一種基于動(dòng)態(tài)阻抗匹配技術(shù)的射頻能量采集系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于動(dòng)態(tài)阻抗匹配技術(shù)的射頻能量采集系統(tǒng)。本發(fā)明系統(tǒng)是在現(xiàn)有射頻能量采集系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加可配置匹配網(wǎng)絡(luò)模塊、整流器輸出電壓檢測模塊、充電電流檢測模塊和匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊組成，其中匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊用于切換電壓采樣和電流采樣兩種工作模式，并根據(jù)所采樣得到的電壓和電流值確定匹配網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整方式。本發(fā)明通過在能量采集過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測諧振腔的匹配狀況并進(jìn)行電路等效阻抗的調(diào)節(jié)，使諧振腔始終處于理想的匹配狀態(tài)，從而在較大的輸入頻帶和入射能量范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)較高效率的射頻能量采集。
【專利說明】
一種基于動(dòng)態(tài)阻抗匹配技術(shù)的射頻能量采集系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及射頻能量采集和電源管理的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著后摩爾時(shí)代的到來，集成電路的應(yīng)用領(lǐng)域日益向分布式電路與系統(tǒng)方向拓展。新興的可穿戴電子、物聯(lián)網(wǎng)傳感節(jié)點(diǎn)、商用小型醫(yī)療電子設(shè)備等，在近年來得到了飛速發(fā)展。這些新型應(yīng)用大多具有體積小、能耗低、數(shù)量龐大等特點(diǎn)。對(duì)于具有此類特點(diǎn)的電子設(shè)備，由于分布較為分散且移動(dòng)設(shè)備數(shù)量居多，采用電池供電成為首選的供電方案。然而由于這些應(yīng)用體積較小，可選的電池容量收到限制(否則電池將占據(jù)這類應(yīng)用的大部分體積，嚴(yán)重影響用戶體驗(yàn))。因此，一種有效的解決方案為:使用能量采集技術(shù)并輔以小容量可充電電池供電。具體而言，這些應(yīng)用可以使用能量采集技術(shù)獲取環(huán)境中的能量(如太陽能、熱能、電磁能等)為電子設(shè)備供電，并把收集到的多余的能量存儲(chǔ)在可充電電池中；當(dāng)環(huán)境中的能量較為微弱而不足以支持電子設(shè)備使用時(shí)，電池作為備用能源參與供電。這種方案具有使用簡便、電池的使用周期長、綠色環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)。
[0003]射頻能量采集技術(shù)是實(shí)現(xiàn)該方案的重要手段之一。該技術(shù)將環(huán)境中的電磁波進(jìn)行接收并整流為直流能量為負(fù)載提供電源或?yàn)榭沙潆婋姵爻潆姟，F(xiàn)有的射頻能量采集系統(tǒng)如圖1所示，由能量接收天線(I)、整流器(2)、電路負(fù)載(3)和充電電路(4)可充電電池(5)構(gòu)成。接收天線通常為感性，而整流器的等效負(fù)載通常為容性，因此接收天線和整流器在有效的電磁頻段內(nèi)構(gòu)成并聯(lián)諧振，獲取較大的能量。為獲得較高的能量接受效率，該諧振腔通常具有較高的品質(zhì)因數(shù)。就能量采集而言，這同時(shí)帶來一個(gè)負(fù)面效應(yīng)，即較窄的有效頻帶范圍。另外，由于在不同的入射能量下整流器的等效負(fù)載(主要為電容)會(huì)發(fā)生較大的變化，因此當(dāng)入射能量發(fā)生改變時(shí)，該諧振腔也可能發(fā)生失配。綜上所述，經(jīng)典的射頻能量采集系統(tǒng)通常只能針對(duì)特定的頻帶和有限的入射能量范圍。在這些范圍之外，能量采集的效率急劇降低從而難以實(shí)現(xiàn)采集效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種基于動(dòng)態(tài)阻抗匹配技術(shù)的射頻能量采集系統(tǒng)，通過在能量采集過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測諧振腔的匹配狀況并進(jìn)行電路等效阻抗的調(diào)節(jié)，使諧振腔始終處于理想的匹配狀態(tài)，從而在較大的輸入頻帶和入射能量范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)較高效率的射頻能量采集。
[0005]本發(fā)明提出的基于動(dòng)態(tài)阻抗匹配技術(shù)的射頻能量采集系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。它至少包括:能量接收天線(I)、整流器(2)、電路負(fù)載(3)、充電電路(4)、可充電電池(5)、整流器輸出電壓檢測模塊(6)、電池充電電流檢測模塊(7)、可配置匹配網(wǎng)絡(luò)模塊(8)和匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)等部分。即在現(xiàn)有如圖1所示的射頻能量采集系統(tǒng)中，在接收天線(I)、整流器(2)之間增加了可配置匹配網(wǎng)絡(luò)模塊(8)，在整流器(2)之后增加了整流器輸出電壓檢測模塊(6)，充電電路(4)之后增加了電池充電電流檢測模塊(7)，整流器輸出電壓檢測模塊(6)和電池充電電流檢測模塊(7)之間設(shè)置了匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)，在匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)與可配置匹配網(wǎng)絡(luò)模塊(8)連接;本發(fā)明的核心部分為增加的可配置匹配網(wǎng)絡(luò)8、整流器輸出電壓檢測模塊6、充電電流檢測模塊7和匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊
9。其中整流器輸出電壓檢測模塊(6)用于采樣整流器的輸出電壓，電池充電電流檢測模塊
(7)用于采樣充電電流，匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)用于切換電壓采樣模式和電流采樣模式，并相應(yīng)地根據(jù)整流器輸出電壓檢測模塊(6)和電池充電電流檢測模塊(7)所采樣得到的電壓和電流值，確定匹配網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整方式并為可配置匹配網(wǎng)絡(luò)(8)提供配置位。
[0006]本發(fā)明所提出的基于動(dòng)態(tài)阻抗匹配技術(shù)的射頻能量采集系統(tǒng)，包括電壓采樣模式和電流采樣模式兩種工作模式。在電壓采樣模式下，本發(fā)明所提出的系統(tǒng)在一個(gè)采樣周期內(nèi)至少包括以下步驟:
1.整流器輸出電壓檢測模塊(6)采樣當(dāng)前時(shí)刻的整流器輸出電壓值；
2.匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)存儲(chǔ)當(dāng)前時(shí)刻的電壓采樣值至下一周期；
3.匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)將當(dāng)前時(shí)刻的電壓采樣值與前一周期的電壓采樣值進(jìn)行比較并得出比較結(jié)果；
4.匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)根據(jù)比較結(jié)果判定前一周期的該模塊對(duì)匹配網(wǎng)絡(luò)調(diào)整方向(增大或減小配置位)是否正確，如比較結(jié)果為當(dāng)前時(shí)刻的電壓采樣值高于前一周期的電壓采樣值則判定結(jié)果為正確；
5.匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)根據(jù)判定結(jié)果確定本周期對(duì)可配置匹配網(wǎng)絡(luò)(8)的調(diào)整方向(增大或減小配置位)，如判定結(jié)果為正確則保持前一周期的調(diào)整方向，如判定結(jié)果不為正確則將調(diào)整方向反向；
6.根據(jù)本周期的調(diào)整方向給出本周期對(duì)可配置匹配網(wǎng)絡(luò)(8)的配置位；
7.調(diào)整后的可配置匹配網(wǎng)絡(luò)(8)改變天線(I)和整流器(2)的匹配狀況，并使整流器(2)產(chǎn)生新的輸出電壓;不斷循環(huán)以上步驟可使得天線(I)和整流器(2)始終保持在理想的匹配狀況，并使得整流器(2 )的輸出電壓保持最大。
[0007]在電流采樣模式下，本發(fā)明所提出的動(dòng)態(tài)阻抗匹配系統(tǒng)在一個(gè)采樣周期內(nèi)至少包括以下步驟:
1.電池充電電流檢測模塊(7)采樣當(dāng)前時(shí)刻的電池充電電流并轉(zhuǎn)換為電壓值；
2.匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)存儲(chǔ)當(dāng)前時(shí)刻的轉(zhuǎn)換電壓值至下一周期；
3.匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)將當(dāng)前時(shí)刻的轉(zhuǎn)換電壓值與前一周期的轉(zhuǎn)換電壓值進(jìn)行比較并得出比較結(jié)果；
4.匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)根據(jù)比較結(jié)果判定前一周期的該模塊對(duì)匹配網(wǎng)絡(luò)調(diào)整方向(增大或減小配置位)是否正確，如比較結(jié)果為當(dāng)前時(shí)刻的轉(zhuǎn)換電壓值高于前一周期的轉(zhuǎn)換電壓值則判定結(jié)果為正確；
5.匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)根據(jù)判定結(jié)果確定本周期對(duì)可配置匹配網(wǎng)絡(luò)(8)的調(diào)整方向(增大或減小配置位)，如判定結(jié)果為正確則保持前一周期的調(diào)整方向，如判定結(jié)果不為正確則將調(diào)整方向反向；
6.根據(jù)本周期的調(diào)整方向給出本周期對(duì)可配置匹配網(wǎng)絡(luò)(8)的配置位；
7.調(diào)整后的可配置匹配網(wǎng)絡(luò)(8)改變天線(I)和整流器(2)的匹配狀況，并使整流器(2)對(duì)可充電電池(5)輸出新的充電電流;不斷循環(huán)以上步驟可使得天線(I)和整流器(2)始終保持在理想的匹配狀況，并使得整流器(2)對(duì)可充電電池(5)的充電電流保持最大。
【附圖說明】
[0008]圖1是射頻能量采集系統(tǒng)示意圖。
[0009]圖2是本發(fā)明的基于阻抗匹配技術(shù)的射頻能量采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0010]圖3是本發(fā)明的基于阻抗匹配技術(shù)的射頻能量采集系統(tǒng)具體電路圖。
[0011]圖4是匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)中的模式切換和判決邏輯(14)的具體電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面通過一個(gè)具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明。
[0013]圖3給出了一個(gè)采用本發(fā)明提出的基于動(dòng)態(tài)阻抗匹配技術(shù)的完整的射頻能量采集系統(tǒng)。其中，可配置匹配網(wǎng)絡(luò)(8)由二進(jìn)制編碼的可變電容陣列構(gòu)成，其電容大小可由m位二進(jìn)制信號(hào)DO?Dm控制。整流器(2)輸出電壓為Vrec。整流器輸出電壓檢測模塊(6)簡化為一根導(dǎo)線(13)，直接將電壓Vrec傳輸?shù)狡ヅ渚W(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)。電池充電電路(4)由一個(gè)比較器(16)和一個(gè)功率晶體管(10)構(gòu)成。當(dāng)Vrec高于電池(5)電壓時(shí)，比較器(16)調(diào)節(jié)功率晶體管(10)柵端電壓使之開啟，整流器(2)對(duì)電池(5)進(jìn)行充電；當(dāng)Vrec低于電池(5)電壓時(shí)，功率晶體管(10)關(guān)閉，防止電池漏電。電池充電電流檢測模塊(7)由功率晶體管(10)、個(gè)鏡像晶體管(11 )、采樣電阻(12)和運(yùn)算放大器(17)電路連接組成；電池充電電流檢測模塊
(7)與充電電路(4)共享功率晶體管(10)，并通過鏡像晶體管(11)復(fù)制通過功率晶體管(10)的部分電流;該電流在米樣時(shí)間內(nèi)在米樣電阻(12)上產(chǎn)生表征充電電流大小的轉(zhuǎn)換電壓Vsample，完成對(duì)充電電流的采樣，Ss信號(hào)為采樣時(shí)鐘;運(yùn)算放大器(17)用于對(duì)功率晶體管
(10)和鏡像晶體管(11)的漏端進(jìn)行鉗位，確保充電電流被精確復(fù)制。匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)由一個(gè)模式切換和判決邏輯(14)和一個(gè)m位計(jì)數(shù)器(15)構(gòu)成;模式切換和判決邏輯
[14]根據(jù)轉(zhuǎn)換電壓Vsample的大小確定該能量采集系統(tǒng)的工作模式。如Vsample低于系統(tǒng)預(yù)設(shè)的電壓閾值，則說明Vrec尚未達(dá)到電池電壓或Vrec雖然達(dá)到電池電壓但充電電流微弱，此時(shí)模式切換和判決邏輯(14)將系統(tǒng)切換到電壓采樣模式。在該模式下，模式切換和判決邏輯(14)根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻采樣得到的Vrec值和前一周期存儲(chǔ)的Vrec值給出本周期的判決電平DEC。反之，如Vsample高于電壓閾值，則說明該能量采集系統(tǒng)在支持本身的電路負(fù)載(3)外還有較多富余的能量為電池(5)充電，此時(shí)模式切換和判決邏輯(14)將系統(tǒng)切換到電流采樣模式。在該模式下，模式切換和判決邏輯(14)根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻采樣得到的Vsample值和前一周期存儲(chǔ)的Vsample值給出本周期的判決電平DEC。判決電平DEC是一個(gè)二進(jìn)制信號(hào)，當(dāng)該信號(hào)為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器(15)將m位二進(jìn)制數(shù)[Dm:D0]加I，當(dāng)該信號(hào)為低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器
[15]將m位二進(jìn)制數(shù)[Dm:D0]減I。所得的二進(jìn)制數(shù)[Dm:D0]作為本周期的匹配網(wǎng)絡(luò)配置位反饋到可配置匹配網(wǎng)絡(luò)(8)。
[0014]圖4給出了模式切換和判決邏輯(14)的具體電路。該電路包括:一個(gè)比較器(18)、一對(duì)傳輸門(19 )、一對(duì)傳輸門(20 )、兩個(gè)米樣電容(21)、比較器(2 2 )、一組傳輸門(23 )、一個(gè)同或門(24)和一個(gè)D觸發(fā)器(25)經(jīng)電路連接組成;在該電路中，一對(duì)傳輸門(19)用于對(duì)電壓采樣模式和電流采樣模式的切換，該傳輸門的控制信號(hào)由Vsample信號(hào)和系統(tǒng)預(yù)設(shè)的電壓閾值Vref信號(hào)經(jīng)由比較器(18)給出；被選擇的采樣電壓Vrec或V sampl e經(jīng)由Sp信號(hào)控制的一對(duì)傳輸門(20)在連續(xù)的采樣周期中被交替地存儲(chǔ)在兩個(gè)采樣電容(21)上。Sp信號(hào)是一個(gè)占空比為50%的脈沖波，其脈寬T為一個(gè)采樣周期的長度。相鄰兩個(gè)采樣周期中的存儲(chǔ)在采樣電容(21)上的電壓通過比較器(22)進(jìn)行比較，一組傳輸門(23)根據(jù)本周期采樣電壓存儲(chǔ)的位置相應(yīng)地選通比較器(22)的輸出極性，從而使得二進(jìn)制信號(hào)Vcomp表征采樣電壓的比較結(jié)果。當(dāng)Vcomp為高電平時(shí)，表示本周期的采樣電壓高于前一周期，反之亦然。每一周期的二進(jìn)制判決電平DEC由比較結(jié)果V comp與上一周期的DEC值確定。當(dāng)Vcomp為高電平時(shí)，說明Vrec或Vsample在前一周期的調(diào)整中所有上升，即調(diào)整后的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)使諧振腔的匹配狀況變好，因此本周期的判決電平DEC與前一周期保持相同；當(dāng)Vcomp為低電平時(shí)，說明Vrec或Vsample在前一周期的調(diào)整中所有下降，即調(diào)整后的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)使諧振腔的匹配狀況變差，因此本周期的判決電平DEC為前一周期的判決電平取反。這一功能通過同或門(24)和D觸發(fā)器(25)實(shí)現(xiàn)。
[0015]在以上設(shè)計(jì)實(shí)例中，本發(fā)明所提出的動(dòng)態(tài)阻抗匹配技術(shù)能夠在至多2m_l個(gè)采樣周期內(nèi)使得整流器(2)輸出電壓(在電壓采樣模式下)或電池充電電流(在電流采樣模式下)達(dá)到當(dāng)前入射電磁波頻率和能量條件下的最大值，即使得射頻能量采集系統(tǒng)達(dá)到最高效率狀態(tài)，并在后續(xù)的采樣周期中使系統(tǒng)在該狀態(tài)保持穩(wěn)定。當(dāng)入射電磁波的頻率和能量發(fā)生(一定范圍內(nèi)的)改變時(shí)，本發(fā)明所提出的動(dòng)態(tài)阻抗匹配技術(shù)也能在至多2m_l個(gè)采樣周期內(nèi)使能量采集系統(tǒng)恢復(fù)到最高效率狀態(tài)并保持穩(wěn)定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于動(dòng)態(tài)阻抗匹配技術(shù)的射頻能量采集系統(tǒng)，其特征在于，包括:能量接收天線(I)、整流器(2)、電路負(fù)載(3)、充電電路(4)、可充電電池(5)、整流器輸出電壓檢測模塊(6)、電池充電電流檢測模塊(7)、可配置匹配網(wǎng)絡(luò)模塊(8)和匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9);是在現(xiàn)有的射頻能量采集系統(tǒng)中，在接收天線(I)、整流器(2)之間增加了可配置匹配網(wǎng)絡(luò)模塊(8)，在整流器(2)之后增加了整流器輸出電壓檢測模塊(6)，充電電路(4)之后增加了電池充電電流檢測模塊(7 )，整流器輸出電壓檢測模塊(6 )和電池充電電流檢測模塊(7 )之間設(shè)置了匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9);其中整流器輸出電壓檢測模塊(6)用于采樣整流器的輸出電壓，電池充電電流檢測模塊(7)用于采樣充電電流，匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)用于切換電壓采樣模式和電流采樣模式，并相應(yīng)地根據(jù)整流器輸出電壓檢測模塊(6)和電池充電電流檢測模塊(7)所采樣得到的電壓和電流值，確定匹配網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整方式并為可配置匹配網(wǎng)絡(luò)(8)提供配置位。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動(dòng)態(tài)阻抗匹配技術(shù)的射頻能量采集系統(tǒng)，其特征在于，所述可配置匹配網(wǎng)絡(luò)(8)由二進(jìn)制編碼的可變電容陣列構(gòu)成，其電容大小由m位二進(jìn)制信號(hào)DO?Dm控制。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于動(dòng)態(tài)阻抗匹配技術(shù)的射頻能量采集系統(tǒng)，其特征在于，所述充電電路(4)由一個(gè)比較器(16)和一個(gè)功率晶體管(10)構(gòu)成;所述電池充電電流檢測模塊(7)由功率晶體管(10)、鏡像晶體管(11)、采樣電阻(12)和運(yùn)算放大器(17)電路連接組成；電池充電電流檢測模塊(7 )與充電電路(4)共享功率晶體管(10)，并通過鏡像晶體管(II)復(fù)制通過功率晶體管(10)的部分電流;該電流在采樣時(shí)間內(nèi)在采樣電阻(12)上產(chǎn)生表征充電電流大小的轉(zhuǎn)換電壓Vsample，完成對(duì)充電電流的采樣;運(yùn)算放大器(17)用于對(duì)功率晶體管(10)和鏡像晶體管(11)的漏端進(jìn)行鉗位，確保充電電流被精確復(fù)制。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于動(dòng)態(tài)阻抗匹配技術(shù)的射頻能量采集系統(tǒng)，其特征在于，所述匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)由一個(gè)模式切換和判決邏輯(14)和一個(gè)m位計(jì)數(shù)器(15)電路連接構(gòu)成;模式切換和判決邏輯(14)根據(jù)轉(zhuǎn)換電壓Vsample的大小確定該能量采集系統(tǒng)的工作模式。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于動(dòng)態(tài)阻抗匹配技術(shù)的射頻能量采集系統(tǒng)，其特征在于，所述模式切換和判決邏輯(14)由一個(gè)比較器(18)、一對(duì)傳輸門(19)、一對(duì)傳輸門(20)、兩個(gè)采樣電容(21)、比較器(22)、一組傳輸門(23)、一個(gè)同或門(24)和一個(gè)D觸發(fā)器(25)經(jīng)電路連接組成;其中，一對(duì)傳輸門(19)用于對(duì)電壓采樣模式和電流采樣模式的切換，該傳輸門的控制信號(hào)由Vsample信號(hào)和系統(tǒng)預(yù)設(shè)的電壓閾值Vref信號(hào)經(jīng)由比較器(18)給出；被選擇的采樣電壓Vrec或V samp I e經(jīng)由Sp信號(hào)控制的一對(duì)傳輸門(20 )在連續(xù)的采樣周期中被交替地存儲(chǔ)在兩個(gè)采樣電容(21)上;Sp信號(hào)是一個(gè)占空比為50%的脈沖波，其脈寬T為一個(gè)采樣周期的長度;相鄰兩個(gè)采樣周期中的存儲(chǔ)在采樣電容(21)上的電壓通過比較器(22)進(jìn)行比較；一組傳輸門(23)根據(jù)本周期采樣電壓存儲(chǔ)的位置相應(yīng)地選通比較器(22)的輸出極性，從而使得二進(jìn)制信號(hào)Vcomp表征采樣電壓的比較結(jié)果；當(dāng)Vcomp為高電平時(shí)，表示本周期的采樣電壓高于前一周期，反之亦然;每一周期的二進(jìn)制判決電平DEC由比較結(jié)果Vcomp與上一周期的DEC值確定；當(dāng)Vcomp為高電平時(shí)，說明Vrec或Vsample在前一周期的調(diào)整中所有上升，即調(diào)整后的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)使諧振腔的匹配狀況變好，因此本周期的判決電平DEC與前一周期保持相同；當(dāng)Vcomp為低電平時(shí)，說明Vrec或Vsample在前一周期的調(diào)整中所有下降，即調(diào)整后的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)使諧振腔的匹配狀況變差，因此本周期的判決電平DEC為前一周期的判決電平取反;這一功能由同或門(24)和D觸發(fā)器(25)實(shí)現(xiàn)。6.基于權(quán)利要求1-5之一所述的射頻能量采集系統(tǒng)的工作模式，其特征在于包括電壓采樣模式和電流采樣模式兩種； 在電壓采樣模式下，在一個(gè)采樣周期內(nèi)至少包括以下步驟: (1)整流器輸出電壓檢測模塊(6)采樣當(dāng)前時(shí)刻的整流器輸出電壓值； (2)匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)存儲(chǔ)當(dāng)前時(shí)刻的電壓采樣值至下一周期； (3)匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)將當(dāng)前時(shí)刻的電壓采樣值與前一周期的電壓采樣值進(jìn)行比較并得出比較結(jié)果； (4)匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)根據(jù)比較結(jié)果判定前一周期的該模塊對(duì)匹配網(wǎng)絡(luò)調(diào)整方向是否正確，如比較結(jié)果為當(dāng)前時(shí)刻的電壓采樣值高于前一周期的電壓采樣值則判定結(jié)果為正確； (5)匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)根據(jù)判定結(jié)果確定本周期對(duì)可配置匹配網(wǎng)絡(luò)(8)的調(diào)整方向，如判定結(jié)果為正確則保持前一周期的調(diào)整方向，如判定結(jié)果不為正確則將調(diào)整方向反向； (6)根據(jù)本周期的調(diào)整方向給出本周期對(duì)可配置匹配網(wǎng)絡(luò)(8)的配置位； (7)調(diào)整后的可配置匹配網(wǎng)絡(luò)(8)改變天線(I)和整流器(2)的匹配狀況，并使整流器(2)產(chǎn)生新的輸出電壓;不斷循環(huán)以上步驟可使得天線(I)和整流器(2)始終保持在理想的匹配狀況，并使得整流器(2)的輸出電壓保持最大； 在電流采樣模式下，在一個(gè)采樣周期內(nèi)至少包括以下步驟: (1)電池充電電流檢測模塊(7)采樣當(dāng)前時(shí)刻的電池充電電流并轉(zhuǎn)換為電壓值； (2)匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)存儲(chǔ)當(dāng)前時(shí)刻的轉(zhuǎn)換電壓值至下一周期； (3)匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)將當(dāng)前時(shí)刻的轉(zhuǎn)換電壓值與前一周期的轉(zhuǎn)換電壓值進(jìn)行比較并得出比較結(jié)果； (4)匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)根據(jù)比較結(jié)果判定前一周期的該模塊對(duì)匹配網(wǎng)絡(luò)調(diào)整方向是否正確，如比較結(jié)果為當(dāng)前時(shí)刻的轉(zhuǎn)換電壓值高于前一周期的轉(zhuǎn)換電壓值則判定結(jié)果為正確； (5)匹配網(wǎng)絡(luò)配置位產(chǎn)生模塊(9)根據(jù)判定結(jié)果確定本周期對(duì)可配置匹配網(wǎng)絡(luò)(8)的調(diào)整方向，如判定結(jié)果為正確則保持前一周期的調(diào)整方向，如判定結(jié)果不為正確則將調(diào)整方向反向； (6)根據(jù)本周期的調(diào)整方向給出本周期對(duì)可配置匹配網(wǎng)絡(luò)(8)的配置位； (7)調(diào)整后的可配置匹配網(wǎng)絡(luò)(8)改變天線(I)和整流器(2)的匹配狀況，并使整流器(2)對(duì)可充電電池(5)輸出新的充電電流;不斷循環(huán)以上步驟可使得天線(I)和整流器(2)始終保持在理想的匹配狀況，并使得整流器(2)對(duì)可充電電池(5)的充電電流保持最大。
【文檔編號(hào)】H02J7/02GK105826994SQ201610163509
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月19日
【發(fā)明人】王彧, 張怡云, 閆娜, 閔昊, 史傳進(jìn)
【申請(qǐng)人】復(fù)旦大學(xué)