一种用于极性反转热电能量收集的升降压转换器

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。