[发明专利]用于能量收集的控制器及控制方法和一种能量收集芯片

摘要

本发明公开了一种用于能量收集的控制器及控制方法和一种能量收集芯片，属于电子电路领域。一种用于能量收集的控制器的控制方法，包括步骤：控制器识别负载与能量输入源的状态；负载减小或能量输入源功率增大，PFM控制电路工作，关断PWM控制电路，能量输入源提供能量给负载，多余的能量对电池充电；负载增大或能量输入源功率减小，PWM控制电路工作，关断PFM控制电路，能量输入源和电池同时提供能量给负载。本发明的一种用于能量收集的控制器及控制方法和一种能量收集芯片，可自动根据能量输入源与负载的相对变化情况，高效地利用或存储收集的能量，实现稳定工作在最大功率点并快速响应宽范围负载瞬态变化的控制模式。

主权项

1.一种用于能量收集的控制器的控制方法，其特征在于，包括步骤：S1、控制器识别负载与能量输入源的状态；S2、负载减小或能量输入源功率增大，PFM控制电路工作，关断PWM控制电路，能量输入源提供能量给负载，多余的能量对电池充电；负载增大或能量输入源功率减小，PWM控制电路工作，关断PFM控制电路，能量输入源和电池同时提供能量给负载；步骤S2中根据负载和能量输入源的反馈信号生成占空比信号，对占空比信号进行运算，根据运算结果，控制逻辑产生六个开关的控制信号，从而控制系统功率级电路工作；所述的PWM控制电路包括第一PI比例积分器、第二PI比例积分器、第三PI比例积分器、第一比较器、第二比较器、第三比较器、第四比较器、时钟补偿模块、用于作差的第五比较器和用于取最大值的第六比较器，所述的第三PI比例积分器的两个输入端输入第一反馈信号V_fb和第一参考信号V_{O_ref}进行误差比较，第三PI比例积分器的输出信号与第一个PI比例积分器的输出信号连接第五比较器的两个输入端进行作差结果相比较，第三PI比例积分器的输出信号与第五比较器的输出信号连接第六比较器的两个输入端取最大值，第六比较器的输出信号与电流采样值连接第二PI比例积分器的两个输入端，第二PI比例积分器的输出信号连接第三比较器的其中一个输入端和第四比较器其中一个输入端，第三比较器的另一个输入端和第四比较器的另一个输入端分别输入为幅值连续相接的两个三角波信号，所述的第一PI比例积分器的两个输入端输入第二反馈信号V_S与第二参考信号V_{S_ref}进行误差比较，第一PI比例积分器的输出信号与一个三角波信号分别输入第二比较器的两个输入端，所述的控制逻辑与模式切换模块对时钟补偿模块输出占空比信号，时钟补偿模块对三角波信号进行时钟补偿后的输出的三角波与第三PI比例积分器的输出信号分别进入第一比较器的两个输入端，所述的第一比较器、第二比较器、第三比较器和第四比较器输出的占空比信号均与控制逻辑与模式切换模块连接，控制逻辑与模式切换模块对输入的各个占空比信号进行数字逻辑运算，最终控制逻辑与模式切换模块输出控制信号。