一种具有电源路径管理的高效移动电源方案

针对电池供电设备对低功耗和高可靠的便携式充电功能的需求,设计了一种高集成的开关模式电池充电管理和系统电源路径管理的方案,该方案可广泛应用于单节锂离子和锂聚合物电池的移动电源。低阻抗电源路径优化了开关模式运行效率,减少了电池充电时间并延长了放电阶段的电池寿命。此外,具有充电和系统设置的I2C串行接口增加了系统的灵活性,电池电量检测及其他保护功能的设计进一步完善了该移动电源方案。实验表明,该移动电源方案在电流为2 A时的充电效率达到93.2%,电流为1 A时电池升压效率达到94.5%,充电电压精度达到±0.5%,充电电流精度达到±7%,升压模式下输出电压精度达到±2%,并且各项保护功能均能可靠工作。     

电力直流屏用智能充电电源的研制

为了实现电力直流屏的智能化控制,基于充电电源的智能化水平在系统中的重要性,充电电源采用模块化设计,本文提出的智能充电电源由电路拓扑为软开关全桥变换电路的充电电源模块和智能监控模块组成,并采用了智能电池管理方案。经试验验证由智能监控模块控制的充电电源具有效率高、体积小、使用简单、有利于延长蓄电池寿命等优点。     

锂电池充电方法分析及核心电路的设计

锂电池充电技术的好坏,直接关系到电池的使用效率和自身的寿命。为了解决电池的使用效率和健康状况等问题,现如今,国内外很多学者对电池的充电技术展开深入的研究。本文从电池的充电方法着手,展开一系列的研究。目前,国内外主要采用3种充电方式进行充电:线性充电方式、开关充电方式和脉冲充电方式,对3种充电方式进行分析和优缺点的比较,同时对传统的充电方式进行分析研究,设计出一种优化版的开关充电电源硬件电路。经过实验分析,该开关电源电路具有一定的优势,具有应用情景。     

凌特推出能提供2A电流的高效开关模式电池充电器

凌特（Linear）推出能提供2A电流的高效开关模式电池充电器LTC4001，其输入电源电压范围在4．0-5．5V，该器件用于单节4．2V锂离子电池／锂聚合物电池，可在不损失电路板空间的前提下最大限度地降低热耗散。独立工作无需外部微处理器实现充电终止。就安全和自主充电控制而言，LTC4001具有自主停机、电池预查验、热敏电阻输入以实现合格温度的充电、远程检测、充电结束指示和可编程充电终止定时器等特点。     

基于模型参数拟合的锂离子电池充电电源控制性能

随着电动汽车及其相关行业的兴起,对电动汽车用电池充电电源有了较大的需求。区别于传统电源设计,锂离子电池的非线性特性增加了充电电源控制器设计的复杂性。本文根据锂离子电池特性,采用脉冲电流放电法,建立了锂离子电池模型,并对模型参数进行了拟合。进一步分析了带电池负载的充电电源系统小信号模型,在此基础上,根据选择的充电策略,从系统稳定性和纹波要求对充电各阶段控制器参数进行了设计。通过仿真和实验验证,系统控制参数具有较强的鲁棒性,适合锂离子电池充电应用。     

绕月飞行器用电源控制器设计及实现

电源控制器承担着飞行器在轨工作期间的能量传输和功率调控任务.针对绕月飞行任务的特点,电源控制器的设计继承与创新相结合,突破了多母线多域统一控制、多级全调节开关分流、可选择多级可变大电流充电、电池压力弱信号采集处理与充电控制、在轨智能充放电管理、过压力充电模式自动切换、多模块放电均流平衡控制等多项关键技术,成功研制出了我...     

新品推介

安森美推出新集成充电和电源开关解决方案生产商:安森美半导体(ON Semi)近日全球高效电源管理解决方案供应商安森美半导体为手机等小形状系数便携电子产品推出集成充电和电源开关电路NU -S3116。NUS3116电路整合了主电池开关、墙式充电开关和USB充电开关于一身,优化手持电子产品的充电性能和节省弥足珍贵的电路板占用空间。     

基于副边可变电容的IPT恒流恒压充电系统研究

为了减少基于感应电能传输技术的变补偿拓扑充电系统的开关器件和无源元件数量,同时保证系统恒压充电时有相对较高的效率,该文基于串/串并补偿拓扑,在副边电路增加一个交流开关和一个附加电容,通过切换开关的关断改变副边串联补偿电容,从而实现系统的恒流恒压切换。该方法无需原副边通信及复杂的控制电路,系统结构简单,所需元件较少。在恒流模式充电阶段系统输入阻抗呈感性,能实现零电压开关;在恒压模式充电阶段输入阻抗为纯阻性,几乎没有无功功率输入。实验结果表明,所提出方法的输出恒流和输出恒压在电池等效负载变化的同时有细微的波动,但实验结果仍然满足对电池充电的要求;此外,系统恒流时最高效率为92.2%,恒压时最高效率为94.2%。     

基于变补偿参数的IPT恒流恒压电池充电研究

为了简化感应电能传输(inductive power transfer,IPT)电池充电系统原边与副边电路的设计和控制复杂性,该文提出通过在原边电路加入一个附加电容和一个半导体开关的方法实现对电池恒流恒压切换充电,无需调节逆变器直流输入电压、原边移相控制及副边加入调压电路。恒流模式时,配置的补偿电容完全补偿原边线圈;恒压模式时,只需一个开关切出或者切入附加电容。该方法只需简单的通信(用于充电模式切换),没有复杂的控制策略,结构简单,成本低。实验表明,所提出方法输出的恒流和恒压随着电池等效负载电阻改变而轻微变化,但结果仍然满足电池充电要求。     

高频高压脉冲电源充电软开关技术

提出了一种用于高频高压脉冲电源充电系统中的软开关技术。该技术利用L-C谐振原理,使开关管在零电流下关断来降低关断损耗,无需附加有源辅助开关和谐振网络,使开关管能可靠运行在高频状态,避免了在高频高压脉冲电源充电过程中出现的半导体开关器件过流、过压问题。实验结果表明,软开关技术能使整个电路高效、可靠运行,并且能在较宽的负载范围内实现软开关充电,结构简单,容易控制,对高频脉冲电源的高频化具有指导意义。     

双有源桥直流储能系统软开关优化控制

传统直流储能系统中电容器荷电状态(state of charge, SOC)的变化会导致直流变换器两端电压不匹配,使得功率器件无法处在软开关状态,从而增加了开关损耗。通过分析软开关控制与电容器SOC之间的关系,本文提出一种双有源桥(dual active bridge, DAB)直流储能系统软开关优化控制,实现储能系统在充放电过程中,各功率器件始终处在软开关状态,维持直流母线电压稳定,降低功率损耗。该方法将储能电容SOC变化引入DAB移相控制,确定SOC与移相角的定量关系,使直流变换器功率器件满足软开关条件。根据直流母线电压及储能系统充放电特性,设计恒压、恒流充电和恒压、恒功率放电控制方法。仿真与实验结果验证了所设计软开关优化控制方法的有效性。     

电动汽车动态无线充电系统导轨切换时的脉冲同步控制策略

采用分段导轨控制的电动汽车动态无线充电系统在导轨切换时,会出现系统的输出功率和系统效率骤降,甚至远低于期望值,不能满足系统输出功率要求。文中通过对电动汽车导轨切换过程的暂态分析,计算导轨切换时相邻导轨线圈所在逆变电路的时钟脉冲信号同频同相和同频不同相时,输出功率的变化,得出结论:相邻导轨线圈所在逆变电路的时钟信号相位差是造成导轨切换过程中输出功率和效率骤降的原因。提出了一种电动汽车动态无线充电系统导轨切换时的脉冲同步控制策略,有效地改善了电动汽车动态无线充电系统在导轨切换时输出功率和系统效率骤降以致不能使系统正常运行的情况。最后,通过仿真和实验验证了时钟脉冲信号同步的重要性和该控制策略的有效性。     

适用于分布式宇航电源系统的电源控制器研究

针对传统电源控制器(PCU)空间能量利用率低、工作域切换复杂,不利于分布式电源系统构建的问题,提出一种适用于分布式宇航电源系统的电源控制器及其功率调节技术,该技术可根据光照强度、载荷变化情况以及蓄电池放电深度等对系统工作模式进行判读和处理,保证电源控制器分时处于母线恒压控制、蓄电池恒流充电控制、蓄电池恒压充电控制和最大功率跟踪控制(MPPT)四种工作模式,实现宇航电源系统的功率调节和母线控制,并研制了两台500W实验样机,结合实验结果表明电源控制器在不同情况下输出母线稳定,为分布式宇航电源系统构建提供坚实的技术基础。     

高效光伏充电控制器的设计

针对在水文监测系统中因充放电方式不正确造成的蓄电池损坏和监测系统不能正常工作的情况,设计一种基于STM32芯片的高效充放电管理系统。通过对光伏电池和铅酸蓄电池充放特性的分析,采用BUCK电路和最大功率点跟踪（maximum power point tracking,MPPT）技术实现对蓄电池的充放电过程进行有效控制,提高光伏电池充电效率,保证了水文监测系统能够高效稳定工作。设计完成系统的软硬件设计及相关实验,并得出实验结果和结论。实验结果表明,该控制器能够根据蓄电池端电压自动切换充电方式,避免了由于充电电压过高过低引起的蓄电池使用寿命缩短,同时相对普通充电控制器具有更高的充电效率。     

基于双铅碳电池储能系统的微电网优化运行控制策略

针对风力、光伏发电与电动汽车充电波动性威胁微电网安全运行问题,基于对铅碳电池全生命周期内吞吐电量与充放电深度关系的研究,提出了基于双电池储能系统(DBESS)运行平衡度指标控制的充放电模式切换路径优化策略,以及基于铅碳电池最佳充放电深度的DBESS充放电控制策略。利用包含风光发电、双铅碳电池储能系统、锂离子电动汽车充电和常规负荷的实测运行数据,对上述控制策略与传统控制策略的计算结果进行了对比分析,结果表明所提出的控制策略不仅可以达到优化DBESS充放电路径的目的,最大限度拓展DBESS可用容量,还可打破DBESS始末荷电状态一致的限制,提高储能系统使用灵活性。最后以DBESS充放电饱和能力指标及充放电稳定性指标为评价标准,验证了所提出控制策略的合理性和有效性。     

寻轨机器人用无线充电系统的研究

传统寻轨机器人的动力电池采用接触式充电方式,充电时容易因机械接触磨损而导致接触不良。为解决该问题,研究了一种单管感应耦合电能传输ICPT（inductively coupled power transfer）无线充电系统。该系统由前后两级电路组成,前级采用单管ICPT系统进行非接触电能传输,后级采用充电管理芯片LTC4020控制的Buck-Boost电路对锂电池进行快速充电。介绍了所研究寻轨机器人无线充电系统结构及原理,对前级主电路进行了四阶段电路等效、工作过程分析、电路建模、补偿网络设计和软开关设计;对后级充电管理电路进行分析和设计。设计了一台样机,对前级电路开关管耐压、流过电流和输出电压进行了仿真和实验,并通过充电实验验证了所研究充电方案的正确性。     

计及系统性能提升的谐振式无线充电开关器件死区优化

针对双边LCC谐振式无线充电的逆变器金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)死区时间设置影响传输功率及效率的问题,提出了一种适用于其拓扑结构的死区优化设计方法。首先建立了双边LCC谐振式无线充电系统的数学描述,并简述其运行模态,推导出次级侧补偿电容与输入感性阻抗的量化规律。然后据此提出了一种死区时间优化设计方法,以实现与无线充电系统特性密切相关的逆变器软开关。最后,搭建了一套实验平台,实验结果表明,此优化设计方法可确保逆变器运行完全实现软开关,提高了无线电能传输功率及效率。     

电动汽车充换电站换电池的有序充电优化

大规模的电动汽车充电负荷具有大功率、波动性和不确定性的特点,将给电网带来峰值增高、电压波动等不利影响。为了降低电动汽车充电负荷对电网的不利影响,建立了电动汽车充换电站换电池的充电优化模型。通过对换电池在充电过程中充电时间、充电功率和电池电量的实测数据进行拟合,得到了电动汽车换电池的充电特性。以此为基础,建立了电动汽车充换电站的换电池有序充电模型,该模型在满足充电机数量、电动汽车对换电池的需求、充换电站容量和变电站容量约束的前提下,最小化所属变电站负荷曲线的离差平方和,并应用遗传算法实现了有序充电模型的快速求解。以山东省某电动汽车充换电站为算例,证明了该模型的快速性、正确性和有效性。     

高压电容器充电电源谐振变换器的定频控制

为有效控制高压电容器高频恒流充电电源谐振变换电路的开关频率,研制了定频控制(占空比为50%,开关频率在整个充电过程中保持不变)的20 kW高压电容器充电装置逆变电路开关电路。通过提出的充电电源电路的并联负载谐振(PLR)DC-DC变换电路的等效电路模型,研究了充电电源装置的恒流充电原理,找出了电容充电初始阶段谐振电流和开关频率的数值关系。实验研究结果表明,当谐振变换电路开关频率接近于等效电路固有谐振频率的奇数分之一时,产生较大的谐振电流;为了实现谐振变换电路开关器件的零电流开通和关断,开关频率的大小始终可控制在小于等效电路固有谐振频率的1/2的范围之内。     

考虑电容充放电延迟的永磁起动/发电系统模式切换策略

针对永磁起动/发电系统在模式切换过程中出现电压坠落的问题,本文在传统模式切换策略的基础上,提出了一种考虑电容充放电延迟的模式切换策略。通过考虑电容充放电延迟过程,改变控制结构与电气负载开关切换时间,降低切换过程中的坠落电压。在模式切换控制器中设置发电模式转速阈值,使其在发动机故障转速无法维持发电模式时平稳切换至起动模式。该切换策略提高了系统的稳定性。通过仿真试验,验证了上述切换策略的正确性和可行性。