TWI597912B - 能量採集系統與能量採集系統的控制方法 - Google Patents

能量採集系統與能量採集系統的控制方法 Download PDF

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Description

能量採集系統與能量採集系統的控制方法
本發明所述實施例是有關於一種能量採集系統，特別是有關於使用可儲存電流之能量儲存電路的能量採集系統。
一般能量採集系統採集環境中的能量並產生電能，再經過轉換與調節後提供至負載裝置。所採集的能量源可為光能、熱能或振動能等。上述能量採集系統透過採集上述能量源所產生的電壓與電流，會隨著上述能量源的能量大小而變動，進而影響上述能量採集系統的輸出功率。
一般環境中的能量源，其能量大小無時無刻皆在改變，當能量源較弱時，上述能量採集系統可能無法有效率地產生電能，且可能無法將所產生的電能提供至負載裝置，甚至反而更耗能，因此亟需改善。
本發明之實施例可有效地儲存能量採集系統從外部環境所獲得的能量，並且可將外部環境所獲得的能量有效地提供給負載裝置。
本發明之一實施例提供一種能量採集系統，包括 一能量採集電路、一能量儲存電路、一偵測電路、一切換電路以及一控制電路。偵測電路耦接能量儲存電路以偵測能量儲存電路所儲存的一第一電流。切換電路耦接能量採集電路、能量儲存電路以及一負載裝置。控制電路耦接偵測電路以及切換電路。其中，當控制電路判斷第一電流小於一預定電流時，控制電路控制切換電路，使能量儲存電路接收並儲存該能量採集電路所輸出的一第一輸出電流。其中，當控制電路判斷第一電流大於或等於該預定電流時，控制電路控制切換電路，使負載裝置接收能量儲存電路所輸出的一第二輸出電流。
本發明之一實施例提供一種能量採集系統的控制方法，包括：透過一控制電路控制一切換電路；當控制電路判斷能量儲存電路所儲存之一第一電流小於一預定電流時，控制電路控制切換電路，使能量儲存電路接收並儲存一能量採集電路所輸出的一第一輸出電流；以及當控制電路判斷第一電流大於或等於該預定電流時，控制電路控制切換電路，使一負載裝置接收能量儲存電路所輸出的一第二輸出電流。
基於本發明所提供之實施例，外部環境的能量可有效地被能量採集系統儲存以及使用。基於本發明所提供之實施例，當外部環境的能量變得較微弱時，本發明之實施例可有效地對上述外部環境的能量進行儲存以及使用。
100‧‧‧能量採集系統
101‧‧‧能量採集電路
102‧‧‧負載裝置
103‧‧‧偵測電路
104‧‧‧能量儲存電路
105‧‧‧控制電路
106‧‧‧切換電路
200A、200C‧‧‧能量採集系統
201‧‧‧能量採集電路
202‧‧‧負載電路
203‧‧‧偵測電路
204、214‧‧‧能量儲存電路
205‧‧‧控制電路
S21-S26‧‧‧電晶體
PW21、PW22‧‧‧控制訊號
I2、I21、I22‧‧‧電流
Iref‧‧‧預定電流
t‧‧‧時間
t0、t21-t23‧‧‧時間點
300‧‧‧能量採集系統
301‧‧‧能量採集電路
311、312‧‧‧能量採集子電路
302‧‧‧負載電路
303‧‧‧偵測電路
304‧‧‧能量儲存電路
305‧‧‧控制電路
S31-S33‧‧‧電晶體
PW31-PW33‧‧‧控制訊號
I3、I31、I32‧‧‧電流
Iref3‧‧‧預定電流
t31-t33‧‧‧時間點
tp1、tp2‧‧‧預定時段
400‧‧‧能量採集系統
411‧‧‧能量採集電路
412‧‧‧電池裝置
402‧‧‧負載電路
403‧‧‧偵測電路
404‧‧‧能量儲存電路
405‧‧‧控制電路
S41-S43‧‧‧電晶體
PW41-PW43‧‧‧控制訊號
I4、I41、I42、I43‧‧‧電流
Iref4‧‧‧預定電流
t41、t42‧‧‧時間點
tp3‧‧‧預定時段
500‧‧‧能量採集系統
511‧‧‧能量採集電路
512‧‧‧電池裝置
502‧‧‧負載電路
503‧‧‧偵測電路
504‧‧‧能量儲存電路
505‧‧‧控制電路
S51-S54‧‧‧電晶體
PW51-PW54‧‧‧控制訊號
I5、I51、I52‧‧‧電流
Iref5‧‧‧預定電流
t51、t52‧‧‧時間點
tp4‧‧‧預定時段
611-613、621-625、701-705、801-806‧‧‧步驟
第1圖是依據本發明一實施例之能量採集系統的示意圖； 第2A圖是依據本發明一實施例之能量採集系統的示意圖； 第2B圖是依據本發明一實施例之能量採集系統的操作示意圖；第2C圖是依據本發明一實施例之能量採集系統的示意圖；第3A圖是依據本發明一實施例之能量採集系統的示意圖；第3B圖是依據本發明一實施例之能量採集系統的操作示意圖；第4A圖是依據本發明一實施例之能量採集系統的示意圖；第4B圖是依據本發明一實施例之能量採集系統的操作示意圖；第5A圖是依據本發明一實施例之能量採集系統的示意圖；第5B圖是依據本發明一實施例之能量採集系統的操作示意圖；第6A圖是依據本發明一實施例之能量採集系統的控制方法流程圖；第6B圖是依據本發明一實施例之能量採集系統的控制方法流程圖；第7圖是依據本發明一實施例之能量採集系統的控制方法流程圖；第8圖是是依據本發明一實施例之能量採集系統的控制方法流程圖。
為讓本發明實施例之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明之具體實施例，並配合所附圖式，做詳細說明如下。
第1圖是依據本發明一實施例之能量採集系統100的示意圖。第1圖之能量採集系統100包括能量採集電路101、偵測電路103、能量儲存電路104、控制電路105以及切換電路106，其中切換電路106包括複數個開關電路。
能量採集電路101從環境中接收能量(例如光能、熱能或振動能等)，並將所接收的能量轉換為電壓或電流。控制電路105耦接偵測電路103與切換電路106，且控制電路105可控制切換電路106，藉以將能量採集電路101與能量儲存電路104之間的電力傳輸路徑導通或斷開，也可將能量儲存電路104與負載裝置102之間的電力傳輸路徑導通或斷開。
當能量採集電路101已啟動且控制電路105透過控制切換電路106將能量採集電路101與能量儲存電路104之間的電力傳輸路徑導通時，能量儲存電路104可接受並儲存能量採集電路101所產生的電流。偵測電路103可偵測能量儲存電路104所儲存的電流，並且將偵測結果傳送至控制電路105。當控制電路105判斷能量儲存電路104所儲存的電流小於一預定電流時，控制電路105控制切換電路106，使能量儲存電路104繼續接收並儲存能量採集電路101所產生的電流。當控制電路105判斷能量儲存電路104所儲存的電流大於或等於上述預定電流時，控制電路105控制切換電路106，使能量儲存電路104與負載裝置102之間的電力傳輸路徑導通，藉此讓能量儲存電路104可提供電流至負載裝置102。在一些實施例中，偵測電路103可偵測負載裝置102之電壓(例如接收能量儲存電路104所提供之電流後所產生的電壓)，並將電壓偵測結果傳送至控制電路 105。控制電路105可依據上述電壓偵測結果控制切換電路106，進而控制由能量儲存電路104提供至負載裝置102的電流量。
具體而言，本發明一實施例所提供的一能量採集系統200A如第2A圖所示。能量採集系統200A包括能量採集電路201、偵測電路203、能量儲存電路204、控制電路205以及切換電路。在此實施例中，切換電路是由複數個開關電路(亦即電晶體S21、S22)所組成，且電晶體S21、S22各自接收控制電路205所發送之控制訊號PW21、PW22。能量採集系統200A的一種操作範例可如第2B圖所示。
參考第2B圖之內容，在時間點t0時，能量採集電路201已啟動且控制電路205輸出高電壓位準的控制訊號PW21與低電壓位準的控制訊號PW22，藉此將能量採集電路201與能量儲存電路204之間的電流傳輸路徑導通。在此狀況下，能量儲存電路204可接收並儲存能量採集電路201所輸出的電流I21，且能量儲存電路204所儲存的電流I2逐漸地增加。在時間點t21時，控制電路205透過偵測電路203判斷電流I2已大於或等於預定電流Iref。控制電路205進而輸出低電壓位準的控制訊號PW21與高電壓位準的控制訊號PW22，藉此將能量採集電路201與能量儲存電路204之間的電流傳輸路徑中斷，並且將能量儲存電路204與負載裝置202之間的電流傳輸路徑導通。在此狀況下，能量儲存電路204可提供電流I22至負載裝置202，而能量儲存電路204所儲存的電流I2因此逐漸地下降。在一些實施例中，能量儲存電路204可為一變壓器，且上述變壓器之第一繞組與第二 繞組可具有相同的圈數或不同的圈數。
在時間點t22時，控制電路205透過偵測負載裝置202之電壓或電流，判斷負載裝置202已接收足夠的電力。控制電路205進而輸出高電壓位準的控制訊號PW21與低電壓位準的控制訊號PW22，藉此使能量儲存電路204接收並儲存能量採集電路201所輸出的電流I21，且能量儲存電路204所儲存的電流I逐漸地增加。在時間點t31時，控制電路205透過偵測電路203判斷電流I2已大於或等於預定電流Iref。控制電路205進而輸出低電壓位準的控制訊號PW21與高電壓位準的控制訊號PW22，藉此將能量採集電路201與能量儲存電路204之間的電流傳輸路徑中斷，並且使能量儲存電路204提供電流I22至負載裝置202。
如第2B圖所示之內容，由於能量採集電路201所接收的環境能量可隨時間改變，因此能量採集電路201所輸出的電流I21的大小也會隨著上述環境能量而改變。在此情況下，能量儲存電路204所儲存的電流大於或等於預定電流Iref所需的時間也會隨著上述環境能量而改變。由此可知，在此實施例中之上述環境能量，在時間點t0至t21內的能量大於在時間點t22至t23內的能量。
基於上述實施例的操作內容，能量採集系統200A在上述環境能量較弱時，仍然可以有效地儲存能量採集電路201所產生的電流I21，且在能量儲存電路204所儲存的電流I2大於或等於預定電流Iref時，將能量儲存電路204所儲存的電流提供至負載裝置202(例如電流I22)。因此，不論上述環境能量如何變動，能量採集系統200A皆可有效地將上述環境能量轉換為 電力並且提供給負載裝置202。
如上述操作之內容，能量採集系統200A可將上述環境能量轉換為電流並提供至負載裝置202，而上述環境能量與提供至負載裝置202的電流之間的轉換效率，可透過預定電流Iref的設定進行控制。在此實施例中，考量能量採集系統200A以及負載裝置202的能量損耗，預定電流Iref被設計以使能量採集系統200A以及負載裝置202之間具有最大的能量/電流轉換效率。在一些實施例中，預定電流Iref可依照電路設計人員的需求進行任意地選擇。
另一方面，由於本實施例之能量採集系統200A在能量儲存電路204所儲存的電流大於或等於預定電流Iref時，才將能量儲存電路204所儲存的電流輸出至負載裝置202，因此能量採集系統200A可確保每次提供電流給負載裝置202時，都具有最大的能量/電流轉換效率。此外，由於本實施例之能量採集系統200A在能量儲存電路204所儲存的電流大於或等於預定電流Iref時，才將能量儲存電路204所儲存的電流輸出至負載裝置202，因此能量採集系統200A之切換電路(亦即電晶體S21、S22)不需要以固定頻率進行開關操作。在此狀況下，能量採集系統200A之切換電路的開關操作次數可被最小化，因此能量採集系統200A之切換電路所造成的開關損耗(例如電晶體S21、S22之啟動與關閉操作所造成的損耗)亦可被最小化。
在一些實施例中，能量採集系統200A對能量採集電路201執行最大功率追蹤(Maximum power point tracking(MPPT))，並依據最大功率點所對應的電流，決定能量採集系 統200A的操作模式。舉例而言，當上述最大功率點所對應的電流大於一電流閾值時，控制電路205輸出固定頻率且互為反相之控制訊號PW21與控制訊號PW22；當上述最大功率點所對應的電流小於或等於上述電流閾值時，能量採集系統200A的操作方式如第2B圖所示，但本發明並不以此為限。
在一些實施例中，上述切換電路可使用電晶體S21、S22之外的其他開關電路。在一些實施例中，能量採集系統200A可包括電壓偵測電路，可用以偵測能量採集電路201的輸出電壓以及負載裝置202的電壓。在一些實施例中，能量採集系統200A可包括電流偵測電路。
在一些實施例中，能量儲存電路204可為一電感器，如第2C圖所示。第2C圖之能量採集系統200C與第2B圖之能量採集系統200A的不同之處，在於能量採集系統200C之能量儲存電路214以及由複數個開關電路(亦即電晶體S23~S26)所組成的切換電路。電晶體S23、S24接收控制電路205所輸出的控制訊號PW21；而電晶體S25、S26接收控制電路205所輸出的控制訊號PW22。能量採集系統200C之操作可對應第2B圖之內容，在此不再贅述。
第3A圖是依據本發明一實施例之能量採集系統300的示意圖。能量採集系統300包括能量採集電路301、偵測電路303、能量儲存電路304、控制電路305以及切換電路。在此實施例中，能量採集電路301由能量採集子電路311與能量採集子電路312所組成，而切換電路是由電晶體S31、S32、S33所組成。在此實施例中，電晶體S31、S32、S33分別接收控制電路 305所發送之控制訊號PW31、PW32、PW33。能量採集系統300的一種操作範例可如第3B圖所示。
如第3B圖所示之內容，在時間點t0時，能量採集子電路311已啟動且控制電路305輸出高電壓位準的控制訊號PW31與低電壓位準的控制訊號PW32、PW33，藉此將能量採集子電路311與能量儲存電路304之間的電流傳輸路徑導通。在此狀況下，能量儲存電路304可接收並儲存能量採集電路301所輸出的電流I31(亦即能量採集子電路311所輸出的電流)，且能量儲存電路304所儲存的電流I3逐漸地增加。控制訊號PW31在預定時段tp1內維持在高電壓位準，在時間點t31時，能量採集子電路312已啟動且控制電路305輸出高電壓位準的控制訊號PW32與低電壓位準的控制訊號PW31、PW33，藉此將能量採集子電路312與能量儲存電路304之間的電流傳輸路徑導通。在此狀況下，能量儲存電路304可接收並儲存能量採集電路301所輸出的電流I31(亦即能量採集子電路312所輸出的電流)，且能量儲存電路304所儲存的電流I3繼續地增加。控制訊號PW32在預定時段tp2內維持在高電壓位準，在時間點t32時，控制電路305輸出高電壓位準的控制訊號PW31與低電壓位準的控制訊號PW32、PW33，再次將能量採集子電路311與能量儲存電路304之間的電流傳輸路徑導通，使能量儲存電路304接收並儲存能量採集電路301所輸出的電流I31(亦即能量採集子電路311所輸出的電流)。在時間點t33時，控制電路305透過偵測電路303判斷電流I3已大於或等於預定電流Iref3。控制電路305進而輸出高電壓位準的控制訊號PW33與低電壓位準的控制訊號PW31、PW31，藉 此將能量採集子電路311、312與能量儲存電路304之間的電流傳輸路徑中斷，並且將能量儲存電路304與負載裝置302之間的電流傳輸路徑導通。在此狀況下，能量儲存電路304可提供電流I32至負載裝置302，而能量儲存電路304所儲存的電流I3因此開始逐漸的下降。
基於第3B圖之內容，當能量儲存電路304所儲存之電流I3小於預定電流Iref3時，控制電路305可控制上述切換電路，使能量採集子電路311與能量採集子電路312交替地將所產生的電流(亦即能量採集電路301所輸出的電流I31)提供至能量儲存電路304。控制電路305亦可控制上述切換電路，在電流I3大於或等於預定電流Iref3時，將能量儲存電路304之電流提供至負載裝置302。在一些實施例中，能量採集電路301可包括兩個以上的能量採集子電路(亦即可包括複數個能量採集子電路)。控制電路305可控制上述切換電路，使該等能量採集子電路交替地將所產生的電流提供至能量儲存電路304，且控制電路305可任意控制該等能量採集子電路提供電流至能量儲存電路304的順序與時間。控制電路305亦可控制上述切換電路，在能量儲存電路304所儲存之電流I3大於或等於預定電流Iref3時，將能量儲存電路304之電流提供至負載裝置302。在一些實施例中，能量採集系統300對能量採集電路301之複數個能量採集子電路(例如能量採集子電路311、312)執行最大功率追蹤，並依據該等能量採集子電路各自之最大功率點所對應的電流，決定預定時段(例如預定時段tp1與預定時段tp2)的寬度(例如最大功率點所對應的電流越大，則時間區段越寬)。
第4A圖是依據本發明一實施例之能量採集系統400的示意圖。能量採集系統400包括能量採集電路411、電池裝置412、偵測電路403、能量儲存電路404、控制電路405以及切換電路。在此實施例中，切換電路是由電晶體S41、S42、S43所組成，且電晶體S41、S42、S43各自接收控制電路405所發送之控制訊號PW41、PW42、PW43。能量採集系統400的一種操作範例可如第4B圖所示。
如第4B圖所示之內容，在時間點t0時，能量採集電路411已啟動且控制電路405輸出高電壓位準的控制訊號PW41與低電壓位準的控制訊號PW42、PW43，藉此將能量採集電路411與能量儲存電路404之間的電流傳輸路徑導通。在此狀況下，能量儲存電路404可接收並儲存能量採集電路411所輸出的電流I41，且能量儲存電路404所儲存的電流I4逐漸地增加。在時間點t41時，控制電路405透過偵測電路403判斷電流I4小於預定電流Iref4，且控制電路405判斷控制訊號PW41維持在高電壓位準的時間已大於或等於預定時段tp3。在此狀況下，控制電路405輸出高電壓位準的控制訊號PW42與低電壓位準的控制訊號PW41、PW43，藉此將電池裝置412與能量儲存電路404之間的電流傳輸路徑導通。基於上述操作，能量採集系統400透過電池裝置412提供電流I43至能量儲存電路404，藉此增加提供至能量儲存電路404的電流，減少電流I4上升到預定電流Iref4的時間。在時間點t42時，控制電路405透過偵測電路403判斷電流I4已大於或等於預定電流Iref4。控制電路405進而輸出高電壓位準的控制訊號PW43與低電壓位準的控制訊號PW41、PW42，藉此將能 量採集電路411、電池裝置412與能量儲存電路404之間的電流傳輸路徑中斷，並且將能量儲存電路404與負載裝置402之間的電流傳輸路徑導通，使能量儲存電路404可提供電流I42至負載裝置402。
在一些實施例中，電池裝置除了對能量儲存電路充電外，亦可接收能量儲存電路的電力，如第5A圖所示。第5A圖是依據本發明一實施例之能量採集系統500的示意圖。能量採集系統500包括能量採集電路511、電池裝置512、偵測電路503、能量儲存電路504、控制電路505以及切換電路。在此實施例中，切換電路是由電晶體S51、S52、S53、S54所組成，且電晶體S51、S52、S53、S54分別接收控制電路505所發送之控制訊號PW51、PW52、PW53、PW54。
在一實施例中，能量採集系統500對能量採集電路511執行最大功率追蹤。控制電路505判斷能量採集電路511之最大功率點所對應的電流超過一電流閾值，並基於能量採集電路511之最大功率點所對應的電流設定預定電流Iref5。在此實施例中，能量採集電路511可使能量儲存電路504儲存足以提供負載裝置502與電池裝置512的電流。
能量採集系統500的操作可參考第5B圖。在時間點t0時，能量採集電路511已啟動且控制電路505輸出高電壓位準的控制訊號PW51與低電壓位準的控制訊號PW52、PW53、PW54，藉此將能量採集電路511與能量儲存電路504之間的電流傳輸路徑導通。在此狀況下，能量儲存電路504可接收並儲存能量採集電路511所輸出的電流I51，且能量儲存電路504所儲存的電 流I5逐漸地增加。在時間點t51時，控制電路505透過偵測電路503判斷電流I5已大於或等於預定電流Iref5。控制電路505進而輸出高電壓位準的控制訊號PW53與低電壓位準的控制訊號PW51、PW52、PW54，藉此將能量採集電路511、電池裝置512與能量儲存電路504之間的電流傳輸路徑中斷，並且將能量儲存電路504與負載裝置502之間的電流傳輸路徑導通，藉此將能量儲存電路504之電流I52提供至負載裝置502。
基於預定電流Iref5之設定，控制電路505判斷在時間點t52時(亦及控制訊號PW53在預定時段tp4內維持高電壓位準)，控制電路505判斷負載裝置502已接收足夠的電力。控制電路505進而輸出高電壓位準的控制訊號PW54與低電壓位準的控制訊號PW51、PW52、PW53，藉此將能量採集電路511、負載裝置502與能量儲存電路504之間的電流傳輸路徑中斷，並且將能量儲存電路504與電池裝置512之間的電流傳輸路徑導通，藉此將能量儲存電路504之電流I52提供至電池裝置512。
在一實施例中，能量採集系統500之電池裝置512與能量採集電路511也可個別提供電流至能量儲存裝置504。舉例而言，控制電路505可輸出高電壓位準的控制訊號PW51與低電壓位準的控制訊號PW42、PW43、PW44，使能量儲存電路504可接收並儲存能量採集電路511所輸出的電流；控制電路505亦可輸出高電壓位準的控制訊號PW52與低電壓位準的控制訊號PW51、PW53、PW54，使能量儲存電路504可接收並儲存電池裝置512所輸出的電流。由此可知，能量採集系統500之控制電路505可將電池裝置512用於提供電力至能量儲存裝置504，或將 電池裝置512用於接收能量儲存裝置504的電力。
在一些實施例中，控制電路505包括電壓偵測電路或電流偵測電路。
第6A圖是依據本發明一實施例之能量採集系統的控制方法流程圖，第6A圖之控制方法可對應第2A~2C圖之內容。流程起始於步驟611，在步驟611中，透過一控制電路控制一切換電路，使一能量儲存電路接收並儲存一能量採集電路所輸出的一第一輸出電流，流程進入步驟612。在步驟612中，透過該控制電路判斷該能量儲存電路所儲存之一第一電流是否大於或等於一預定電流。若該第一電流小於該預定電流，則流程進入步驟611；若該第一電流大於或等於該預定電流，則流程進入步驟613。在步驟613中，透過該控制電路控制該切換電路，使一負載裝置接收該能量儲存電路所輸出的一第二輸出電流。
第6B圖是依據本發明一實施例之能量採集系統的控制方法流程圖，第6B圖之控制方法可對應第5A~5B圖之內容。流程起始於步驟621，在步驟621中，透過一控制電路控制一切換電路，使一能量儲存電路接收並儲存一能量採集電路所輸出的一第一輸出電流，流程進入步驟622。在步驟622中，透過該控制電路判斷該能量儲存電路所儲存之一第一電流是否大於或等於一預定電流。若該第一電流小於該預定電流，則流程進入步驟621；若該第一電流大於或等於該預定電流，則流程進入步驟623。在步驟623中，透過該控制電路控制該切換電路，使一負載裝置接收該能量儲存電路所輸出的一第二輸出電 流，流程進入步驟624。在步驟624中，透過該控制電路判斷該負載裝置接收該第二輸出電流的時間是否大於或等於一預定時段。若是，則流程進入步驟625；若不是，則流程進入步驟623。在步驟625中，透過該控制電路控制該切換電路，使一電池裝置接收該能量儲存電路所輸出的該第二輸出電流。
第7圖是依據本發明一實施例之能量採集系統的控制方法流程圖，第7圖之控制方法可對應第3A~3B圖之內容。流程起始於步驟701，在步驟701中，透過一控制電路控制一切換電路，使一能量儲存電路接收並儲存一能量採集電路之複數能量採集子電路其中之一能量採集子電路所輸出的一第一輸出電流，流程進入步驟702。在步驟702中，透過該控制電路判斷該能量儲存電路所儲存之一第一電流是否大於或等於一預定電流。若該第一電流小於該預定電流，則流程進入步驟704；若該第一電流大於或等於該預定電流，則流程進入步驟703。在步驟704中，透過該控制電路控制該切換電路，使該能量儲存電路接收並儲存與當前能量採集子電路不同之另一能量採集子電路所輸出的電流，其中上述另一能量採集子電路亦屬於該等能量採集子電路，流程進入步驟705。在步驟705中，透過該控制電路判斷該能量儲存電路所儲存之該第一電流是否大於或等於該預定電流。若該第一電流小於該預定電流，則流程進入步驟704；若該第一電流大於或等於該預定電流，則流程進入步驟703。在步驟703中，透過該控制電路控制該切換電路，使一負載裝置接收該能量儲存電路所輸出的一第二輸出電流。
第8圖是是依據本發明一實施例之能量採集系統的控制方法流程圖，第8圖之控制方法可對應第4A~4B圖之內容。流程起始於步驟801，在步驟801中，透過一控制電路控制一切換電路，使一能量儲存電路接收並儲存一能量採集電路之一第一能量採集子電路所輸出的一第一輸出電流，流程進入步驟802。在步驟802中，透過該控制電路判斷該能量儲存電路所儲存之一第一電流是否大於或等於一預定電流。若該第一電流小於該預定電流，則流程進入步驟804；若該第一電流大於或等於該預定電流，則流程進入步驟803。在步驟804中，透過該控制電路判斷該能量儲存電路持續接收並儲存該第一輸出電流的時間是否大於或等於一預定時段。若是，則流程進入步驟805；若不是，則流程進入步驟801。在步驟805中，透過該控制電路控制該切換電路，使該能量儲存電路接收並儲存一電池裝置所輸出的一第三輸出電流，流程進入步驟806。在步驟806中，透過該控制電路判斷該能量儲存電路所儲存之該第一電流是否大於或等於該預定電流。若該第一電流小於該預定電流，則流程進入步驟805；若該第一電流大於或等於該預定電流，則流程進入步驟803。在步驟803中，透過該控制電路控制該切換電路，使一負載裝置接收該能量儲存電路所輸出的一第二輸出電流。
本發明實施例雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
200A‧‧‧能量採集系統
201‧‧‧能量採集電路
202‧‧‧負載電路
203‧‧‧偵測電路
204‧‧‧能量儲存電路
205‧‧‧控制電路
I21、I22‧‧‧電流
S21、S22‧‧‧電晶體
PW21、PW22‧‧‧控制訊號

Claims (12)

  1. 一種能量採集系統，包括：一能量採集電路；一能量儲存電路；一偵測電路，耦接該能量儲存電路以偵測該能量儲存電路所儲存的一第一電流；一切換電路，耦接該能量採集電路、該能量儲存電路及一負載裝置；以及一控制電路，耦接該偵測電路及該切換電路；其中，當該控制電路判斷該第一電流小於一預定電流時，該控制電路控制該切換電路，使該能量儲存電路接收並儲存該能量採集電路所輸出的一第一輸出電流，當該控制電路判斷該第一電流大於或等於該預定電流時，該控制電路控制該切換電路，使該負載裝置接收該能量儲存電路所輸出的一第二輸出電流。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之能量採集系統，其中，該能量採集電路包括複數能量採集子電路，且該等能量採集子電路個別地耦接該切換電路；其中，該控制電路控制該切換電路，使該等能量採集子電路交替地輸出該第一輸出電流。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之能量採集系統，其中，該等能量採集子電路包括一第一能量採集子電路以及一第二能量採集子電路，在該第一能量採集子電路輸出該第一輸出電流並持續一第一預定時段時，若該控制電路判斷該第一電流小於該預定電流，則該控制電路控制該切換電路，使該第二能量採 集子電路輸出該第一輸出電流；其中，在該第二能量採集子電路輸出該第一輸出電流並持續一第二預定時段時，若該控制電路判斷該第一電流小於該預定電流，則該控制電路控制該切換電路，使該第一能量採集子電路輸出該第一輸出電流。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之能量採集系統，更包括一電池裝置，耦接該切換電路；其中，當該控制電路判斷該第一電流小於該預定電流，且該控制電路判斷該能量儲存電路接收並儲存該第一輸出電流的時間大於或等於一第三預定時段時，該控制電路控制該切換電路，使該能量儲存電路接收並儲存該電池裝置所輸出的一第三輸出電流。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之能量採集系統，更包括一電池裝置，耦接該切換電路；其中，在該負載裝置接收該第二輸出電流並持續一第四預定時段時，該控制電路控制該切換電路，將該第二輸出電流提供至該電池裝置。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之能量採集系統，其中，該能量儲存電路為一變壓器，且該切換電路包括一第一開關電路與一第二開關電路；其中，該第一開關電路連接該能量採集電路、該控制電路與該偵測電路；其中，該變壓器連接該偵測電路與該第二開關電路；其中，該第二開關電路連接該變壓器、該負載裝置與該控 制電路。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之能量採集系統，其中，該能量儲存電路為一電感器，該電感器具有一第一端以及一第二端；其中，該切換電路包括：一第一開關電路，連接該能量採集電路、該第一端與該控制電路；一第二開關電路，連接該第二端、該能量採集電路的接地端與該控制電路；一第三開關電路，連接該第一端、該負載裝置的接地端與該控制電路；以及一第四開關電路，連接該第二端、該負載裝置與該控制電路。
  8. 一種能量採集系統的控制方法，包括：透過一控制電路控制一切換電路，使一能量儲存電路接收並儲存一能量採集電路所輸出的一第一輸出電流；當該控制電路判斷該能量儲存電路所儲存之一第一電流小於一預定電流時，該控制電路控制該切換電路，使該能量儲存電路接收並儲存該第一輸出電流；以及當該控制電路判斷該第一電流大於或等於該預定電流時，該控制電路控制該切換電路，使一負載裝置接收該能量儲存電路所輸出的一第二輸出電流。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之能量採集系統的控制方法，更包括： 透過該控制電路控制該切換電路，使該能量採集電路之複數能量採集子電路交替地輸出該第一輸出電流。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之能量採集系統的控制方法，其中，在該等能量採集子電路之一第一能量採集子電路輸出該第一輸出電流並持續一第一預定時段時，若該控制電路判斷該第一電流小於該預定電流，則透過該控制電路控制該切換電路，使該等能量採集子電路之一第二能量採集子電路輸出該第一輸出電流；其中，在該第二能量採集子電路輸出該第一輸出電流並持續一第二預定時段時，若該控制電路判斷該第一電流小於該預定電流，則透過該控制電路控制該切換電路，使該第一能量採集子電路輸出該第一輸出電流。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之能量採集系統的控制方法，更包括：當該控制電路判斷該第一電流小於該預定電流，且該控制電路判斷該能量儲存電路接收並儲存該第一輸出電流的時間大於或等於一第三預定時段時，透過該控制電路控制該切換電路，使該能量儲存電路接收並儲存一電池裝置所輸出的一第三輸出電流。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之能量採集系統的控制方法，更包括：當該負載裝置接收該能量儲存電路所輸出的該第二輸出電流並持續一第四預定時段時，透過該控制電路控制該切換電路，將該第二輸出電流提供至一電池裝置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110767436A (zh) * 2019-03-22 2020-02-07 友达光电股份有限公司 能量采集装置、能量耦合单元及能量采集方法
CN113852115A (zh) * 2021-07-15 2021-12-28 上海弘正新能源科技有限公司 一种侦测能量回流及稳定直流母线电压的方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11656286B2 (en) * 2018-08-06 2023-05-23 Regal Beloit America, Inc. Health monitor for an electric machine
US10739807B2 (en) 2018-09-11 2020-08-11 Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas Body biasing for ultra-low voltage digital circuits
US11482949B2 (en) * 2018-12-03 2022-10-25 Honeywell Federal Manufacturings Technologies, Llc Electrostatic harvester device
US10919643B1 (en) * 2019-08-14 2021-02-16 Goodrich Corporation Aircraft light fixture energy harvesting
US10892757B1 (en) * 2019-11-25 2021-01-12 Stmicroelectronics (Research & Development) Limited Reverse body biasing of a transistor using a photovoltaic source
EP3916956A1 (en) * 2020-05-31 2021-12-01 Université catholique de Louvain Energy harvesting system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090179493A1 (en) * 2008-01-14 2009-07-16 Ming-Hsiang Yeh Power selection system for heater
US9060173B2 (en) * 2011-06-30 2015-06-16 Sharp Kabushiki Kaisha Context initialization based on decoder picture buffer
US9716408B2 (en) * 2015-07-24 2017-07-25 Google Inc. Redundant residential power sources
US9837915B2 (en) * 2015-10-23 2017-12-05 Infineon Technologies Austria Ag Controlling components of power converters using delta-sigma modulation on analog inputs
US10630078B2 (en) * 2016-03-25 2020-04-21 Intel Corporation Energy harvester power indicator and power management circuitry

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110767436A (zh) * 2019-03-22 2020-02-07 友达光电股份有限公司 能量采集装置、能量耦合单元及能量采集方法
CN110767436B (zh) * 2019-03-22 2023-03-24 友达光电股份有限公司 能量采集装置、能量耦合单元及能量采集方法
CN113852115A (zh) * 2021-07-15 2021-12-28 上海弘正新能源科技有限公司 一种侦测能量回流及稳定直流母线电压的方法

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