[发明专利]电源管理DC-DC转换器以及用于感应能量收集器的方法

权利要求书

1.一种用于管理从包括线圈的收集装置收集的AC能量的系统，所述系统包括：

（a）在收集装置的第一和第二端子之间耦合的整流电路，所述整流电路包括第一切换器件、第二切换器件、第三切换器件和第四切换器件，所述第一切换器件具有耦合于用于传导整流电压的输出导体的第一电极和耦合于所述线圈的第一端子的第二电极，所述第二切换器件具有耦合于所述线圈的所述第一端子的第一电极和耦合于参考电压的第二电极，所述第三切换器件具有耦合于所述输出导体的第一电极和耦合于所述线圈的第二端子的第二电极，所述第四切换器件具有耦合于所述线圈的所述第二端子的第一电极和耦合于所述参考电压的第二电极；以及

（b）用于转换所述整流电压的电源管理电路，其包括开关控制电路，所述开关控制电路具有分别耦合于所述线圈的第一和第二端子的第一和第二输入端以及分别耦合于所述第一、第二、第三和第四切换器件的第一、第二、第三和第四输出端，所述开关控制电路闭合第二和第四切换器件以允许所述线圈中电流的累积，打开所述第二和第四切换器件中的一个，所述开关控制电路闭合所述第三切换器件和第一切换器件中相应的一个以响应累积的电感器电流达到预定阈值，从而引导所述累积的电感器电流穿过所述第三和第一切换器件中相应的一个到达电流接收装置。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述开关控制电路包括第一比较器，其具有耦合于所述参考电压的反相输入端、耦合于所述线圈的所述第二端子的同相输入端和耦合以控制所述第一和第二切换器件的输出端。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述开关控制电路包括第一反相器、第二比较器和第二反相器，其中所述第一反相器具有耦合于所述第一切换器件的控制电极的输出端，所述第二比较器具有耦合于所述参考电压的反相输入端、耦合于所述线圈的所述第一端子的同相输入端和耦合以控制所述第四和第三切换器件的输出端，所述第二反相器具有耦合于所述第三切换器件的所述控制电极的输出端。

4.根据权利要求3所述的系统，其中当所述线圈中的电流从线圈流过所述第四切换器件时，所述第四切换器件具有促使在所述第二端子上产生第一电压的接通电阻，并且当线圈中的电流从线圈流过第二切换器件时，所述第二切换器件具有促使在所述第一端子上产生第二电压的接通电阻。

5.根据权利要求4所述的系统，其中当线圈中的电流在第一方向已经累积到足以促使第一电压超出导致第一比较器改变状态的第一比较器的第一阈值时，所述第一比较器改变状态以打开第四切换器件并闭合第三切换器件，从而引导线圈中的电流穿过所述第三切换器件进入输出导体。

6.根据权利要求5所述的系统，其中当线圈中的电流减少到足以促使第一电压下降到导致第一比较器改变状态的第一比较器的第二阈值以下时，所述第一比较器再次改变状态以闭合第四切换器件并打开第三切换器件，从而允许穿过线圈的电流在第二方向的累积。

7.根据权利要求5所述的系统，其中当线圈中的电流在第二方向已经累积到足以促使第二电压超过导致第二比较器改变状态的第二比较器的第一阈值时，所述第二比较器改变状态以打开第二切换器件并闭合第一切换器件，从而引导线圈中的电流穿过第一开关进入输出导体，并且其中当线圈中的电流减少到足以促使第二电压下降到导致第二比较器改变状态的第二比较器的第二阈值以下时，第二比较器再次改变状态以闭合第二切换器件并打开第三切换器件，从而允许穿过线圈的电流在第一方向的累积。

8.根据权利要求1所述的系统，其包括：

耦合于用于传导负载电压的负载导体的负载，

第五切换器件，其具有耦合于线圈的第一端子的第一电极、耦合于所述负载导体的第二电极和耦合于所述开关控制电路的控制电极，

第六切换器件，其具有耦合于线圈的第二端子的第一电极、耦合于负载导体的第二电极和耦合于所述开关控制电路的控制电极，以及

所述开关控制电路在负载所需的负载电压低于电池电压的情况下操作用于闭合第五和第六切换器件中的一个并闭合第一和第三开关中相应的一个以将电池能量传递到负载。

9.根据权利要求8所述的系统，其中如果所需的负载电压超过电池电压，则所述开关控制电路操作用于将所述线圈和所述第一、第二、第三和第四切换器件配置为升压转换器，并且如果所需的负载电压低于电池电压，则所述开关控制电路操作用于将所述线圈和第一、第二、第三和第四切换器件配置为降压转换器。