本發(fā)明屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低功耗動態(tài)閾值比較器接口電路及整流器、無線傳感器。

背景技術(shù)：

由于目前大部分的無線傳感器采用傳統(tǒng)的電池方式供給能量，而且無線傳感器體積微小，自身攜帶的電池能量有限，不能滿足長期工作需要。另一方面，隨著越來越多的微功耗產(chǎn)品能耗己降到微瓦水平，使得微電子設(shè)備從環(huán)境中采集能量，實(shí)現(xiàn)自供電工作己成為可能。

微能量獲取作為一種新興的能源技術(shù)，特別適用于需要長期監(jiān)測、工作環(huán)境惡劣、電池不便更換等場合同，如汽車輪胎內(nèi)的壓力監(jiān)測、飛機(jī)輪船的結(jié)構(gòu)健康檢測、火車輪軌軸承的健康檢測，跟蹤野生動物的全球定位裝置，生物醫(yī)學(xué)便攜式或植入式健康設(shè)備應(yīng)用等，是目前新型發(fā)電領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)之一，研究表明環(huán)境中的微能量如振動能量等有高達(dá)到200μW/cm³的功率密度。因此采集微能量為低功耗設(shè)備供電有著很好的應(yīng)用前景。其原理是利用一系列能量收集技術(shù)將環(huán)境中的微能量收集并轉(zhuǎn)換成電能加以存儲，從而為低功耗電子設(shè)備提供工作所需的能量，作為節(jié)約能源保護(hù)環(huán)境的重要手段，人們已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域展開了對微能量收集技術(shù)的研究和應(yīng)用工作。由于微能量收集之后一般為交流電，故在實(shí)際電路中必須使用整流器先將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，然后對超級電容或可充電電池等儲能元件進(jìn)行充電，以供負(fù)載使用。

整流器的接口電路作為微能量獲取技術(shù)中的核心單元，負(fù)載將收集到的微能量由微小交流信號轉(zhuǎn)換為可直接使用的直流信號，其本身必須要滿足低壓工作條件，且能夠提供足夠大的輸出電壓以最大化所獲取的能量，為低壓設(shè)備提供工作能量，同時(shí)，自身消耗的能量也要盡可能的小。

因此，如何設(shè)計(jì)一種用于微能量獲取的低功耗動態(tài)閾值比較器接口電路就變得極其重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種低功耗動態(tài)閾值比較器接口電路及整流器、無線傳感器。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種低功耗動態(tài)閾值比較器接口電路10，包括：輸入端VIN、輸出端VAUX、第一比較器電路11、第二比較器電路13、開關(guān)負(fù)載電路15及接地端GND；其中，

所述開關(guān)負(fù)載電路15包括第一功率開關(guān)MPS、第二功率開關(guān)MNS、負(fù)載電容CL及負(fù)載電阻RLOAD，所述第一功率開關(guān)MPS電連接于所述輸入端VIN與所述輸出端VAUX之間且其控制端電連接至所述第一比較器電路11的輸出端Vout1，所述負(fù)載電容CL及負(fù)載電阻RLOAD并接后串接于所述輸出端VAUX與所述接地端GND之間，所述第二功率開關(guān)MNS電連接于所述輸入端VIN與所述接地端GND之間且其控制端電連接至所述第二比較器電路13的輸出端Vout2；

所述第一比較器電路11的同相輸入端Vinp1電連接至所述輸出端VAUX且反相輸入端Vinn1電連接至所述輸入端VIN；

所述第二比較器電路13的同相輸入端Vinp2電連接至所述接地端GND且反相輸入端Vinn2電連接至所述輸入端VIN。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一比較器電路11包括電源端VDD、第一正壓開關(guān)P1、第二正壓開關(guān)P2、第三正壓開關(guān)P3、第四正壓開關(guān)P4、第五正壓開關(guān)P5、第一負(fù)壓開關(guān)N1、第二負(fù)壓開關(guān)N2、第三負(fù)壓開關(guān)N3、第四負(fù)壓開關(guān)N4；其中，

所述第一正壓開關(guān)P1、所述第一負(fù)壓開關(guān)N1及所述第三負(fù)壓開關(guān)N3串接后電連接于所述電源端VDD與所述接地端GND之間；所述第二正壓開關(guān)P2和所述第二負(fù)壓開關(guān)N2串接后電連接于所述電源端VDD和所述第一負(fù)壓開關(guān)N1與所述第三負(fù)壓開關(guān)N3串接形成的節(jié)點(diǎn)a1處之間；所述第一正壓開關(guān)P1的控制端電連接至所述第二正壓開關(guān)P2的控制端；所述第一負(fù)壓開關(guān)N1及所述第三負(fù)壓開關(guān)N3的控制端均電連接至所述第一比較器電路11的反相輸入端Vinn1；所述第二負(fù)壓開關(guān)N2的控制端電連接至所述第一比較器電路11的同相輸入端Vinp1；

所述第三正壓開關(guān)P3與所述第四正壓開關(guān)P4串接后電連接于所述電源端VDD和所述第二正壓開關(guān)P2與所述第二負(fù)壓開關(guān)N2串接形成的節(jié)點(diǎn)b1處之間；所述第三正壓開關(guān)P3與所述第四正壓開關(guān)P4的控制端均電連接至所述第二正壓開關(guān)P2與所述第二負(fù)壓開關(guān)N2串接形成的節(jié)點(diǎn)b1處；

所述第五正壓開關(guān)P5與所述第四負(fù)壓開關(guān)N4串接后電連接于所述電源端VDD和所述接地端GND之間，所述第五正壓開關(guān)P5與所述第四負(fù)壓開關(guān)N4的控制端均電連接至所述第一比較器電路11的反相輸入端Vinn1；

所述第一比較器電路11的輸出端Vout1分別電連接至所述第三正壓開關(guān)P3與所述第四正壓開關(guān)P4串接形成的節(jié)點(diǎn)處及所述第五正壓開關(guān)P5與所述第四負(fù)壓開關(guān)N4串接形成的節(jié)點(diǎn)處。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第二比較器電路13包括電源端VDD、第六正壓開關(guān)P6、第七正壓開關(guān)P7、第八正壓開關(guān)P8、第九正壓開關(guān)P9、第十正壓開關(guān)P10、第五負(fù)壓開關(guān)N5、第六負(fù)壓開關(guān)N6、第七負(fù)壓開關(guān)N7、第八負(fù)壓開關(guān)N8；其中，

所述第六正壓開關(guān)P6、所述第五負(fù)壓開關(guān)N5及所述第七負(fù)壓開關(guān)N7串接后電連接于所述電源端VDD與所述接地端GND之間；所述第七正壓開關(guān)P7和所述第六負(fù)壓開關(guān)N6串接后電連接于所述電源端VDD和所述第五負(fù)壓開關(guān)N5與所述第七負(fù)壓開關(guān)N7串接形成的節(jié)點(diǎn)a2處之間；所述第六正壓開關(guān)P6的控制端電連接至所述第七正壓開關(guān)P7的控制端；所述第五負(fù)壓開關(guān)N5及所述第七負(fù)壓開關(guān)N7的控制端均電連接至所述第二比較器電路13的反相輸入端Vinn2；所述第六負(fù)壓開關(guān)N6的控制端電連接至所述第二比較器電路13的同相輸入端Vinp2；

所述第八正壓開關(guān)P8與所述第九正壓開關(guān)P9串接后電連接于所述電源端VDD和所述第七正壓開關(guān)P7與所述第六負(fù)壓開關(guān)N6串接形成的節(jié)點(diǎn)b2處之間；所述第八正壓開關(guān)P8與所述第九正壓開關(guān)P9的控制端均電連接至所述第七正壓開關(guān)P7與所述第六負(fù)壓開關(guān)N6串接形成的節(jié)點(diǎn)b2處；

所述第十正壓開關(guān)P10與所述第八負(fù)壓開關(guān)N8串接后電連接于所述電源端VDD和所述接地端GND之間，所述第十正壓開關(guān)P10與所述第八負(fù)壓開關(guān)N8的控制端均電連接至所述第二比較器電路13的反相輸入端Vinn2；

所述第二比較器電路13的輸出端Vout2分別電連接至所述第八正壓開關(guān)P8與所述第九正壓開關(guān)P9串接形成的節(jié)點(diǎn)處及所述第十正壓開關(guān)P10與所述第八負(fù)壓開關(guān)N8串接形成的節(jié)點(diǎn)處。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一正壓開關(guān)P1、所述第二正壓開關(guān)P2、所述第三正壓開關(guān)P3、所述第四正壓開關(guān)P4、所述第五正壓開關(guān)P5、所述第六正壓開關(guān)P6、所述第七正壓開關(guān)P7、所述第八正壓開關(guān)P8、所述第九正壓開關(guān)P9及所述第十正壓開關(guān)P10均為PMOS管，且其控制端均為PMOS管的柵極。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一負(fù)壓開關(guān)N1、所述第二負(fù)壓開關(guān)N2、所述第三負(fù)壓開關(guān)N3、所述第四負(fù)壓開關(guān)N4、所述第五負(fù)壓開關(guān)N5、第六負(fù)壓開關(guān)N6、第七負(fù)壓開關(guān)N7、第八負(fù)壓開關(guān)N8均為NMOS管，且其控制端均為NMOS管的柵極。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一功率開關(guān)MPS為PMOS管且其控制端為PMOS管的柵極，所述第二功率開關(guān)MNS為NMOS管且其控制端為NMOS管的柵極。

本發(fā)明另一實(shí)施例提供了一種整流器，包括上述實(shí)施例中任一所述的接口電路10。

本發(fā)明又一實(shí)施例提供了一種無線傳感器，包括整流器，其中所述整流器包括上述實(shí)施例中任一所述的接口電路10。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

1、在本發(fā)明的用于微能量獲取的動態(tài)閾值比較器接口電路，采用雙比較器結(jié)構(gòu)，每個(gè)比較器均使用動態(tài)閾值MOS實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡單，且DTMOS管的采用使得MOS管在導(dǎo)通狀態(tài)下閾值電壓減小，即減小了對柵源電壓的要求，因而具有更低的工作電壓；而在關(guān)斷狀態(tài)下閾值電壓增大，減小了泄露電流，因而具有更低的功耗；

2、本發(fā)明的用于微能量獲取的動態(tài)閾值比較器接口電路，根據(jù)VIN與VAUX的大小比較，獲得動態(tài)閾值比較器1和比較器2輸出狀態(tài)，進(jìn)而控制功率開關(guān)管MPS、功率開關(guān)管MNS斷開與導(dǎo)通，提高了接口電路的噪聲容限，消除零交越點(diǎn)附近的振蕩現(xiàn)象，減小零交越失真問題，改善諧波電流和頻率對系統(tǒng)的限制，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種低功耗動態(tài)閾值比較器接口電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種第一比較器電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種第二比較器電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種開關(guān)負(fù)載電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1：

請參見圖1及圖4，圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種低功耗動態(tài)閾值比較器接口電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種開關(guān)負(fù)載電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。該低功耗動態(tài)閾值比較器接口電路10，包括：輸入端VIN、輸出端VAUX、第一比較器電路11、第二比較器電路13、開關(guān)負(fù)載電路15及接地端GND；其中，所述開關(guān)負(fù)載電路15包括第一功率開關(guān)MPS、第二功率開關(guān)MNS、負(fù)載電容CL及負(fù)載電阻RLOAD，所述第一功率開關(guān)MPS電連接于所述輸入端VIN與所述輸出端VAUX之間且其控制端電連接至所述第一比較器電路11的輸出端Vout1，所述負(fù)載電容CL及負(fù)載電阻RLOAD并接后串接于所述輸出端VAUX與所述接地端GND之間，所述第二功率開關(guān)MNS電連接于所述輸入端VIN與所述接地端GND之間且其控制端電連接至所述第二比較器電路13的輸出端Vout2；所述第一比較器電路11的同相輸入端Vinp1電連接至所述輸出端VAUX且反相輸入端Vinn1電連接至所述輸入端VIN；所述第二比較器電路13的同相輸入端Vinp2電連接至所述接地端GND且反相輸入端Vinn2電連接至所述輸入端VIN。

具體地，請參見圖2，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種第一比較器電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。所述第一比較器電路11包括電源端VDD、第一正壓開關(guān)P1、第二正壓開關(guān)P2、第三正壓開關(guān)P3、第四正壓開關(guān)P4、第五正壓開關(guān)P5、第一負(fù)壓開關(guān)N1、第二負(fù)壓開關(guān)N2、第三負(fù)壓開關(guān)N3、第四負(fù)壓開關(guān)N4；其中，所述第一正壓開關(guān)P1、所述第一負(fù)壓開關(guān)N1及所述第三負(fù)壓開關(guān)N3串接后電連接于所述電源端VDD與所述接地端GND之間；所述第二正壓開關(guān)P2和所述第二負(fù)壓開關(guān)N2串接后電連接于所述電源端VDD和所述第一負(fù)壓開關(guān)N1與所述第三負(fù)壓開關(guān)N3串接形成的節(jié)點(diǎn)a1處之間；所述第一正壓開關(guān)P1的控制端電連接至所述第二正壓開關(guān)P2的控制端；所述第一負(fù)壓開關(guān)N1及所述第三負(fù)壓開關(guān)N3的控制端均電連接至所述第一比較器電路11的反相輸入端Vinn1；所述第二負(fù)壓開關(guān)N2的控制端電連接至所述第一比較器電路11的同相輸入端Vinp1；所述第三正壓開關(guān)P3與所述第四正壓開關(guān)P4串接后電連接于所述電源端VDD和所述第二正壓開關(guān)P2與所述第二負(fù)壓開關(guān)N2串接形成的節(jié)點(diǎn)b1處之間；所述第三正壓開關(guān)P3與所述第四正壓開關(guān)P4的控制端均電連接至所述第二正壓開關(guān)P2與所述第二負(fù)壓開關(guān)N2串接形成的節(jié)點(diǎn)b1處；所述第五正壓開關(guān)P5與所述第四負(fù)壓開關(guān)N4串接后電連接于所述電源端VDD和所述接地端GND之間，所述第五正壓開關(guān)P5與所述第四負(fù)壓開關(guān)N4的控制端均電連接至所述第一比較器電路11的反相輸入端Vinn1；所述第一比較器電路11的輸出端Vout1分別電連接至所述第三正壓開關(guān)P3與所述第四正壓開關(guān)P4串接形成的節(jié)點(diǎn)處及所述第五正壓開關(guān)P5與所述第四負(fù)壓開關(guān)N4串接形成的節(jié)點(diǎn)處。

具體地，請參見圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種第二比較器電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。所述第二比較器電路13包括電源端VDD、第六正壓開關(guān)P6、第七正壓開關(guān)P7、第八正壓開關(guān)P8、第九正壓開關(guān)P9、第十正壓開關(guān)P10、第五負(fù)壓開關(guān)N5、第六負(fù)壓開關(guān)N6、第七負(fù)壓開關(guān)N7、第八負(fù)壓開關(guān)N8；其中，所述第六正壓開關(guān)P6、所述第五負(fù)壓開關(guān)N5及所述第七負(fù)壓開關(guān)N7串接后電連接于所述電源端VDD與所述接地端GND之間；所述第七正壓開關(guān)P7和所述第六負(fù)壓開關(guān)N6串接后電連接于所述電源端VDD和所述第五負(fù)壓開關(guān)N5與所述第七負(fù)壓開關(guān)N7串接形成的節(jié)點(diǎn)a2處之間；所述第六正壓開關(guān)P6的控制端電連接至所述第七正壓開關(guān)P7的控制端；所述第五負(fù)壓開關(guān)N5及所述第七負(fù)壓開關(guān)N7的控制端均電連接至所述第二比較器電路13的反相輸入端Vinn2；所述第六負(fù)壓開關(guān)N6的控制端電連接至所述第二比較器電路13的同相輸入端Vinp2；所述第八正壓開關(guān)P8與所述第九正壓開關(guān)P9串接后電連接于所述電源端VDD和所述第七正壓開關(guān)P7與所述第六負(fù)壓開關(guān)N6串接形成的節(jié)點(diǎn)b2處之間；所述第八正壓開關(guān)P8與所述第九正壓開關(guān)P9的控制端均電連接至所述第七正壓開關(guān)P7與所述第六負(fù)壓開關(guān)N6串接形成的節(jié)點(diǎn)b2處；所述第十正壓開關(guān)P10與所述第八負(fù)壓開關(guān)N8串接后電連接于所述電源端VDD和所述接地端GND之間，所述第十正壓開關(guān)P10與所述第八負(fù)壓開關(guān)N8的控制端均電連接至所述第二比較器電路13的反相輸入端Vinn2；所述第二比較器電路13的輸出端Vout2分別電連接至所述第八正壓開關(guān)P8與所述第九正壓開關(guān)P9串接形成的節(jié)點(diǎn)處及所述第十正壓開關(guān)P10與所述第八負(fù)壓開關(guān)N8串接形成的節(jié)點(diǎn)處。

可選地，所述第一正壓開關(guān)P1、所述第二正壓開關(guān)P2、所述第三正壓開關(guān)P3、所述第四正壓開關(guān)P4、所述第五正壓開關(guān)P5、所述第六正壓開關(guān)P6、所述第七正壓開關(guān)P7、所述第八正壓開關(guān)P8、所述第九正壓開關(guān)P9及所述第十正壓開關(guān)P10均可以為PMOS管，且其控制端均為PMOS管的柵極。

另外，所述第一負(fù)壓開關(guān)N1、所述第二負(fù)壓開關(guān)N2、所述第三負(fù)壓開關(guān)N3、所述第四負(fù)壓開關(guān)N4、所述第五負(fù)壓開關(guān)N5、第六負(fù)壓開關(guān)N6、第七負(fù)壓開關(guān)N7、第八負(fù)壓開關(guān)N8均可以為NMOS管，且其控制端均為NMOS管的柵極。

可選地，所述第一功率開關(guān)MPS可以為PMOS管且其控制端可以為PMOS管的柵極，所述第二功率開關(guān)MNS可以為NMOS管且其控制端可以為NMOS管的柵極。

本實(shí)施例，由動態(tài)閾值比較器電路和開關(guān)負(fù)載電路構(gòu)成，采用雙比較器結(jié)構(gòu)，整體設(shè)計(jì)架構(gòu)簡單，能有效地減小電路所需工作電壓，降低系統(tǒng)功耗，適用于中低功耗能量獲取系統(tǒng)。在接口電路中，當(dāng)VIN大于VAUX，動態(tài)閾值比較器1和比較器2輸出均為低，開關(guān)管MPS導(dǎo)通，開關(guān)管MNS斷開。輸入通過開關(guān)管MPS對負(fù)載電容充電，并提供輸出；當(dāng)VIN小于VAUX，比較器1輸出高，開關(guān)管MPS斷開。比較器2可能出現(xiàn)兩種情況：

1）VIN大于零，比較器2輸出仍為低，MNS斷開，CL對負(fù)載電阻放電，提供輸出；

2）VIN小于零比較器2輸出變?yōu)楦撸_關(guān)管MNS導(dǎo)通，將輸入VIN與GND相連，提高了接口電路的噪聲容限，消除零交越點(diǎn)附近的振蕩現(xiàn)象，減小零交越失真問題，改善諧波電流和頻率對系統(tǒng)的限制，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

實(shí)施例2：

請?jiān)俅螀⒁妶D1至圖4，本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上對本發(fā)明的低功耗動態(tài)閾值比較器接口電路10進(jìn)行詳細(xì)描述。具體如下：

一、動態(tài)閾值比較器1即第一比較器電路11

請參見圖2，主要由P1、P2、P3、P4、P5五個(gè)PMOS管和N1、N2、N3、N4四個(gè)NMOS管組成。

P1的源端與電源電壓VDD相連，P1的漏端與N1的漏端、P1的柵端與P1的襯底、P2的柵端、P2的襯底相連，P1的襯底與P1的柵端P2的柵端、P2的襯底相連；

P2的源端與電源電壓VDD相連，P2的漏端與N2的漏端、P3的柵端、P3的襯底、P4的漏端、P4的柵端、P4的襯底相連，P2的柵端與P1的柵端、P1的襯底、P2的襯底相連，P2的襯底與P1的柵端、P1的襯底、P2的柵端相連；

P3的源端與電源電壓VDD相連，P3的漏端與P4的源端、P5的漏端、N4的漏端、輸出端Vout1相連，P3的柵端與P2的漏端、N2的漏端、P3的襯底、P4的漏端、P4的柵端、P4的襯底相連，P3的襯底與P2的漏端、P3的柵端、P4的漏端、P4的柵端、P4的襯底、N2的漏端相連；

P4的源端與P3的漏端、P5的漏端、N4的漏端、輸出端Vout1相連，P4的漏端與P3的柵端、P3的襯底、P4的柵端、P4的襯底相連，P4的柵端與P3的柵端、P3的襯底、P4的漏端、P4的襯底相連，P4的襯底與P3的柵端、P3的襯底、P4的漏端、P4的柵端相連；

P5的源端與電源電壓VDD相連，P5的漏端與P3的漏端、P4的源端、N4的漏端、輸出端Vout1相連，P5的柵端與P5的襯底、N1的柵端、N1的襯底、N3的柵端、N3的襯底、N4的柵端、N4的襯底、反相輸入端Vinn1相連；P5的襯底與P5的柵端、N1的柵端、N1的襯底、N3的柵端、N3的襯底、N4的柵端、N4的襯底、反相輸入端Vinn1相連；

N1的源端與N2的源端、N3的漏端相連，N1的漏端與P1的漏端相連，N1的柵端與N1的襯底、N3的柵端、N3的襯底、N4的柵端、N4的襯底、P5的柵端、P5的襯底、反向輸入端Vinn1相連，N1的襯底與N1的柵端、N3的柵端、N3的襯底、N4的柵端、N4的襯底、P5的柵端、P5的襯底、反相輸入端Vinn1相連；

N2的源端與N1的源端、N3的漏端相連，N2的漏端與P2的漏端、P3的柵端、P3的襯底、P4的柵端、P4的漏端、P4的襯底相連，N2的柵端與N2的襯底、同相輸入端Vinp1相連，N2的襯底與N2的柵端、同相輸入端Vinp1相連；

N3的源端與地相連，N3的漏端與N1的源端、N2的源端相連，N3的柵端與N3的襯底、N1的柵端、N1的襯底、N4的柵端、N4的襯底、P5的柵端、P5的襯底、反相輸入端Vinn1相連，N3的襯底與N3的柵端、N1的柵端、N1的襯底、N4的柵端、N4的襯底、P5的柵端、P5的襯底、反相輸入端Vinn1相連；

N4的源端與地相連，N4的漏端與P3的漏端、P4的源端、P5的漏端、輸出端Vout1相連，N4的柵端與N1的柵端、N1的襯底、N3的柵端、N3的襯底、N4的襯底、P5的柵端、P5的襯底、反相輸入端Vinn1相連，N4的襯底與N1的柵端、N1的襯底、N3的柵端、N3的襯底、N4的柵端、P5的柵端、P5的襯底、反相輸入端Vinn1相連。

從圖2中可了解到，動態(tài)閾值比較器1的工作原理具體如下：

當(dāng)Vinn1大于Vinp1時(shí)，即VIN大于VAUX，MPS應(yīng)該導(dǎo)通，（Vinn1-Vinp1）的差值，即（VIN-VAUX），決定了Vb1的大小。（Vinn1-Vinp1）越大，Vb1越大，P3越不易導(dǎo)通，則Vout1越接近于GND，即強(qiáng)零，MPS導(dǎo)通程度增加，電流增加，對CL充電速度加快；（Vinn1-Vinp1）越小，Vb1越小，當(dāng)Vb1將P3打開，Vout1取決于P3、N4的尺寸比，Vout1輸出為弱零，MPS導(dǎo)通程度小，CL充電電流??；在整個(gè)工作過程中，P4始終作為反偏二極管，將Vout1和Vb1隔離開，提高了噪聲容限、比較器的帶負(fù)載能力，減小了靜態(tài)電流，降低了功耗；當(dāng)Vinn1小于Vinp1，即VIN小于VAUX，MPS應(yīng)該斷開，（Vinp1-Vinn1）的差值，即（VAUX-VIN），決定了Vb1的大小。

二、動態(tài)閾值比較器2即第一比較器電路13

請參見圖3，主要由P6、P7、P8、P9、P10五個(gè)PMOS管和N5、N6、N7、N8四個(gè)NMOS管組成。

P6的源端與電源電壓VDD相連，P6的漏端與N5的漏端、P6的柵端與P6的襯底、P7的柵端、P7的襯底相連，P6的襯底與P6的柵端P7的柵端、P7的襯底相連；

P7的源端與電源電壓VDD相連，P7的漏端與N6的漏端、P8的柵端、P8的襯底、P9的漏端、P9的柵端、P9的襯底相連，P7的柵端與P6的柵端、P6的襯底、P7的襯底相連，P7的襯底與P6的柵端、P6的襯底、P7的柵端相連；

P8的源端與電源電壓VDD相連，P8的漏端與P9的源端、P10的漏端、N8的漏端、輸出端Vout2相連，P8的柵端與P7的漏端、N6的漏端、P8的襯底、P9的漏端、P9的柵端、P9的襯底相連，P8的襯底與P7的漏端、P8的柵端、P9的漏端、P9的柵端、P9的襯底、N6的漏端相連；

P9的源端與P8的漏端、P10的漏端、N8的漏端、輸出端Vout2相連，P9的漏端與P8的柵端、P8的襯底、P9的柵端、P9的襯底相連，P9的柵端與P8的柵端、P8的襯底、P9的漏端、P9的襯底相連，P9的襯底與P8的柵端、P8的襯底、P9的漏端、P9的柵端相連；

P10的源端與電源電壓VDD相連，P10的漏端與P8的漏端、P9的源端、N8的漏端、輸出端Vout2相連，P10的柵端與P10的襯底、N5的柵端、N5的襯底、N7的柵端、N7的襯底、N8的柵端、N8的襯底、反相輸入端Vinn2相連；P10的襯底與P10的柵端、N5的柵端、N5的襯底、N7的柵端、N7的襯底、N8的柵端、N8的襯底、反相輸入端Vinn2相連；

N5的源端與N6的源端、N7的漏端相連，N5的漏端與P6的漏端相連，N5的柵端與N5的襯底、N7的柵端、N7的襯底、N8的柵端、N8的襯底、P10的柵端、P10的襯底、反向輸入端Vinn2相連，N5的襯底與N5的柵端、N7的柵端、N7的襯底、N8的柵端、N8的襯底、P10的柵端、P10的襯底、反相輸入端Vinn2相連；

N6的源端與N5的源端、N7的漏端相連，N6的漏端與P7的漏端、P8的柵端、P8的襯底、P9的柵端、P9的漏端、P9的襯底相連，N6的柵端與N6的襯底、同相輸入端Vinp2相連，N6的襯底與N6的柵端、同相輸入端Vinp2相連；

N7的源端與地相連，N7的漏端與N5的源端、N6的源端相連，N7的柵端與N7的襯底、N5的柵端、N5的襯底、N8的柵端、N8的襯底、P10的柵端、P10的襯底、反相輸入端Vinn2相連，N7的襯底與N7的柵端、N5的柵端、N5的襯底、N8的柵端、N8的襯底、P10的柵端、P10的襯底、反相輸入端Vinn2相連；

N8的源端與地相連，N8的漏端與P8的漏端、P9的源端、P10的漏端、輸出端Vout2相連，N8的柵端與N5的柵端、N5的襯底、N7的柵端、N7的襯底、N8的襯底、P10的柵端、P10的襯底、反相輸入端Vinn2相連，N8的襯底與N5的柵端、N5的襯底、N7的柵端、N7的襯底、N8的柵端、P10的柵端、P10的襯底、反相輸入端Vinn2相連；

結(jié)合圖1和圖3，動態(tài)閾值比較器2的工作原理和實(shí)現(xiàn)功能具體如下：

當(dāng)VIN大于VAUX，比較器1和比較器2輸出均為低，MPS導(dǎo)通，MNS斷開。輸入通過MPS對負(fù)載電容充電，并提供輸出。當(dāng)VIN小于VAUX，比較器1輸出高，MPS斷開。比較器2可能出現(xiàn)兩種情況：1）VIN大于零，比較器2輸出仍為低，MNS斷開，CL對負(fù)載電阻放電，提供輸出；2）VIN小于零（VIN通常由橋式整流電路而來，將交流信號轉(zhuǎn)換為半波信號，在輸入電壓零交越點(diǎn)附近存在振蕩，可能出現(xiàn)負(fù)值，可以認(rèn)為是噪聲信號，引起電路的不穩(wěn)定性），比較器2輸出變?yōu)楦撸琈NS導(dǎo)通，將輸入VIN與GND相連，提高整流器的噪聲容限，消除零交越點(diǎn)附近的振蕩現(xiàn)象，減小零交越失真問題，改善諧波電流和頻率對系統(tǒng)的限制，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

三、開關(guān)負(fù)載電路

請參見圖4，主要由一個(gè)PMOS開關(guān)管MPS，一個(gè)NMOS開關(guān)管MNS，一個(gè)負(fù)載電容CL和一個(gè)負(fù)載電阻RLOAD組成。

MPS的源端與與N1的柵端、N1的襯底、N3的柵端、N3的襯底、N4的柵端、N4的襯底、P5的柵端、P5的襯底、反相輸入端Vinn1、MNS的漏端、N5的柵端與N5的襯底、N7的柵端、N7的襯底、N8的柵端、N8的襯底、P10的柵端、P10的襯底、反向輸入端Vinn2共同連接到接口電路輸入端VIN，MPS的漏端與N2的柵端、N2的襯底、同相輸入端Vinp1、CL的一端、RLOAD的一端共同連接到接口電路輸出端VAUX，MPS的柵端與N4的漏端、P3的漏端、P4的源端、P5的漏端、輸出端Vout1相連，MPS的襯底與電源VDD相連；

MNS的源端與N6的柵端與N6的襯底、同相輸入端Vinp2、CL的一端、RLOAD的一端共同連接到地，MNS的漏端與MPS的源端、N1的柵端、N1的襯底、N3的柵端、N3的襯底、N4的柵端、N4的襯底、P5的柵端、P5的襯底、反相輸入端Vinn1、N5的柵端與N5的襯底、N7的柵端、N7的襯底、N8的柵端、N8的襯底、P10的柵端、P10的襯底、反向輸入端Vinn2共同連接到接口電路輸入端VIN，MNS的柵端與N8的漏端、P8的漏端、P9的源端、P10的漏端、輸出端Vout2相連，MNS的襯底與地相連；

CL的一端與RLOAD的一端、MPS的漏端、N2的柵端、N2的襯底、同相輸入端Vinp1共同連接到接口電路輸出端VAUX，CL的另一端與RLOAD的另一端、MNS的源端、N6的柵端、N6的襯底、同相輸入端Vinp2共同連接到地；

RLOAD的一端與CL的一端與、MPS的漏端、N2的柵端、N2的襯底、同相輸入端Vinp1共同連接到接口電路輸出端VAUX，RLOAD的另一端與CL的另一端、MNS的源端、N6的柵端、N6的襯底、同相輸入端Vinp2共同連接到地。

通過與雙動態(tài)閾值比較器的交叉連接，開關(guān)負(fù)載電路獲得了良好的負(fù)載驅(qū)動能力而本身又不至于消耗過多的功耗。

由此可見，本發(fā)明的用于微能量獲取的動態(tài)閾值比較器接口電路不僅具有更低的功耗，而且具有更高的噪聲容限和系統(tǒng)穩(wěn)定性，在溫度、工藝等外界環(huán)境變化下仍能正常工作。

實(shí)施例3：

本發(fā)明還提供了一種整流器及無線傳感器。該無線傳感器的組成模塊封裝在一個(gè)外殼內(nèi)，其中包括整流器。整流器是一個(gè)整流裝置，主要功能是將交流電(AC)變成直流電(DC)，經(jīng)濾波后對超級電容或可充電電池等儲能元件進(jìn)行充電，以供負(fù)載使用，對于本發(fā)明的整流器可以包括上述實(shí)施例中的低功耗動態(tài)閾值比較器接口電路10。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。