[发明专利]一种用于太阳能收集的三态多输出接口电路

说明书

本发明公开一种用于太阳能收集的三态多输出接口电路，包括功率级模块、最大功率点追踪模块、输入选择器模块、输出状态反馈模块、输出状态机模块、基准源、控制逻辑模块和栅极驱动模块。本发明共有三个输出端口，分别连接着两个负载与一个可充电电池，并根据输出电压与参考电压的关系，确定每个输出端的优先级，并根据优先级高低对各输出端进行供电。输出状态反馈模块将反馈结果输出给控制逻辑模块，控制逻辑模块根据该结果调节功率级电路中PMOS管和NMOS管的导通时间；驱动模块将该方波信号的驱动能力提升后，控制PMOS管和NMOS管的通断实现太阳能收集，并将输出电压稳定在一定的范围内。本发明十分适合为可携带及移动设备供电。

技术领域

本发明涉及一种太阳能收集电路，具体涉及一种用于太阳能收集的三态多输出接口电路。

背景技术

近年来随着智能手机、手表等移动设备的普及，传统电池供电方式的弊端越发明显，新兴能源的采集逐渐被应用于诸如体传感器、无线传感器、物联网等场合。其中太阳能、热能及射频能因普遍存在、收集方便、无污染、总量巨大等优点被广泛应用。但要有效利用这些环境能量则需要面临许多不可忽略的问题，如对能量的转换效率有较高的要求、产生一个稳定可控的输出电压、同时给多个负载供电等等。因此需要设计一个接口电路来解决以上问题。

接口电路一直是电源管理领域研究的热点，因其高效率、灵活、智能、可集成的优点被广泛应用在太阳能收集电路中。接口电路主要通过控制电路根据负载的需要调节占空比以控制功率电感中的电流和输出电压及电流，从而为负载提供稳定的输出电压。接口电路主要有多输出Buck-Boost型结构、开关电感型的DC-DC转换器结构等。其中，多输出Buck-Boost型结构具有转换效率高等优点。

传统的接口电路输出端一般可连接负载及可充电电池，根据负载端的电压大小将其状态分为饱和(full)与饥饿(hungry)两种，系统将根据负载端的状态选择输出端。当负载端处于饱和(full)态时不对其供电，当负载端处于饥饿(hungry)态时对其供电。但在某些特定情况下会出现误判断的情况，如能量源在两个充电周期内先给电池充电再由电池给负载端供电，或是在能量源能量不足时系统不对负载端供电却选择对可充电电池充电，导致能量传递效率较低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有问题，提供一种用于太阳能收集的三态多输出接口电路，在太阳能收集过程中实现了最大功率点追踪。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：包括功率级模块、最大功率点追踪模块、输入选择器模块、输出状态反馈模块、输出状态机模块、基准源、控制逻辑模块和栅极驱动模块；最大功率点追踪模块的输入端接能量源的输出端，功率级模块的输入端与最大功率点追踪模块的第一输出端、栅极驱动模块的输出端及电池相连，功率级模块的输出端与电池、负载1、负载2及输出状态反馈模块的第一、第二输入端相连，输出状态反馈模块的第三输入端接基准源的输出端，输出状态机模块的输入端接输出状态反馈模块的第一输出端，输入选择器模块的输入端接输出状态反馈模块的第二输出端及最大功率点追踪模块的第二输出端，输出状态机模块、输入选择器模块的输出端与控制逻辑模块的输入端相连，控制逻辑模块的输出端与栅极驱动模块的输入端相连。