應用於穿戴式裝置與物聯網之能量擷取系統
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技術名稱 |
應用於穿戴式裝置與物聯網之能量擷取系統 |
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技術摘要 |
近年來穿戴型裝置與物聯網的概念興起，如智慧衣、智慧工廠、醫療看護,車用電子…等等產品普及，皆涉及長時間的監控運作。然而嵌入式電池的電量及壽命往往是個挑戰，並且產品的體積及重量也大多被電池主導，因此本技術提出了能量擷取系統之電源管理電路，可以配合外來的自然能源或是人工電源介面，供應產品所需的電源，取代嵌入式電池以降低使用者的負擔。其電源管理系統包含了高能量轉換效率整流器、極零點補償線性穩壓器與溫度曲率補償參考電壓電路。 在高能量轉換效率整流器中，其包括了：功率元件以及穩壓電容。功率元件具有傳導能量的功能，包括了電流調節器以及電壓調節器，分別具有減少漏電流和降低輸出與輸入之電壓差的功能，達到提升能量轉換效率的目的。穩壓電容輔助穩定輸出電壓。綜合以上就能實現出一個低電壓、低損耗、高能量轉換效率的整流器。 在極零點補償線性穩壓器中，其包括了：誤差放大器、穩定度提昇器、功率元件以及回授網路。誤差放大器提昇輸出電壓精確度，穩定度提昇器具有提高穩定度的功能，回授網路則是偵測輸出電壓回饋給誤差放大器並減少靜態電流。綜合以上實現出一個低功率消耗、低面積、高穩定度的穩壓器。 在溫度曲率補償參考電壓電路中，結合溫度正相關和溫度負相關的(N-1)階參考考電壓電路，並以低功耗的電路實現，降低輸出電壓隨溫度變動的問題，實現出一個低功率消耗、低溫度係數、低電壓的參考電壓電路。 |
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現有技術描述 |
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現有技術問題及其缺陷描述 |
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本技術發明目的、所欲解決之問題、能提昇的功效 |
本發明希望改善穿戴式裝置及物聯網等產品，因嵌入式電池而產生的問題，如體積、重量和壽命限制等等，本發明提出配合能量擷取的電源管理系統，取代嵌入式電池之必要性，以下為內部各元件改良之處: 1. 交叉耦合全波橋式整流器具有漏電流及輸入到輸出間存在一定壓差的問題，導致轉換效率較為低落，本發明改良整流器的功率元件使漏電流降低並降低輸出和輸出的壓差，達到提升能量轉換效率的目的 2. 低壓降線性穩壓器在實現上需要較大面積並有較大的功率消耗，本發明取代其中面積較大的元件，並將電路操作在低電流的區域，達到降低成本並降低功耗的目的 3. 帶隙參考電壓電路存在溫度係數較高和較大的功率消耗的問題，本發明結合溫度係數曲線相反的電路，進一步將溫度係數的曲線做高階項的補償，並將電路操作在低電流的區域，達到降低溫度係數並降低功耗的目的。 |
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適用產業類別 |
1. 可攜式裝置 2. 智慧工廠 3. 醫療看護 4. 車用電子 |
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聯絡窗口 |
單位名稱：技轉育成中心 聯絡人：林意茵 電話：06-2360524轉11 電子郵件：ainlin@mail.ncku.edu.tw |
