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빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 주 PV 셀(PV cell: Photovoltaic cell);상기 주 PV 셀의 최대전력점(MPP: Maximum Power Point)을 추정하기 위한 보조 PV 셀(PV cell);상기 주 PV 셀의 출력을 수신하여 배터리 충전 전압을 형성하기 위한 충전 회로;상기 보조 PV 셀의 출력 전압에 기반하여 상기 주 PV 셀의 최대전력점(MPP: Maximum Power Point) 전압을 실시간으로 추적하고, 상기 주 PV 셀의 출력 전압과 상기 실시간으로 추적된 최대전력점 전압에 기반하여 상기 충전 회로의 동작을 제어하는 최대전력점 추적(MPPT: Maximum Power Point Tracking) 제어 회로;배터리의 충전 상태를 관리하기 위한 배터리 관리 회로;상기 충전 회로의 출력에 연결된 저장 커패시터;상기 주 PV 셀의 출력 전압이 소정 전압 미만인 경우, 상기 저장 커패시터의 전압을 소정의 동작 가능한 전압까지 승압시키는 시동 회로; 및인에이블 발생기를 포함하고,상기 인에이블 발생기는,상기 저장 커패시터의 전압이 상기 소정 전압 미만인 경우 상기 시동 회로를 동작시키고 상기 최대전력점 추적 제어 회로 및 상기 충전 회로를 오프시키며, 상기 저장 커패시터의 전압이 상기 소정의 동작 가능한 전압까지 승압되는 경우 상기 시동 회로를 오프시키고 상기 최대전력점 추적 제어 회로 및 상기 충전 회로를 동작시키는 시동 온/오프 제어 신호를 생성하도록 구성되며, 상기 배터리 관리 회로의 동작을 온/오프시키는 배터리 관리 회로 온/오프 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 빛 에너지 하베스팅을 이용한 최대전력점 추적 제어 기능을 갖는 배터리 충전 장치
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청구항 1에 있어서,상기 보조 PV 셀은 상기 주 PV 셀과 동일한 소자 특성을 갖고 상기 주 PV 셀보다 크기가 작은, 빛 에너지 하베스팅을 이용한 최대전력점 추적 제어 기능을 갖는 배터리 충전 장치
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청구항 1에 있어서,기준 전압 및 기준 전류를 발생시키는, 밴드갭 회로를 더 포함하는, 빛 에너지 하베스팅을 이용한 최대전력점 추적 제어 기능을 갖는 배터리 충전 장치
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청구항 6에 있어서,상기 충전 회로의 출력과 배터리 사이에 연결되고, 상기 배터리 관리 회로의 제어 신호에 따라 온/오프되는 전력 공급 단속 스위치를 더 포함하는, 빛 에너지 하베스팅을 이용한 최대전력점 추적 제어 기능을 갖는 배터리 충전 장치
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8
청구항 7에 있어서,상기 최대전력점 추적 제어 회로는,상기 보조 PV 셀의 개방회로 전압으로부터 최대전력점 전압을 생성하기 위한 최대전력점 전압 생성부; 및상기 최대전력점 전압 생성부에서 출력되는 최대전력점 전압과 상기 주 PV 셀의 출력 전압을 비교하여 상기 충전 회로의 동작을 온/오프시키기 위한 충전회로 온/오프 제어 신호를 생성하는 최대전력점 제어기를 포함하는, 빛 에너지 하베스팅을 이용한 최대전력점 추적 제어 기능을 갖는 배터리 충전 장치
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청구항 8에 있어서,상기 충전 회로는,상기 주 PV 셀의 출력 전압을 승압시키는 DC-DC 부스트 변환기; 및상기 DC-DC 부스트 변환기에 펄스 신호를 인가하기 위한 충전부를 포함하는, 빛 에너지 하베스팅을 이용한 최대전력점 추적 제어 기능을 갖는 배터리 충전 장치
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청구항 9에 있어서,상기 DC-DC 부스트 변환기는,상기 주 PV 셀의 출력에 일단이 연결된 인덕터;드레인이 상기 인덕터의 타단에 연결되고 소스가 접지되며 게이트에 상기 충전부의 출력인 펄스 신호가 인가되는 nMOS 스위치; 및애노드가 상기 인덕터의 타단에 연결되고 캐소드가 상기 저장 커패시터의 일단에 연결되는 쇼트키 다이오드를 포함하는, 빛 에너지 하베스팅을 이용한 최대전력점 추적 제어 기능을 갖는 배터리 충전 장치
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청구항 10에 있어서,상기 충전부는,상기 저장 커패시터의 전압을 전원전압으로 하는 전류 미러;상기 전류 미러의 출력에 따라 발진 신호를 발생하는 오실레이터;클록 입력 단자에 상기 오실레이터의 출력이 인가되고, 반전 출력 단자가 D 입력 단자에 연결되며, 비반전 출력 단자에서 상기 DC-DC 부스트 변환기의 nMOS 스위치의 게이트에 인가되는 펄스 신호가 출력되는 D 플립 플롭; 및상기 시동 온/오프 제어 신호, 배터리 전압이 최대 인지를 감지하는 신호, 및 상기 충전 회로 온/오프 제어 신호를 논리 곱(AND)하여 상기 오실레이터의 동작을 온/오프시키는 신호를 출력하는 AND 게이트를 포함하는, 빛 에너지 하베스팅을 이용한 최대전력점 추적 제어 기능을 갖는 배터리 충전 장치
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청구항 11에 있어서,상기 시동 회로는,상기 인덕터의 타단에 드레인이 연결되고 소스는 접지되며 게이트에 펄스가 인가되는 nMOS 전력 스위치; 및상기 nMOS 전력 스위치에 인가되는 상기 펄스를 생성하기 위한 시동부를 포함하는, 빛 에너지 하베스팅을 이용한 최대전력점 추적 제어 기능을 갖는 배터리 충전 장치
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청구항 12에 있어서,상기 시동부는,상기 주 PV 셀의 출력 전압, 상기 시동 온/오프 제어 신호, 상기 시동 온/오프 제어 신호의 반전 신호에 기반하여, 바디 바이어스 전압을 발생하는 바디 바이어스 발생기;상기 바디 바이어스 발생기의 출력에 따라 발진 신호를 출력하는 오실레이터;상기 오실레이터의 출력에 기반하여 상기 시동 회로의 nMOS 전력 스위치가 온/오프하기에 적합한 전압으로 상기 주 PV 셀의 출력 전압을 승압하기 위한 전하 펌프; 및상기 전하 펌프의 출력을 전원 전압으로 공급받아 상기 nMOS 전력 스위치에 펄스를 공급하기 위한 펄스 발생기를 포함하는, 빛 에너지 하베스팅을 이용한 최대전력점 추적 제어 기능을 갖는 배터리 충전 장치
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청구항 9에 있어서,상기 배터리 관리 회로는 상기 저장 커패시터의 전압이 배터리 충전에 필요한 최소 전압이 되면 상기 전력 공급 단속 스위치를 온시켜 상기 배터리를 충전하고, 상기 배터리의 전압이 최대 충전 전압이 되면 상기 충전부를 오프시키는, 빛 에너지 하베스팅을 이용한 최대전력점 추적 제어 기능을 갖는 배터리 충전 장치
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