波从177.96 mV 下降到 23.56 mV.
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Key words
energy harvesting,wide load range,low ripple,high efficiency
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