[发明专利]一种超低压高效输入自供电整流器电路

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及用于能量获取的超低压高效输入自供电整流器电路，针对整流器实现了高效低电压整流的目的，主要用于能量获取电路。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，电路规模的逐渐扩大，电路结构也变得更为复杂，传统意义的电池已很难符合当前工艺要求，为解决以上问题，能量获取技术近几年受到各界广泛关注。能量获取技术能够从外界获取能量并将其转换为可利用的电能。当前主要能量来源可分为四种，即振动能、温差能、光能和射频能。其中，振动能、温差能已经在人体嵌入医疗器械、运动市场、钟表市场等方面获得了应用，光能获取更是近几年发展最快的新能源技术之一。而射频能可从全球数十亿个无线发射器获得，包括移动电话、手持无线电设备、移动基站、电视/无线广播台等，或者使用专用发射机进行控制。与传统有源系统相比，该技术具有面积小、功耗低、续航时间长、维持成本低、对环境污染小等优点。

图1所示为能量获取的电路图，该能量获取技术分两级实现，第一级是通过整流桥，将输入端的交流信号转换成半波信号；第二级是用DC-DC转换器，将半波信号转换为稳定的直流信号，为负载提供稳定输出电压，而实现由输入获取能量并且提供给负载的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种用于能量获取的超低压高效输入自供电整流器电路，以完成能量获取。

本发明的技术方案是：

一种超低压高效输入自供电整流器电路，包括倍压器电路和有源二极管，其特征在于：所述倍压器电路对模拟输入电压整流并扩大输出电压摆幅，有源二极管实现电流单向导通，输出稳定直流电压，且倍压器电路的输出与有源二极管的输入相连，通过两者即可实现输入供电整流。

作为一种优化的技术方案，所述倍压器电路包括晶体管MN1和晶体管MN2组成差分输入对，有源负载包括晶体管MP1及晶体管MP2组成，晶体管MP3作为共源放大器，晶体管MN3是有源负载，电阻R1和电阻R2组成电阻分压器，晶体管MPS和晶体管MNS是有源二极管，其余三个电容分别为C1，C2和CS，模拟交流电源V_in+和V_in-作为模拟输入；晶体管MN1的漏端分别与晶体管MP1的漏端、晶体管MP2的栅端和晶体管MP3的栅端相连，源端与体端相连并接地，栅端与电阻分压器的输出端相连，晶体管MN2的漏端分别与晶体管MP1的栅端，晶体管MP2的漏端相连，源端与体端相连并接地，栅端接模拟输入电平V_in+，晶体管MN3的漏端分别与栅端，晶体管MP3的漏端，晶体管MNS的栅端，晶体管MPS的栅端，电容CS相连，源端与体端相连并接地，晶体管MNS的漏端接模拟输入电平V_in+，与晶体管MPS的漏端相连，源端与体端相连并接地，晶体管MP1的源端与体端相连并接模拟输出V_hw，晶体管MP2的源端与体端相连并接模拟输出V_hw，晶体管MP3的源端与体端相连并接模拟输出V_hw，晶体管MPS的源端与体端相连并接模拟输出V_hw，电容C1一端与电容C2和模拟输入V_in-相连，另一端接模拟输出V_hw，电容C2一端与电容C1和模拟输入V_in-相连，另一端接地，电容CS一端分别与晶体管MN3的栅端，晶体管MNS的栅端，晶体管MP3的漏端，晶体管MPS的栅端相连，电容CS的另一端接地，电阻分压器的输出端与晶体管MN1的栅端相连，另外两端分别接模拟输出V_hw和地。

作为一种优化的技术方案，所述晶体管MN1的尺寸与晶体管MN2的尺寸相同，且制造工艺相同。

作为一种优化的技术方案，所述电阻R1的阻值与电阻R2的阻值相等。

作为一种优化的技术方案，所述晶体管MP1与晶体管MP2组成正反馈环，用来增强信号，加快翻转速率。

作为一种优化的技术方案，所述晶体管MP3在小信号输入时可以提供满摆幅输出。

作为一种优化的技术方案，所述电容CS的一端可以同时控制晶体管MNS和晶体管MPS的开关。

作为一种优化的技术方案，由四个晶体管组成比较器结构控制有源二极管的开关；所述晶体管MP4与晶体管MP5相连作为比较器的输入，晶体管MN4和晶体管MN5构成电流镜作为比较器的负载。

作为一种优化的技术方案，所述晶体管MP的尺寸要远大于晶体管MP4和MP5的尺寸。