一种用于极性反转热电能量收集的升降压转换器

作     者：康彦鑫 徐卫林 李海鸥 KANG Yanxin;XU Weilin;LI Haiou

作者机构：桂林电子科技大学、广西精密导航技术与应用重点实验室广西桂林541004 桂林电子科技大学、广西高校微电子器件与集成电路重点实验室广西桂林541004 

出 版 物：《微电子学》 (Microelectronics)

年 卷 期：2023年第53卷第3期

页      面：431-437页

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(62064002,62164003,61861009) 广西精密导航技术与应用重点实验室基金(DH202212) 广西创新研究团队项目(2018GXNSFGA281004) 

主　　题：双极性输入 升降压 最大功率追踪 能量收集 

摘      要：针对传统TEG能量收集系统输入电压单一化与可用功率范围较窄的问题,提出了一种适用于极性反转热电能量收集的升降压DC-DC转换器。采用双极性输入升降压拓扑结构,能够自适应收集双极性输入热电能量,并增加储能升降压回路,有效拓宽了重载下可用功率范围,保证输出电压稳定性,并在轻负载时收集多余能量,显著提高轻载转换效率,保证系统续航能力。最大功率追踪方法采用结构简单、追踪效率较高的开路电压法。180 nm CMOS工艺仿真验证表明,所提出的能量收集系统轻重负载条件下转换效率均高于85%,最高转换效率为93.26%(V_(TEG)=500 mV,R_(S)=210Ω),最大功率追踪效率达到99.52%(V_(TEG)=-600 mV),电路最低工作输入电压为±25 mV,且重负载下1.8 V输出电压纹波小于30 mV。