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KR102036407B1 - Havesting circuit for realizing little ripple of an output voltage and method of controlling the same - Google Patents

Havesting circuit for realizing little ripple of an output voltage and method of controlling the same Download PDF

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KR102036407B1
KR102036407B1 KR1020160182421A KR20160182421A KR102036407B1 KR 102036407 B1 KR102036407 B1 KR 102036407B1 KR 1020160182421 A KR1020160182421 A KR 1020160182421A KR 20160182421 A KR20160182421 A KR 20160182421A KR 102036407 B1 KR102036407 B1 KR 102036407B1
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energy storage
switch
output
unit
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유창식
박정표
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

출력 전압이 작은 리플을 가지는 하베스팅 회로 및 이를 제어하는 방법이 개시된다. 상기 하베스팅 회로는 에너지 저장부 및 상기 에너지 저장부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다. 여기서, 상기 제어부는 출력에서 필요로 하는 에너지 이상으로 에너지를 상기 에너지 저장부로 저장시킨 후에 상기 저장된 에너지를 상기 출력으로 제공한다. A harvesting circuit having a small ripple output voltage and a method of controlling the same are disclosed. The harvesting circuit includes an energy storage unit and a control unit for controlling the operation of the energy storage unit. Here, the control unit stores the energy to the energy storage unit more than the energy required at the output and provides the stored energy to the output.

Description

적은 출력 전압 리플을 실현하는 하베스팅 회로 및 이를 제어하는 방법{HAVESTING CIRCUIT FOR REALIZING LITTLE RIPPLE OF AN OUTPUT VOLTAGE AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME}Harvesting circuit that realizes low output voltage ripple and how to control it {SAVESTING CIRCUIT FOR REALIZING LITTLE RIPPLE OF AN OUTPUT VOLTAGE AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME}

본 발명은 적은 리플을 실현하는 하베스팅 회로 및 이를 제어하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a harvesting circuit that realizes low ripple and a method of controlling the same.

하베스팅 회로는 하베스터에서 공급받은 에너지로 안정적인 출력 전압을 생성하는 회로를 의미한다. 종래의 하베스팅 회로는 출력 전압에 큰 리플이 발생할 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보겠다. The harvesting circuit is a circuit that generates a stable output voltage from the energy supplied from the harvester. Conventional harvesting circuits can cause large ripples in the output voltage. Let's look at this in detail.

도 1은 종래의 하베스팅 회로를 도시한 도면이고, 도 2는 하베스터에서 제공되는 에너지가 출력이 필요로 하는 에너지보다 작을 때의 동작 파형을 도시한 도면이다. 도 3은 하베스터에서 제공되는 에너지가 출력이 필요로 하는 에너지보다 클 때의 동작 파형을 도시한 도면이고, 도 4는 종래의 하베스팅 회로에서 두 제어 방법이 전환되는 상황에 대한 동작 파형을 도시한 도면이며, 도 5는 종래의 하베스팅 회로에서 제어 방법이 전환되는 임계점에서의 동작 파형을 도시한 도면이다. 1 is a view showing a conventional harvesting circuit, Figure 2 is a view showing the operating waveform when the energy provided from the harvester is less than the energy required for the output. 3 is a view showing an operating waveform when the energy provided from the harvester is larger than the energy required by the output, and FIG. 4 is a view showing an operating waveform for a situation in which two control methods are switched in a conventional harvesting circuit. FIG. 5 is a diagram illustrating an operation waveform at a threshold point at which a control method is switched in a conventional harvesting circuit.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 하베스터와 출력 전력의 관계에 따라 2가지 제어 방법이 설정된다. 1 to 5, two control methods are set according to the relationship between the harvester and the output power.

상기 제어 방법은 하베스터 전력이 출력에서 필요로 하는 전력보다 부족한 경우(lightly sourced)의 제어 방법과 하베스터 전력이 출력에서 필요로 하는 전력보다 큰 경우(heavily sourced)의 제어 방법을 포함한다. The control method includes a control method when the harvester power is lightly sourced than the power required at the output and a control method when the harvester power is heavily sourced than the power required at the output.

도 4는 종래의 하베스팅 회로에서 두 가지 제어방법을 전환하는 기준에 대한 설명이다. 출력전압이 기준 전압보다 75mV 낮으면 하베스터에서 공급하는 에너지가 부족하다고 판단하여 lightly sourced 모드로 동작하고, 출력전압이 75mV보다 높으면 하베스터에서 공급하는 에너지가 충분하다고 판단하여 heavily sourced 모드로 동작한다. 4 is a description of a reference for switching between two control methods in a conventional harvesting circuit. If the output voltage is 75mV lower than the reference voltage, the harvester operates in lightly sourced mode, deciding that the energy supplied by the harvester is insufficient. If the output voltage is higher than 75mV, the harvester operates in the heavily sourced mode.

여기서, 하베스터에서 공급하는 전력과 출력에서 필요로 하는 전력이 비슷한 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 두 제어 방법이 반복하면서 동작하게 되며, 그 결과 출력 전압의 리플(150mV)이 커지는 문제가 발생한다. Here, when the power supplied from the harvester and the power required by the output are similar, as shown in FIG. 5, the two control methods are repeatedly operated, and as a result, a ripple (150mV) of the output voltage increases. .

KRKR 10-164381710-1643817 BB

본 발명은 출력 전압이 작은 리플을 가지는 하베스팅 회로 및 이를 제어하는 방법을 제공하는 것이다.The present invention provides a harvesting circuit having a small ripple output voltage and a method of controlling the harvesting circuit.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 하베스팅 회로는 에너지 저장부; 및 상기 에너지 저장부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다. 여기서, 상기 제어부는 출력에서 필요로 하는 에너지 이상으로 에너지를 상기 에너지 저장부로 저장시킨 후에 상기 저장된 에너지를 상기 출력으로 제공한다. In order to achieve the above object, the harvesting circuit according to an embodiment of the present invention is an energy storage unit; And a control unit for controlling the operation of the energy storage unit. Here, the control unit stores the energy to the energy storage unit more than the energy required at the output and provides the stored energy to the output.

본 발명의 다른 실시예에 따른 하베스팅 회로는 에너지 저장부; 하베스터와 상기 에너지 저장부의 일단 사이의 연결을 스위칭하는 제 1 스위치; 2차 에너지 저장부와 상기 에너지 저장부의 일단 사이의 연결을 스위칭하는 제 2 스위치; 및 상기 스위치들의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다. 여기서, 상기 하베스터로부터 상기 에너지 저장부로 저장되는 에너지가 출력에서 필요로 하는 에너지보다 작은 경우, 상기 제 1 스위치가 온되고 상기 제 2 스위치가 오프되어 상기 하베스터의 에너지가 상기 에너지 저장부로 저장되고, 상기 제 2 스위치가 온되고 상기 제 1 스위치가 오프되어 상기 2차 에너지 저장부의 에너지가 상기 에너지 저장부로 저장되며, 그런 후 상기 인덕터는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 저장된 에너지를 상기 출력으로 제공한다. Harvesting circuit according to another embodiment of the present invention energy storage; A first switch for switching a connection between a harvester and one end of the energy storage unit; A second switch for switching a connection between the secondary energy store and one end of the energy store; And a control unit for controlling the operation of the switches. Here, when the energy stored from the harvester to the energy storage unit is less than the energy required at the output, the first switch is turned on and the second switch is off to store the energy of the harvester to the energy storage unit, A second switch is on and the first switch is off to store the energy of the secondary energy store into the energy store, and then the inductor provides the stored energy to the output under control of the controller.

본 발명의 일 실시예에 따른 하베스팅 회로 제어 방법은 하베스터로부터 에너지 저장부로 에너지를 제공하는 단계; 2차 에너지 저장부로부터 상기 에너지 저장부로 에너지를 제공하는 단계; 및 상기 하베스터 및 상기 2차 에너지 저장부로부터 제공된 에너지에 의해 상기 에너지 저장부의 에너지가 출력에서 필요로 하는 에너지 이상이 된 경우, 상기 에너지 저장부에 저장된 에너지를 출력으로 제공하는 단계를 포함한다. Harvesting circuit control method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of providing energy from the harvester to the energy storage; Providing energy from a secondary energy store to the energy store; And providing energy stored in the energy storage unit as an output when the energy provided by the harvester and the secondary energy storage unit is greater than the energy required at the output by the energy provided from the harvester and the secondary energy storage unit.

본 발명의 다른 실시예에 따른 하베스팅 회로 제어 방법은 하베스터로부터 에너지 저장부로 에너지를 제공하는 단계; 상기 에너지 저장부에 저장된 에너지를 출력으로 제공하는 단계; 상기 출력의 전압이 기설정 전압에 도달하면 상기 에너지 저장부로부터 상기 출력으로 제공되는 에너지를 차단하는 단계; 및 상기 에너지 저장부의 남은 에너지를 2차 에너지 저장부로 제공하는 단계를 포함한다. The harvesting circuit control method according to another embodiment of the present invention comprises the steps of providing energy from the harvester to the energy storage unit; Providing energy stored in the energy storage as an output; Blocking energy provided from the energy storage to the output when the voltage of the output reaches a preset voltage; And providing remaining energy of the energy storage unit to the secondary energy storage unit.

본 발명에 따른 하베스팅 회로 및 이를 제어하는 방법은 항상 인덕터에 출력이 필요로 하는 에너지 이상으로 에너지를 저장시킨 후 저장된 에너지를 출력으로 한번에 제공한다. 결과적으로, 하베스터의 에너지와 출력에서 필요로 하는 에너지가 유사할 지라도 동작 모드가 임의로 전환되는 현상이 발생하지 않으며, 그 결과 출력 전압의 리플이 상당히 작아질 수 있다. The harvesting circuit and the method for controlling the same according to the present invention always store energy above the energy required by the output in the inductor and then provide the stored energy as an output at once. As a result, even if the energy of the harvester and the energy required at the output are similar, the operation mode is not arbitrarily switched, and as a result, the ripple of the output voltage can be significantly reduced.

도 1은 종래의 하베스팅 회로를 도시한 도면이다.
도 2는 하베스터에서 제공되는 에너지가 출력이 필요로 하는 에너지보다 작을 때의 동작 파형을 도시한 도면이다.
도 3은 하베스터에서 제공되는 에너지가 출력이 필요로 하는 에너지보다 클 때의 동작 파형을 도시한 도면이다.
도 4는 종래의 하베스팅 회로에서 두 제어 방법이 전환되는 상황에 대한 동작 파형을 도시한 도면이다.
도 5는 종래의 하베스팅 회로에서 제어 방법이 전환되는 임계점에서의 동작 파형을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하베스팅 회로의 구조를 도시한 회로도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하베스팅 회로를 제어하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 하베스터가 공급하는 전력이 출력에서 필요로 하는 전력보다 큰 경우의 신호들의 파형을 도시한 타이밍다이어그램이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 하베스터가 공급하는 전력이 출력에서 필요로 하는 전력보다 작은 경우의 신호들의 파형을 도시한 타이밍다이어그램이다.
1 is a view showing a conventional harvesting circuit.
2 is a view showing an operating waveform when the energy provided from the harvester is smaller than the energy required by the output.
3 is a view showing an operating waveform when the energy provided from the harvester is greater than the energy required by the output.
FIG. 4 is a diagram illustrating an operating waveform for a situation in which two control methods are switched in a conventional harvesting circuit.
FIG. 5 is a diagram illustrating an operating waveform at a threshold point at which a control method is switched in a conventional harvesting circuit.
6 is a circuit diagram showing the structure of a harvesting circuit according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a process of controlling the harvesting circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a timing diagram illustrating waveforms of signals when the power supplied by the harvester according to an embodiment of the present invention is larger than the power required at the output.
FIG. 9 is a timing diagram illustrating waveforms of signals when the power supplied by the harvester according to an embodiment of the present invention is smaller than the power required at the output.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural forms unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as “consisting of” or “comprising” should not be construed as necessarily including all of the various components or steps described in the specification, and some of the components or some steps It should be construed that it may not be included or may further include additional components or steps. In addition, the terms "... unit", "module", etc. described in the specification mean a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software. .

본 발명은 하베스팅 회로(Harvesting circuit) 및 이를 제어하는 방법에 관한 것으로서, 작은 리플을 가지는 출력 전압을 실현할 수 있다. The present invention relates to a harvesting circuit (Harvesting circuit) and a method for controlling the same, it is possible to realize an output voltage having a small ripple.

일 실시예에 따르면, 상기 하베스팅 회로 및 이를 제어하는 방법은 출력이 필요로 하는 에너지를 인덕터가 상기 출력으로 한번에 제공할 수 있다. 이 경우, 하베스터의 에너지와 출력에서 필요로 하는 에너지가 유사할 지라도 동작 모드가 임의로 전환되는 현상이 발생하지 않으며, 그 결과 출력 전압의 리플이 상당히 작아질 수 있다. According to one embodiment, the harvesting circuit and a method for controlling the same may be provided by the inductor to the output at once the energy required by the output. In this case, even if the energy of the harvester and the energy required at the output are similar, the operation mode is not switched arbitrarily, and as a result, the ripple of the output voltage can be significantly reduced.

이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다. Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하베스팅 회로의 구조를 도시한 회로도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하베스팅 회로를 제어하는 과정을 도시한 순서도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 하베스터가 공급하는 전력이 출력에서 필요로 하는 전력보다 큰 경우의 신호들의 파형을 도시한 타이밍다이어그램이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 하베스터가 공급하는 전력이 출력에서 필요로 하는 전력보다 작은 경우의 신호들의 파형을 도시한 타이밍다이어그램이다. 6 is a circuit diagram illustrating a structure of a harvesting circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a flowchart illustrating a process of controlling the harvesting circuit according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 is a timing diagram showing waveforms of signals when the power supplied by the harvester according to the embodiment of the present invention is larger than the power required at the output. FIG. 9 is a timing diagram showing the harvester according to the embodiment of the present invention. A timing diagram showing waveforms of signals when the power supplied is smaller than the power required at the output.

도 6을 참조하면, 본 실시예의 하베스팅 회로는 에너지 저장부(600), 예를 들어 인덕터(L), 충전 스위칭부(600), 출력 스위칭부(604), 2차 에너지 저장부(606, 배터리), 예를 들어 2차 전지 및 제어부(606)를 포함한다. Referring to FIG. 6, the harvesting circuit of the present embodiment includes an energy storage unit 600, for example, an inductor L, a charge switching unit 600, an output switching unit 604, and a secondary energy storage unit 606. Battery), for example a secondary battery and a controller 606.

이하, 설명의 편의를 위하여, 에너지 저장부(600)를 인덕터(L)로 가정하고, 2차 에너지 저장부(606)를 2차 전지로 가정하겠다. Hereinafter, for convenience of explanation, it is assumed that the energy storage unit 600 is an inductor L and the secondary energy storage unit 606 is a secondary battery.

인덕터(600)는 하베스터(미도시)로부터 에너지를 1차로 제공받아 저장하고, 필요시 2차 전지(606)로부터 에너지를 제공받아 저장할 수 있다. The inductor 600 may receive and store energy primarily from a harvester (not shown), and may store and receive energy from a secondary battery 606 when necessary.

또한, 인덕터(600)는 상기 저장된 에너지를 출력(COUT)으로 제공한다. 특히, 인덕터(600)는 하베스터로부터 공급되는 에너지(전력)과 출력(COUT)에서 필요로 하는 에너지(전력)의 상대적인 크기에 관계없이 제어부(608)의 제어에 따라 출력(COUT)이 필요로 하는 에너지를 출력(COUT)으로 한번에 제공할 수 있다. Inductor 600 also provides the stored energy to output C OUT . In particular, the inductor 600 may have an output (C OUT) under the control of the energy (electric power) and the output (C OUT), the control unit 608 regardless of the relative size of the energy (power) required by the supplied from the harvester Energy can be provided to the output (C OUT ) at once.

충전 스위칭부(602)는 인덕터(600)로 에너지를 제공하는 동작과 관련된 스위치들(MP1, MP2 및 MN1)을 포함할 수 있다. 여기서, 스위치들(MP1, MP2 및 MN1)은 제어 신호부(616)으로부터 출력된 제어 신호들(ΦHAVBAT1, ΦN1)에 의해 제어된다. The charge switching unit 602 may include switches MP1, MP2, and MN1 associated with an operation of providing energy to the inductor 600. Here, the switches MP1, MP2 and MN1 are controlled by the control signals Φ HAV , Φ BAT1 , and Φ N1 output from the control signal unit 616.

스위치(MP1)는 상기 하베스터와 인덕터(600)의 일단 사이의 연결을 스위칭하며, 예를 들어 PMOS 트랜지스터일 수 있다. The switch MP1 switches a connection between the harvester and one end of the inductor 600 and may be, for example, a PMOS transistor.

스위치(MN1)는 인덕터(600)의 일단과 접지 사이의 연결을 스위칭하며, 예를 들어 NMOS 트랜지스터일 수 있다. The switch MN1 switches the connection between one end of the inductor 600 and the ground, and may be, for example, an NMOS transistor.

스위치(MP2)는 인덕터(600)의 일단과 2차 전지(606) 사이의 연결을 스위칭하며, 예를 들어 PMOS 트랜지스터일 수 있다.  The switch MP2 switches the connection between one end of the inductor 600 and the secondary battery 606 and may be, for example, a PMOS transistor.

출력 스위칭부(604)는 인덕터(600)에 저장된 에너지를 출력하는 동작과 관련된 스위치들(MP3, MP4 및 MN2)을 포함할 수 있다. 여기서, 스위치들(MP3, MP4 및 MN2)은 제어 신호부(616)으로부터 출력된 제어 신호들(ΦOUTBAT2, ΦN2)에 의해 제어된다. The output switching unit 604 may include switches MP3, MP4, and MN2 related to an operation of outputting energy stored in the inductor 600. Here, the switches MP3, MP4 and MN2 are controlled by the control signals Φ OUT , Φ BAT2 , and Φ N2 output from the control signal unit 616.

스위치(MP3)는 인덕터(600)의 타단과 출력(COUT) 사이의 연결을 스위칭하며, 예를 들어 PMOS 트랜지스터일 수 있다. The switch MP3 switches a connection between the other end of the inductor 600 and the output C OUT , and may be, for example, a PMOS transistor.

스위치(MN2)는 인덕터(600)의 타단과 접지 사이의 연결을 스위칭하며, 예를 들어 NMOS 트랜지스터일 수 있다. The switch MN2 switches a connection between the other end of the inductor 600 and the ground, and may be, for example, an NMOS transistor.

스위치(MP4)는 인덕터(600)의 타단과 2차 전지(606) 사이의 연결을 스위칭하며, 예를 들어 PMOS 트랜지스터일 수 있다.  The switch MP4 switches a connection between the other end of the inductor 600 and the secondary battery 606, and may be, for example, a PMOS transistor.

한편, 스위치들(MP1, MP2, MP3 및 MP4)은 필요에 따라 NMOS 트랜지스터로 구현될 수도 있다. Meanwhile, the switches MP1, MP2, MP3, and MP4 may be implemented as NMOS transistors as necessary.

제어부(608)는 출력(COUT)에서 필요로 하는 에너지 이상으로 인덕터(600)의 에너지를 충전시키고 인덕터가 출력(COUT)에서 필요로 하는 에너지를 한번에 출력(COUT)으로 제공하도록 인덕터(600), 충전 스위칭부(602) 및 출력 스위칭부(604)의 동작을 제어할 수 있다. The control inductor 608 to provide an output (C OUT) at a time the output (C OUT), the energy required in charging the energy and the inductor, the output (C OUT) of the inductor 600 is more than the energy required by the ( 600, the operations of the charge switching unit 602 and the output switching unit 604 may be controlled.

일 실시예에 따르면, 제어부(608)는 비교기들(610 및 614), 적분기(612) 및 제어 신호부(616)를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the controller 608 may include comparators 610 and 614, an integrator 612, and a control signal unit 616.

제 1 비교기(610)는 출력 노드의 전압(이하, "출력 전압(VOUT)"이라 함)과 기설정 전압(VH)을 비교하고, 비교 결과를 제어 신호부(616)로 출력한다. 여기서, 기설정 전압(VH)은 하베스터의 에너지가 출력(COUT)에서 필요로 하는 에너지보다 클 때 인덕터(600)로부터 출력(COUT)으로의 에너지 공급을 차단하는 시점을 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 기설정 전압(VH)은 출력(COUT)에서 필요로 하는 전압의 최대 전압에 해당할 수 있다. The first comparator 610 compares the voltage of the output node (hereinafter referred to as “output voltage V OUT ”) with the preset voltage V H , and outputs the comparison result to the control signal unit 616. Here, the preset voltage (V H) is used for the the harvester energy to determine when to block the energy supply to the output (C OUT), the output (C OUT) from greater when the inductor 600 than the energy required by the Can be. For example, the preset voltage V H may correspond to the maximum voltage of the voltage required at the output C OUT .

적분기(612), 저항(RERR), 캐패시터(CERR) 및 제 2 비교기(614)는 충전 시간 결정부의 구성요소들로서, 2차 전지(606)로부터 인덕터(600)로 에너지를 공급하는 시간을 결정하기 위해 사용된다. The integrator 612, the resistor R ERR , the capacitor C ERR , and the second comparator 614 are components of the charge time determiner, and provide time for supplying energy from the secondary battery 606 to the inductor 600. Used to determine.

구체적으로는, 하베스터의 에너지가 출력(COUT)에서 필요로 하는 에너지보다 작은 경우, 2차 전지(606)로부터 인덕터(600)로 추가 에너지가 공급된다. 이 때, 상기 충전 시간 결정부가 2차 전지(606)로부터 인덕터(600)로 에너지가 공급될 시간을 결정한다. Specifically, when the energy of the harvester is smaller than the energy required at the output C OUT , additional energy is supplied from the secondary battery 606 to the inductor 600. In this case, the charging time determiner determines the time for which energy is supplied from the secondary battery 606 to the inductor 600.

적분기(612)는 출력 전압(VOUT)과 기준 전압(VREF)을 수신하고 전압(VERR)을 출력한다. Integrator 612 receives output voltage V OUT and reference voltage V REF and outputs voltage V ERR .

제 2 비교기(614)는 적분기(612)의 출력(VERR)과 램프 신호(VRAMP)를 비교하고, 비교 결과(예를 들어, PWM 신호)를 제어 신호부(616)로 제공한다. The second comparator 614 compares the output V ERR of the integrator 612 with the ramp signal V RAMP and provides a comparison result (for example, a PWM signal) to the control signal unit 616.

제어 신호부(616)는 제 1 비교기(610)의 출력과 제 2 비교기(614)의 출력에 기초하여 스위치들(MP1, MP2 및 MN1)을 제어하기 위한 제어 신호들(ΦHAVBAT1, ΦN1) 및 스위치들(MP3, MP4 및 MN2)을 제어하기 위한 제어 신호들(ΦOUTBAT2, ΦN2)을 출력시킬 수 있다. The control signal unit 616 controls control signals Φ HAV , Φ BAT1 , for controlling the switches MP1, MP2, and MN1 based on the output of the first comparator 610 and the output of the second comparator 614. The control signals Φ OUT , Φ BAT2 , and Φ N2 for controlling Φ N1 and the switches MP3, MP4 and MN2 may be output.

이하, 본 발명의 하베스팅 회로를 제어하는 과정을 살펴보겠다. Hereinafter, a process of controlling the harvesting circuit of the present invention will be described.

도 7을 참조하면, 하베스터로부터 공급될 에너지가 출력(COUT)에서 필요로 하는 에너지 이상인 지의 여부가 판단된다(S700).Referring to FIG. 7, it is determined whether the energy to be supplied from the harvester is greater than or equal to the energy required at the output C OUT (S700).

하베스터로부터 공급될 에너지가 출력(COUT)에서 필요로 하는 에너지 이상인 경우, 상기 하베스터로부터 인덕터(600)로 에너지가 저장된다(S702).When the energy to be supplied from the harvester is greater than the energy required at the output C OUT , energy is stored from the harvester to the inductor 600 (S702).

이어서, 인덕터(600)는 상기 저장된 에너지를 출력(COUT)으로 제공한다(S704).Subsequently, the inductor 600 provides the stored energy to the output C OUT (S704).

계속하여, 출력(COUT)에서 필요로 하는 에너지가 출력(COUT)으로 제공된 경우, 예를 들어 출력 전압(VOUT)이 상기 기설정 전압에 도달한 경우, 인덕터(600)는 남은 에너지를 2차 전지(606)에 저장한다(S706). 즉, 남은 에너지를 2차 전지(606)에 저장한 후 추후 필요시 사용한다. Subsequently, an output when the energy required by a (C OUT) supplied to the output (C OUT), for example, when the output voltage (V OUT) has reached the preset voltage, the inductor 600 is the remaining energy Stored in the secondary battery 606 (S706). That is, the remaining energy is stored in the secondary battery 606 and used later when necessary.

반면에, 하베스터로부터 공급될 에너지가 출력(COUT)에서 필요로 하는 에너지보다 작은 경우, 상기 하베스터로부터 인덕터(600)로 에너지가 저장된다(S708).On the other hand, when the energy to be supplied from the harvester is smaller than the energy required at the output C OUT , energy is stored from the harvester to the inductor 600 (S708).

그러나, 이 경우에는 상기 하베스터로부터 공급되는 에너지로는 출력(COUT)에서 필요로 하는 에너지를 충족시킬 수 없으므로, 추가적인 에너지의 공급이 필요하다. However, in this case, since the energy supplied from the harvester cannot satisfy the energy required at the output C OUT , additional energy is required.

일 실시예에 따르면, 2차 전지(606)가 추가적인 에너지를 인덕터(600)로 공급할 수 있다(S710). According to an embodiment, the secondary battery 606 may supply additional energy to the inductor 600 (S710).

이어서, 인덕터(600)는 출력(COUT)으로 저장된 에너지를 제공한다(S712). 이 때, 본 발명의 제어 방법은 추가적인 에너지 공급을 통하여 인덕터(600)를 먼저 충전시킨 후, 인덕터(600)에 저장된 에너지가 출력(COUT)에서 필요로 하는 에너지 이상이 되었을 때에만 출력(COUT)으로 에너지를 한번에 제공할 수 있다. Subsequently, the inductor 600 provides energy stored as an output C OUT (S712). At this time, the control method of the present invention first charges the inductor 600 through an additional energy supply, and then outputs the power C only when the energy stored in the inductor 600 becomes higher than the energy required by the output C OUT . OUT ) can provide energy at a time.

이러한 방식을 사용하는 경우, 인덕터(600)의 에너지와 출력(COUT)에서 필요로 하는 에너지가 유사할 지라도 임의로 모드 전환이 이루어지지 않기 때문에 출력 전압에 리플이 거의 발생하지 않을 수 있다. In this case, even if the energy of the inductor 600 and the energy required by the output C OUT are similar, since the mode switching is not arbitrarily made, the ripple may hardly occur in the output voltage.

이하, 하베스팅 회로를 제어하는 과정을 도 6, 도 8 및 도 9를 참조하여 구체적으로 살펴보겠다. Hereinafter, a process of controlling the harvesting circuit will be described in detail with reference to FIGS. 6, 8, and 9.

우선, 도 6 및 도 8을 참조하여 하베스터가 인덕터(600)로 공급하는 에너지가 출력(COUT)에서 필요로 하는 에너지보다 클 때 하베스팅 회로의 동작을 살펴보겠다. First, the operation of the harvesting circuit will be described with reference to FIGS. 6 and 8 when the energy supplied by the harvester to the inductor 600 is greater than the energy required at the output C OUT .

이 경우에는, 인덕터(600)로 추가적인 에너지 공급이 필요하지 않다. 따라서, 2차 전기(606)로부터의 에너지 공급 경로에 위치한 스위치(MP2)는 항상 오프된다. 예를 들어, 전 시간 동안 하이 로직을 가지는 제어 신호(ΦBAT1)가 PMOS 트랜지스터인 스위치(MP2)의 게이트로 입력된다. 또한, 상기 충전 시간 결정부는 전 시간 동안 비활성화될 수 있다. In this case, no additional energy supply is needed for the inductor 600. Thus, the switch MP2 located in the energy supply path from the secondary electricity 606 is always off. For example, the control signal Φ BAT1 having high logic for the entire time is input to the gate of the switch MP2 which is a PMOS transistor. In addition, the charging time determiner may be inactive for the entire time.

t1 내지 t2 시간에서, 상기 하베스터로부터 인덕터(600)로 에너지가 공급된다. 이를 위해, 로우 로직을 가지는 제어 신호(ΦHAV)가 스위치(MP1, 예를 들어 PMOS 트랜지스터)로 제공되어 스위치(MP1)가 온되고, 하이 로직을 가지는 제어 신호(ΦN2)가 스위치(MN2)로 제공되어 스위치(MN2)가 온된다. At times t1 to t2, energy is supplied from the harvester to the inductor 600. For this purpose, the control signal Φ HAV having a low logic is provided to the switch MP1 (for example, a PMOS transistor) so that the switch MP1 is turned on, and the control signal Φ N2 having a high logic is the switch MN2. It is provided to switch MN2 is turned on.

이 때, 스위치(MN1, 예를 들어 NMOS 트랜지스터), 스위치(MP3, 예를 들어 PMOS 트랜지스터) 및 스위치(MP4, 예를 들어 PMOS 트랜지스터)가 오프되도록 로우 로직을 가지는 제어 신호(ΦN1)가 스위치(MN1)의 게이트로 입력되고, 하이 로직을 가지는 제어 신호들(ΦOUT 및 ΦBAT2)이 스위치들(MP3 및 MP4)의 게이트들로 입력된다. At this time, the switch MN1 (e.g., an NMOS transistor), the switch MP3 (e.g., a PMOS transistor), and the control signal Φ N1 having a low logic are turned off so that the switch MP4 (e.g., a PMOS transistor) is turned off. Input to the gate of MN1, control signals Φ OUT and Φ BAT2 having high logic are input to the gates of the switches MP3 and MP4.

한편, 출력 전압(VOUT)은 기설정 전압(VH)과 기준 전압(VREF) 사이에서 감소하며, 출력 전압(VOUT)이 기준 전압(VREF)과 실질적으로 동일하여지면 출력(COUT)으로 에너지를 제공하는 동작이 t2 내지 t3 시간에서 수행된다. On the other hand, the output voltage (V OUT ) is reduced between the preset voltage (V H ) and the reference voltage (V REF ), if the output voltage (V OUT ) is substantially equal to the reference voltage (V REF ) output C ( The operation of providing energy to OUT ) is performed at t2 to t3 time.

t2 내지 t3 시간에서, 인덕터(600)의 에너지가 출력(COUT)으로 제공되며, 그 결과 출력 전압(VOUT)이 상승한다. 이를 위해, 로우 로직을 가지는 제어 신호(ΦOUT)가 스위치(MP3)의 게이트로 입력되어 스위치(MP3)가 온되고, 하이 로직을 가지는 제어 신호(ΦN1)가 스위치(MN1)의 게이트로 입력되어 스위치(MN1)가 온된다. At times t2 to t3, the energy of the inductor 600 is provided to the output C OUT , with the result that the output voltage V OUT rises. To this end, the control signal Φ OUT having the low logic is input to the gate of the switch MP3 so that the switch MP3 is turned on, and the control signal Φ N1 having the high logic is input to the gate of the switch MN1. Switch MN1 is turned on.

이 때, 로우 로직을 가지는 제어 신호(ΦN2)가 스위치(MN2)의 게이트로 입력되어 스위치(MN2)가 오프되고, 하이 로직을 가지는 제어 신호들(ΦHAV 및 ΦBAT2)이 스위치들(MP1 및 MP4)의 게이트들로 각기 입력되어 스위치들(MP1 및 MP4)가 오프된다. 결과적으로, 하베스터 및 2차 전지(606)로부터 인덕터(600)로 에너지가 공급되지는 않는다. At this time, the control signal Φ N2 having the low logic is input to the gate of the switch MN2 so that the switch MN2 is turned off, and the control signals Φ HAV and Φ BAT2 having the high logic are the switches MP1. And the switches MP1 and MP4 are turned off, respectively, through the gates of MP4. As a result, no energy is supplied to the inductor 600 from the harvester and the secondary battery 606.

이어서, 출력 전압(VOUT)이 상승하여 기설정 전압(VH)에 도달하면, 인덕터(600)는 에너지를 더 이상 출력(COUT)으로 제공하지 않으며, t3 내지 t4 시간에서 인덕터(600)에 남은 에너지를 2차 전지(606)로 공급하는 동작이 수행된다. Subsequently, when the output voltage V OUT rises to reach the preset voltage V H , the inductor 600 no longer provides energy to the output C OUT and the inductor 600 at t3 to t4 time. Supplying the remaining energy to the secondary battery 606 is performed.

출력 전압(VOUT)이 상승하여 기설정 전압(VH)에 도달하면, 제 1 비교기(610)는 출력 전압(VOUT)과 기설정 전압(VH)이 동일하여졌기 때문에 기존 로직과 반대되는 로직을 출력한다. 이 경우, 제어 신호부(616)는 하이 로직을 가지는 제어 신호(ΦOUT)를 스위치(MP3)의 게이트로 입력하여 스위치(MP3)를 오프시킨다. 결과적으로, 인덕터(600)로부터 출력(COUT)으로의 에너지 공급이 차단된다. When the output voltage V OUT rises to reach the preset voltage V H , the first comparator 610 is opposite to the existing logic because the output voltage V OUT and the preset voltage V H have become the same. Output the logic In this case, the control signal unit 616 inputs the control signal Φ OUT having the high logic to the gate of the switch MP3 to turn off the switch MP3. As a result, the energy supply from the inductor 600 to the output C OUT is cut off.

t3 내지 t4 시간에서, 인덕터(600)의 남은 에너지가 2차 전지(606)로 제공되도록 로우 로직을 가지는 제어 신호(ΦBAT2)가 스위치(MP4)의 게이트로 입력되어 스위치(MP4)가 온되고 하이 로직을 가지는 제어 신호(ΦN1)가 스위치(MN1)의 게이트로 입력되어 스위치(MN1)가 온된다. At times t3 to t4, the control signal Φ BAT2 having a low logic is input to the gate of the switch MP4 so that the remaining energy of the inductor 600 is provided to the secondary battery 606 so that the switch MP4 is turned on. The control signal Φ N1 having a high logic is input to the gate of the switch MN1 so that the switch MN1 is turned on.

이 때, 스위치들(MP1, MN2 및 MP3)이 오프되도록, 하이 로직을 가지는 제어 신호들(ΦHAV 및 ΦOUT)이 스위치들(MP1 및 MP3)의 게이트들로 입력되어 스위치들(MP1 및 MP3)이 오프되고 로우 로직을 가지는 제어 신호(ΦN2)가 스위치(MN2)의 게이트로 입력되어 스위치(MN2)가 오프된다. At this time, the control signals Φ HAV and Φ OUT having high logic are input to the gates of the switches MP1 and MP3 so that the switches MP1, MN2 and MP3 are turned off so that the switches MP1 and MP3 are turned off. ) is off and the control signal (Φ N2) having a logic low input to the gate of the switch (MN2), the switch (MN2) is turned off.

계속하여, 위의 동작들이 반복적으로 수행된다. Subsequently, the above operations are repeatedly performed.

다음으로, 도 6 및 도 9를 참조하여 하베스터가 인덕터(600)로 공급하는 에너지가 출력(COUT)에서 필요로 하는 에너지보다 작을 때 하베스팅 회로의 동작을 살펴보겠다. Next, the operation of the harvesting circuit will be described with reference to FIGS. 6 and 9 when the energy supplied by the harvester to the inductor 600 is smaller than the energy required at the output C OUT .

이 경우에는, 인덕터(600)로 추가적인 에너지 공급이 필요하다. 따라서, 2차 전기(606)로부터 인덕터(600)로의 에너지 공급이 필수적이다. 2차 전기(606)로부터 인덕터(600)로의 에너지 공급은 상기 충전 시간 결정부에 의해 결정된다. In this case, additional energy supply to the inductor 600 is required. Thus, the supply of energy from the secondary electricity 606 to the inductor 600 is essential. The energy supply from the secondary electricity 606 to the inductor 600 is determined by the charge time determiner.

t5 내지 t6 시간에서, 상기 하베스터로부터 인덕터(600)로 에너지가 공급된다. 이를 위해, 로우 로직을 가지는 제어 신호(ΦHAV)가 스위치(MP1, 예를 들어 PMOS 트랜지스터)로 제공되어 스위치(MP1)가 온되고, 하이 로직을 가지는 제어 신호(ΦN2)가 스위치(MN2)로 제공되어 스위치(MN2)가 온된다. At times t5 to t6, energy is supplied from the harvester to the inductor 600. For this purpose, the control signal Φ HAV having a low logic is provided to the switch MP1 (for example, a PMOS transistor) so that the switch MP1 is turned on, and the control signal Φ N2 having a high logic is the switch MN2. It is provided to switch MN2 is turned on.

이 때, 스위치(MN1, 예를 들어 NMOS 트랜지스터), 스위치(MP3, 예를 들어 PMOS 트랜지스터) 및 스위치(MP4, 예를 들어 PMOS 트랜지스터)가 오프되도록 로우 로직을 가지는 제어 신호(ΦN1)가 스위치(MN1)의 게이트로 입력되고, 하이 로직을 가지는 제어 신호들(ΦOUT 및 ΦBAT2)이 스위치들(MP3 및 MP4)의 게이트들로 입력된다. At this time, the switch MN1 (e.g., an NMOS transistor), the switch MP3 (e.g., a PMOS transistor), and the control signal Φ N1 having a low logic are turned off so that the switch MP4 (e.g., a PMOS transistor) is turned off. Input to the gate of MN1, control signals Φ OUT and Φ BAT2 having high logic are input to the gates of the switches MP3 and MP4.

한편, 출력 전압(VOUT)은 감소한다. On the other hand, the output voltage V OUT decreases.

이어서, 상기 하베스터의 에너지가 모두 방전되면, t6 내지 t7 시간에서 2차 전지(606)의 에너지가 인덕터(600)로 공급되는 동작이 수행된다. 이 때, 상기 충전 시간 결정부는 램프 신호(VRAMP)를 이용하여 인덕터(600)에 충전되어야 할 에너지와 현재 충전된 에너지의 차이에 해당하는 에너지를 충전할 수 있는 시간에 대한 정보를 가지는 비교 신호를 출력한다. Subsequently, when all the energy of the harvester is discharged, the operation of supplying the energy of the secondary battery 606 to the inductor 600 is performed at t6 to t7 hours. At this time, the charging time determining unit has a comparison signal having information on the time to charge the energy corresponding to the difference between the energy to be charged in the inductor 600 and the current charged energy using the ramp signal (V RAMP ) Outputs

t6 내지 t7 시간에서, 2차 전지(606)의 에너지가 인덕터(600)로 공급된다. 이를 위해, 로우 로직을 가지는 제어 신호(ΦBAT1)가 스위치(MP2)의 게이트로 입력되어 스위치(MP2)가 온되고, 하이 로직을 가지는 제어 신호(ΦN2)가 스위치(MN2)의 게이트로 입력되어 스위치(MN2)가 온된다. At times t6 to t7, energy of the secondary battery 606 is supplied to the inductor 600. To this end, the control signal Φ BAT1 having a low logic is input to the gate of the switch MP2 so that the switch MP2 is turned on, and the control signal Φ N2 having a high logic is input to the gate of the switch MN2. The switch MN2 is turned on.

이 때, 하이 로직을 가지는 제어 신호들(ΦHAV, ΦOUT 및 ΦBAT2)이 스위치들(MP1, MP3 및 MP4)의 게이트들로 각기 입력되어 스위치들(MP1, MP3 및 MP4)이 오프되고, 로우 로직을 가지는 제어 신호(ΦN1)가 스위치(MN1)의 게이트로 입력되어 스위치(MN1)가 오프된다. At this time, the control signals Φ HAV , Φ OUT and Φ BAT2 having high logic are respectively input to the gates of the switches MP1, MP3 and MP4 so that the switches MP1, MP3 and MP4 are turned off, The control signal Φ N1 having the low logic is input to the gate of the switch MN1 so that the switch MN1 is turned off.

t7 내지 t8 시간에서, 인덕터(600)의 에너지가 출력(COUT)으로 제공되며, 그 결과 출력 전압(VOUT)이 상승한다. 인덕터(600)의 에너지는 출력(COUT)에서 필요로 하는 에너지가 모두 충족될 때까지 출력(COUT)으로 제공된다. 이를 위해, 로우 로직을 가지는 제어 신호(ΦOUT)가 스위치(MP3)의 게이트로 입력되어 스위치(MP3)가 온되고, 하이 로직을 가지는 제어 신호(ΦN1)가 스위치(MN1)의 게이트로 입력되어 스위치(MN1)가 온된다. At times t7 to t8, the energy of the inductor 600 is provided to the output C OUT , with the result that the output voltage V OUT rises. The energy of the inductor 600 is provided to the output C OUT until all the energy required at the output C OUT is satisfied. To this end, the control signal Φ OUT having the low logic is input to the gate of the switch MP3 so that the switch MP3 is turned on, and the control signal Φ N1 having the high logic is input to the gate of the switch MN1. Switch MN1 is turned on.

이 때, 로우 로직을 가지는 제어 신호(ΦN2)가 스위치(MN2)의 게이트로 입력되어 스위치(MN2)가 오프되고, 하이 로직을 가지는 제어 신호들(ΦHAV 및 ΦBAT2)이 스위치들(MP1 및 MP4)의 게이트들로 각기 입력되어 스위치들(MP1 및 MP4)가 오프된다. At this time, the control signal Φ N2 having the low logic is input to the gate of the switch MN2 so that the switch MN2 is turned off, and the control signals Φ HAV and Φ BAT2 having the high logic are the switches MP1. And the switches MP1 and MP4 are turned off, respectively, through the gates of MP4.

계속하여, 위의 동작들이 반복적으로 수행된다. Subsequently, the above operations are repeatedly performed.

전체적으로 정리하면, 하베스터의 에너지가 인덕터(600)로 공급하는 에너지가 출력(COUT)에서 필요로 하는 에너지 이상일 때에는 인덕터(600)에서 출력(COUT)에서 필요로 하는 에너지를 출력(COUT)으로 공급한 후 남은 에너지를 2차 전지(606)에 저장하고, 하베스터의 에너지가 인덕터(600)로 공급하는 에너지가 출력(COUT)에서 필요로 하는 에너지보다 작을 때에는 2차 전지(606)의 에너지를 인덕터(600)로 추가적으로 저장하여 인덕터(600)의 에너지를 출력(COUT)에서 필요로 하는 에너지 이상으로 만든 후 인덕터(600)의 에너지를 출력(COUT)으로 한번에 제공한다. In summary, when the energy of the harvester is greater than the energy supplied by the output C OUT , the energy required by the output C OUT in the inductor 600 is output (C OUT ). The remaining energy stored in the secondary battery 606 is stored in the secondary battery 606, and when the energy of the harvester is smaller than the energy required by the output C OUT , the energy of the harvester is reduced. The energy is additionally stored as the inductor 600 to make the energy of the inductor 600 more than the energy required by the output C OUT , and then provides the energy of the inductor 600 to the output C OUT at once.

즉, 본 발명의 하베스팅 회로는 항상 인덕터(600)의 에너지를 출력(COUT)에서 필요로 하는 에너지 이상으로 만든 후에 인덕터(600)의 에너지를 출력(COUT)으로 제공한다. 결과적으로, 하베스터의 에너지와 출력(COUT)에서 필요로 하는 에너지가 유사할 지라도 동작 모드가 임의로 전환되는 현상이 발생하지 않으며, 따라서 출력 전압(VOUT)에 리플이 거의 발생하지 않을 수 있다. That is, the harvesting circuit of the present invention always provides the energy of the inductor 600 to the output C OUT after making the energy of the inductor 600 more than the energy required by the output C OUT . As a result, even if the energy of the harvester and the energy required at the output C OUT are similar, a phenomenon in which the operation mode is randomly switched does not occur, so that ripple may hardly occur at the output voltage V OUT .

상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. The embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art having ordinary knowledge of the present invention may make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention. Should be considered to be within the scope of the following claims.

600 : 에너지 저장부 602 : 충전 스위칭부
604 : 출력 스위칭부 606 : 2차 에너지 저장부
608 : 제어부 610 : 제 1 비교기
612 : 적분기 614 : 제 2 비교기
616 : 제어 신호부
600: energy storage unit 602: charge switching unit
604: output switching unit 606: secondary energy storage unit
608 control unit 610 first comparator
612: integrator 614: second comparator
616: control signal unit

Claims (14)

에너지 저장부;
상기 에너지 저장부의 동작을 제어하는 제어부;
하베스터 또는 2차 에너지 저장부와 상기 에너지 저장부 사이의 연결을 스위칭하는 충전 스위칭부; 및
상기 에너지 저장부와 출력부 또는 상기 2차 에너지 저장부 사이의 연결을 스위칭하는 출력 스위칭부를 포함하되,
상기 제어부는 상기 출력부에서 필요로 하는 에너지 이상으로 에너지를 상기 에너지 저장부로 저장시킨 후에 상기 저장된 에너지를 상기 출력부로 제공하며,
상기 제어부는 상기 하베스터로부터 상기 에너지 저장부로 저장되는 에너지가 상기 출력부에서 필요로 하는 에너지보다 작은 경우, 상기 2차 에너지 저장부로부터 상기 에너지 저장부로 에너지를 저장하여 상기 출력부에서 필요로 하는 에너지 이상으로 상기 에너지 저장부에 에너지를 저장한 후 상기 저장된 에너지를 상기 출력부로 한번에 제공하는 것을 특징으로 하는 하베스팅 회로.
An energy storage unit;
A control unit controlling an operation of the energy storage unit;
A charge switching unit for switching a connection between a harvester or secondary energy storage unit and the energy storage unit; And
An output switching unit for switching the connection between the energy storage unit and the output unit or the secondary energy storage unit,
The control unit stores the energy to the energy storage unit more than the energy required by the output unit and provides the stored energy to the output unit,
The control unit stores energy from the secondary energy storage unit to the energy storage unit when energy stored in the energy storage unit from the harvester is smaller than the energy required by the output unit. And storing the energy in the energy storage unit and providing the stored energy to the output unit at once.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 에너지 저장부는 인덕터인 것을 특징으로 하는 하베스팅 회로.The harvesting circuit of claim 1, wherein the energy storage unit is an inductor. 제3항에 있어서, 상기 충전 스위칭부는,
상기 하베스터와 상기 에너지 저장부의 일단 사이의 연결을 스위칭하는 제 1 스위치;
상기 2차 에너지 저장부와 상기 에너지 저장부의 일단 사이의 연결을 스위칭하는 제 2 스위치; 및
상기 에너지 저장부의 일단과 접지 사이의 연결을 스위칭하는 제 3 스위치를 포함하고,
상기 출력 스위칭부는,
상기 에너지 저장부의 타단과 상기 출력부 사이의 연결을 스위칭하는 제 4 스위치;
상기 에너지 저장부의 타단과 상기 2차 에너지 저장부 사이의 연결을 스위칭하는 제 5 스위치; 및
상기 에너지 저장부의 타단과 접지 사이의 연결을 스위칭하는 제 6 스위치를 포함하되,
상기 스위치들은 상기 제어부의 제어 신호들에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 하베스팅 회로.
The method of claim 3, wherein the charge switching unit,
A first switch for switching a connection between the harvester and one end of the energy storage unit;
A second switch for switching a connection between the secondary energy store and one end of the energy store; And
A third switch for switching a connection between one end of the energy storage and a ground;
The output switching unit,
A fourth switch for switching a connection between the other end of the energy storage and the output;
A fifth switch for switching a connection between the other end of the energy storage and the secondary energy storage; And
A sixth switch for switching the connection between the other end of the energy storage and the ground,
And the switches are controlled by control signals of the controller.
제4항에 있어서, 상기 하베스터로부터 상기 에너지 저장부로 저장되는 에너지가 상기 출력부에서 필요로 하는 에너지보다 큰 경우,
상기 제 1 스위치 및 상기 제 6 스위치가 온되고 나머지 스위치들이 오프되어 상기 하베스터의 에너지가 상기 에너지 저장부로 저장되고,
상기 제 3 스위치 및 상기 제 4 스위치가 온되고 나머지 스위치들이 오프되어 상기 에너지 저장부에 저장된 에너지가 상기 출력부로 제공되며,
상기 제 3 스위치 및 상기 제 5 스위치가 온되고 나머지 스위치들이 오프되어 상기 에너지 저장부에 남은 에너지가 상기 2차 에너지 저장부로 제공되는 것을 특징으로 하는 하베스팅 회로.
The energy storage device of claim 4, wherein the energy stored from the harvester to the energy storage unit is greater than the energy required by the output unit.
The first switch and the sixth switch are turned on and the remaining switches are turned off so that energy of the harvester is stored in the energy storage unit,
The third switch and the fourth switch are turned on and the remaining switches are turned off to provide energy stored in the energy storage to the output unit,
And the third switch and the fifth switch are turned on and the remaining switches are turned off so that energy remaining in the energy storage unit is provided to the secondary energy storage unit.
제5항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 출력부의 노드에 연결되는 제 1 비교기; 및
제어 신호부를 더 포함하되,
상기 제 1 비교기는 상기 출력부의 전압이 기설정 전압에 도달하였는지를 감지하며, 상기 제어 신호부는 상기 출력부의 전압이 상기 기설정 전압에 도달하였다고 감지되면 상기 제 4 스위치를 오프시키도록 해당 제어 신호를 상기 제 4 스위치로 제공하여 상기 에너지 저장부로부터 상기 출력부로 제공되는 에너지를 차단하는 것을 특징으로 하는 하베스팅 회로.
The method of claim 5, wherein the control unit,
A first comparator connected to a node of the output unit; And
Further comprising a control signal,
The first comparator senses whether the voltage of the output unit has reached a preset voltage, and the control signal unit outputs the corresponding control signal to turn off the fourth switch when it is detected that the voltage of the output unit has reached the preset voltage. And a fourth switch to block the energy provided from the energy storage unit to the output unit.
제4항에 있어서, 상기 하베스터로부터 상기 에너지 저장부로 저장되는 에너지가 상기 출력부에서 필요로 하는 에너지보다 작은 경우,
상기 제 1 스위치 및 상기 제 6 스위치가 온되고 나머지 스위치들이 오프되어 상기 하베스터의 에너지가 상기 에너지 저장부로 저장되고,
상기 제 2 스위치 및 상기 제 6 스위치가 온되고 나머지 스위치들이 오프되어 상기 2차 에너지 저장부의 에너지가 상기 에너지 저장부로 저장되어 상기 에너지 저장부의 에너지가 상기 출력부에서 필요로 하는 에너지 이상이 되며,
상기 제 3 스위치 및 상기 제 4 스위치가 온되고 나머지 스위치들이 오프되어 상기 에너지 저장부에 저장된 에너지가 상기 출력부로 제공되는 것을 특징으로 하는 하베스팅 회로.
The energy storage device of claim 4, wherein the energy stored from the harvester to the energy storage unit is smaller than the energy required by the output unit.
The first switch and the sixth switch are turned on and the remaining switches are turned off so that energy of the harvester is stored in the energy storage unit,
The second switch and the sixth switch are turned on and the remaining switches are turned off so that the energy of the secondary energy storage is stored in the energy storage so that the energy of the energy storage is greater than the energy required by the output,
And the third switch and the fourth switch are turned on and the remaining switches are turned off so that energy stored in the energy storage unit is provided to the output unit.
제7항에 있어서, 상기 제어부는,
충전 시간 결정부; 및
제어 신호부를 더 포함하되,
상기 충전 시간 결정부는 상기 2차 에너지 저장부로부터 상기 에너지 저장부로 에너지가 제공되는 시간을 결정하고, 상기 제어 신호부는 상기 결정된 시간에 따라 해당 스위치의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 하베스팅 회로.
The method of claim 7, wherein the control unit,
A charge time determiner; And
Further comprising a control signal,
And the charging time determiner determines a time at which energy is supplied from the secondary energy store to the energy store, and the control signal unit controls an operation of a corresponding switch according to the determined time.
제8항에 있어서, 상기 충전 시간 결정부는,
상기 출력부의 노드에 연결되는 적분기; 및
상기 적분기의 출력단에 연결되는 제 2 비교기를 포함하되,
상기 제 2 비교기의 출력은 상기 제어 신호부로 제공되는 것을 특징으로 하는 하베스팅 회로.
The method of claim 8, wherein the charging time determiner,
An integrator connected to the node of the output unit; And
A second comparator connected to an output terminal of the integrator,
Harvesting circuit, characterized in that the output of the second comparator is provided to the control signal.
에너지 저장부;
하베스터와 상기 에너지 저장부의 일단 사이의 연결을 스위칭하는 제 1 스위치;
2차 에너지 저장부와 상기 에너지 저장부의 일단 사이의 연결을 스위칭하는 제 2 스위치; 및
상기 스위치들의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 하베스터로부터 상기 에너지 저장부로 저장되는 에너지가 출력에서 필요로 하는 에너지보다 작은 경우, 상기 제 1 스위치가 온되고 상기 제 2 스위치가 오프되어 상기 하베스터의 에너지가 상기 에너지 저장부로 저장되고, 상기 제 2 스위치가 온되고 상기 제 1 스위치가 오프되어 상기 2차 에너지 저장부의 에너지가 상기 에너지 저장부로 저장되며, 그런 후 상기 에너지 저장부는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 저장된 에너지를 상기 출력으로 제공하는 것을 특징으로 하는 하베스팅 회로.
An energy storage unit;
A first switch for switching a connection between a harvester and one end of the energy storage unit;
A second switch for switching a connection between the secondary energy store and one end of the energy store; And
A control unit for controlling the operation of the switches,
When the energy stored from the harvester to the energy storage is less than the energy required at the output, the first switch is turned on and the second switch is turned off so that the energy of the harvester is stored in the energy storage, and the second A switch is turned on and the first switch is turned off so that energy of the secondary energy storage unit is stored in the energy storage unit, and then the energy storage unit provides the stored energy to the output under the control of the controller. Harvesting circuit.
제10항에 있어서, 상기 출력에서 필요로 하는 에너지 이상이 될때까지 상기 2차 에너지 저장부로부터 상기 에너지 저장부로 에너지가 제공되는 것을 특징으로 하는 하베스팅 회로.11. The harvesting circuit according to claim 10, wherein energy is supplied from said secondary energy storage to said energy storage until it is above the energy required at said output. 하베스터로부터 에너지 저장부로 에너지를 제공하는 단계;
2차 에너지 저장부로부터 상기 에너지 저장부로 에너지를 제공하는 단계; 및
상기 하베스터 및 상기 2차 에너지 저장부로부터 제공된 에너지에 의해 상기 에너지 저장부의 에너지가 출력에서 필요로 하는 에너지 이상이 된 경우, 상기 에너지 저장부에 저장된 에너지를 출력으로 제공하는 단계; 및
상기 2차 에너지 저장부로부터 상기 에너지 저장부로 에너지를 제공할 시간을 결정하는 단계를 포함하되,
상기 결정된 시간 동안 상기 2차 에너지 저장부로부터 상기 에너지 저장부로 에너지가 제공되는 것을 특징으로 하는 하베스팅 회로 제어 방법.
Providing energy from the harvester to the energy store;
Providing energy from a secondary energy store to the energy store; And
Providing energy stored in the energy storage unit as an output when energy from the energy storage unit becomes more than the energy required at the output by energy provided from the harvester and the secondary energy storage unit; And
Determining a time for providing energy from the secondary energy store to the energy store,
And energy is provided from the secondary energy storage to the energy storage for the determined time.
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