串联超级电容器组电压均衡系统的设计

根据串联超级电容器组恒流充电的要求,基于非耗能方式设计了1种电压均衡系统.该系统由电压采集电路、PIC单片机、均衡控制电路和显示电路组成,能完成串联超级电容器恒流充电时的电压采集、处理和控制功能,使超级电容器单体在充电时的电压一致,实现超级电容器组的储能最大化.分析了超级电容器恒流充电特性,并基于充电特性设计了合理的控...     

基于内阻补偿的超级电容器充电轨迹优化策略研究

为了克服超级电容传统充电策略充电时间与电容满充之间的矛盾，提出一种基于超级电容内阻补偿的恒流充电方法，该充电方式能够通过恒流充电达到传统恒流-恒压充电方式的满充效果，同时大大减少充电时间。首先分析了超级电容器充电轨迹优化的原理，然后通过实验对可行性与有效性进行验证，最后进一步采用Matlab仿真分析了不同条件下超级电容器的充电性能。研究结果表明：该方法可在基本不降低充电效率(0.2%)的前提下有效减少超级电容器的充电时间(23.5%)。     

超级电容器在不同充电模式下特性的研究

采用当前应用最为广泛的恒流充电模式和恒流恒压混合充电模式对超级电容器进行大电流快速充电,并且对其关键特性——电压特性、温度特性在不同充电模式下得到的测试数据进行对比。结果表明,采用恒流恒压充电方式消除了超级电容器在大电流充电过程中内部温度迅速升高而影响容量特性的问题,保证了超级电容器充放电的效率。     

光伏发电系统中超级电容器充电策略

利用超级电容器改进型RC模型对不同充电方法下超级电容器的充电效率进行了分析。提出了基于Boost级联Buck变换器(Bo CBB)的光伏电池对超级电容器充电系统,前级Boost变换器与光伏发电系统连接,使用改进型扰动观察法进行光伏电池的最大功率点跟踪控制,后级Buck变换器使用分段式充电策略对超级电容器进行充电。基于该电路,提出了完整的超级电容器充电系统控制方法。提出了使用等效电流源分别对Bo CBB的前后级电路进行建模的方法,基于该方法进行了充电系统主电路的建模以及电流环控制器设计。最后对不同光照情况下的光伏电池对超级电容器充电效率进行了仿真分析,并搭建了实验平台,通过2组对比实验,验证所提出的充电策略能够有效提高光伏电池对超级电容器的充电效率。     

一种新型超级电容器组电压均衡系统设计

超级电容器单体端电压不高,对于大功率储能系统,为了满足容量和电压的需要,通常将多个超级电容器串联使用。单体性能参数存在一定的分散性,导致串联超级电容器组的电容电压不平衡。根据超级电容器的成组方式以及充电特性,设计了一种低能耗方式的电压均衡系统。该系统由信号采集电路、下位机、均衡开关电路,以及上位工控机组成,能够实现串联超级电容器充电时的电压采集、开关电路控制,使得超级电容器单体在充电时保持电压的一致性,从而实现超级电容器组容量的最大化利用。     

独立光伏系统中超级电容器充电电路设计

设计了基于超级电容器储能的独立光伏发电系统.选用Buck-Boost DC-DC电路作为超级电容器充放电电路.分析了系统的能流模型,结合恒流充电和恒压充电二种储能方式各自的优点,给出了在不同工作状态下的充放电控制策略,通过仿真验证了其可行性.     

35kV/0.7A高压变频恒流充电电源

介绍了一种适用于电容器快速充电的高压变频恒流充电电源,它采用智能功率模块IPM和全桥串联谐振式变换电路,依靠电流反馈信号来控制开关频率的升高以保持充电电流的恒定。实际运行表明该电源恒流效果好,工作稳定可靠。     

超级电容高效充电算法研究

随着超级电容器的广泛应用,对其充电控制方法的研究日益深入,取得了较多的研究成果,但是高效充电控制方法仍受到多方面的制约。通过理论推导得出超级电容器充电过程中的充入能量效率最大化的条件,提出了一种健康状态(state of health,SOH)计算方法,对超级电容器的电容和平衡电阻进行实时计算。在此基础上,提出了一种适用于超级电容器的高效充电算法,以最大限度地提高超级电容器在充电过程中的充入能量效率,并通过仿真对比证明了高效充电算法的有效性。     

一种低损耗的超级电容器电压均衡电路的应用设计

建立了充电过程中串联超级电容器电压均衡模块充电损耗的数学模型,提出了一种低损耗的超级电容器开关电阻式电压均衡电路的设计方法.在1000W的光伏发电用超级电容器储能系统中,为超级电容器安装了采用这种方法设计的电压均衡模块,仿真和系统实验结果表明这种设计方法具有较高的实用价值.     

基于超级电容的一种新型供电系统的设计

设计了一个利用法拉级超级电容器作为储能元件的供电系统。该系统由充电装置和直流稳压器两部分构成,充电装置可以在数分钟内将超级电容器充满电,直流稳压器为用电设备提供了不同幅值的直流恒定电压。提出了恒流充电与恒压充电相结合的充电方式,缩短了充电时间。实验结果表明,该系统可以作为传统蓄电池的一种替代品,其突出优势是大大缩短了充电所用的时间。     

超级电容器充电过程中的双重均压研究

超级电容器作为储能器件在工业领域有着广泛的应用。为提高超级电容器模块的输出特性,延长模块的使用寿命,以面向未来航空航天器瞬时功率的应用需求为基础,文中提出一种安全可靠的超级电容器双重均压技术。通过测量恒流充放电条件下超级电容器的充放电曲线及计算单体特征参数,揭示模块中单体的不一致性。在恒流充电过程中,双重均压电路以Buck-Boost电路为主要电路,开关电阻法电路作为备用电路,使模块实现充电时的动态电压均衡并在充电结束时达到额定电压值且不出现过充现象。双重均压电路解决了超级电容器模块中因单体不一致性所致的电压不均衡问题。     

一种CC/CV平滑切换的宽输出电压充电电路

目前多种动力蓄电池凭借着能量密度高、续航里程长和可循环使用等优势,在新能源汽车领域得到了广泛应用。针对当前以谐振电路为基础构建复合变换器应用于蓄电池充电存在输出电压范围、模式间切换、效率等不同问题,提出了一种四开关Buck-Boost与电容钳位LLC级联复用式变换器作为充电电路。该电路增益曲线的容性区和感性区均可工作,宽调频范围的容性区具有恒流特性,感性区的最佳谐振点具有恒压特性,利于实现蓄电池恒流恒压充电控制。频率与占空比的解耦控制拓宽了变换器的输出电压范围,且负载阻抗连续变化下电压增益连续,利于实现蓄电池恒流恒压平滑切换及满足不同电池充电控制方案,宽增益下的宽调控范围可减少输出纹波。拥有桥臂间移相软开关、复用桥臂增强软开关能力和降低通态电流、变压器低磁链及最终移动于最佳谐振点工作等电路特性,利于实现电能高效传输。仿真与实验结果验证了充电电路全程满足ZVS、ZCS的恒流恒压控制及充电模式间平滑切换特性。     

一种用于中高压静止无功补偿的晶闸管光纤触发改进电路及其设计

为更好地解决晶闸管阀触发系统的高电压隔离问题,设计了一种可用于中高压静止无功补偿设备的晶闸管高位耦合取能与光纤触发系统.给出了光纤触发系统的结构,在实用的晶闸管过零检测电路基础上,对高位耦合取能电路进行了分析与设计,运用OrCAD/Pspice软件,针对RC回路参数对充电电路的影响进行了仿真,并根据取能电路的特点设计了晶闸管脉冲放大电路.光纤收发器采用HFBR-x4xx系列,利用光纤实现了高低压的电气隔离,有效提高了触发系统的抗干扰能力.仿真和实验结果表明了取能电路的可靠性和稳定性、脉冲放大电路的简单实用和低成本等特点以及光纤触发系统的抗干扰能力强、分散性小等优点,特别适用于中高压无功补偿用晶闸管的触发.     

PWM方式串联谐振CCPS研究

PWM方式串联谐振是串联谐振电容器充电电源(CCPS)电路的3种工作模式之一。这种软开关技术是近年来研究的一大热点。为了研究PWM方式串联谐振CCPS电路的工作过程,给出了其电路原理图及各阶段的等效电路,建立了该电路的数学模型。结合数学表达式,通过数学仿真的方法,给出了输出电压变化情况下谐振电路的工作状态,并给出了该电路主要波形。实验结果验证了所采用控制方案的正确性和充电系统的有效性。     

电动汽车用动力电池性能检测系统

电动汽车用动力电池性能检测系统以AT 89C 5 2系列单片机作为系统的控制核心 ,采用电子逆变技术 ,由IGBT构成恒流充电电路及VMOS管并联方式组成恒流放电电路 ,以达到节能 ,减小体积 ,降低功耗的目的。系统集电池电压采样、数据处理、充放电控制、数据及曲线打印、键盘显示于一体 ,不需上位微机即可完成全部检测。充放电过程既可自动控制 ,也可手动控制。经实际应用证明 ,本系统性能稳定、实用性强 ,节能效果明显 ,充放电电流可达到 5 0 0A ,满足了电动汽车用大容量动力电池及电池组的充放电性能检测、容量和能量测量及寿命实验 ,解决了电动汽车用动力电池检测的难题。     

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。     

新型能源模块大功率充电机的设计

介绍了一种使用在某新型能源模块装置中的高压大功率恒流充电电源。由于该电源采用了串联谐振零电流开关(ZCS)的拓扑结构，具有抗负载短路和恒流特性，因此运行可靠性极高。     

Performance of printable supercapacitors in an RF energy harvesting circuit

We report the fabrication of a supercapacitor on a plastic substrate with mass-production-compatible methods and its characterisation using galvanostatic and voltammetric methods. The supercapacitor is prepared in ambient conditions using activated carbon and an aqueous, non-acidic electrolyte. The obtained capacitances are 0.45 F and 0.21 F for device sizes of 4 cm² and 2 cm², respectively. Additionally, we demonstrate the utilisation of the supercapacitor in an autonomous energy harvesting and storage system. The RF energy harvester comprises a printed loop antenna and a half-wave organic diode rectifier operating at 13.56 MHz frequency. The harvested energy is stored in two supercapacitors connected in series to increase the maximum operating voltage. In order to power a device such as a sensor or a small indicator display, voltage regulation is needed. A voltage regulator, implemented as an application specific integrated circuit (ASIC), was designed for this purpose, and fabricated commercially. We demonstrate the ability of the harvester storage unit to power the regulator for hours with a constant regulator output voltage and power. The effect of supercapacitor charging time on the actual supercapacitor charging state is also discussed, as a slower charging rate is found to have a significant effect on the output of the supercapacitor.     

锂离子动力电池无损充电机

锂离子动力电池无损充电机采用整体串联恒流、单体并联恒压的充电方法,对锂离子动力电池实现无损充电,无损的含意有两层,一是充电效率接近100%,充电功率基本无损耗;二是充、放电完全依据电池的特性曲线,电池本身在充、放电过程中完全无损害.该无损充电机免除电池管理系统,仅由简单的电路实现电池系统、充电系统、放电系统和维护管理系...