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%)。     

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...     

铅蓄电池恒流充电时问的研究

蓄电池的充电接受率反映了充电过程中电池的电流接受能力。采用恒流一恒压充电工作制度,分析了蓄电池充电过程中初始充电温度、初始电解液温度和比重对铅蓄电池恒流充电时间的影响;实验研究发现,阀控铅蓄电池恒流充电时间的长短对电池充电电流的接受率有一定的影响。     

小型VRLA电池分段恒流充电特性的研究

通过对电动自行车用小型阀控铅酸蓄电池(后称VRLA电池)特性的分析,研究了一种新的充电方式———分段恒流充电方式。通过对首段充电电流及充电电流段数进行的研究,结果表明:采用首段0 5C电流充电,四段或五段恒流充电,可使充电时间缩短到小于150min,同时电池的循环寿命达到大于250次,与"恒流—恒压—浮充"及"恒流—恒流—恒压"充电方式比较,分段恒流充电方式不仅充电时间短、循环寿命长、而且电池温升低、失水少。对电池性能衰减机理的研究表明:采用分段恒流充电能抑制VRLA电池正极板活性物质的软化和负极板活性物质的硫酸盐化。     

超级电容器储能特性研究

基于超级电容器等效电路模型,本文推导了超级电容器等效阻抗函数,研究了恒流充电时的超级电容器的储能基本特性。并结合实验方法,对超级电容器的端电压波动、容量、循环寿命、漏电流进行了广泛测量。在理论分析与实验对比的基础上,根据超级电容器的内部结构探讨了部分特性变化的理论原因,为高效应用超级电容器的储能研究提供了科学依据。     

基于双边LCL与LCC混合补偿的电动汽车恒流恒压无线充电系统的研究

为延长无线充电汽车中蓄电池的使用寿命,提高充电效率和速度,满足电池充电的过程先恒流充电到一定电压后再恒压充电的要求,本文从电路的本质属性出发,分析了双边LCC恒流输出和双边LCL恒压输出特性,研究了对电池恒流恒压充电的方法,并且设计了在切换状态后,可以保持输出电流和电压处在同一个谐振频率位置的充电电路.在Simulink中仿真,观察输出电流电压特性,给出了一套可以实现双边LCC恒流输出和双边LCL恒压输出功能的参数,同时研究了本方案的传输功率和传输效率.     

基于补偿网络电流分析的恒压恒流无线充电系统

为了避免民用飞机机载设备与电源插拔过程中带来电火花的危险,并提高设备充电的便利性,本文采用无线充电方式为其进行供电。在恒压恒流无线充电系统中,补偿网络支路电流大小不仅决定功率器件成本,也与系统损耗直接相关。因此,对补偿网络电流优化,是实现高效无线电能传输的重要途径。本文首先分析了低阶网络的回路电流关系,得到了回路电流最小的条件,进一步推广到高阶网络,获得最优补偿网络电流一般性方法。其次,在分析原副边完全对称补偿网络具有实现恒压或恒流的基础上,得到一系列恒压恒流拓扑,并结合最优补偿网络电流方法对拓扑进行参数设计,同时采用原边电流检测方法进行恒压恒流切换,避免了原副边之间的通信。最后,通过仿真和实验验证电流优化方法和负载无关实现方法,结果表明,所述拓扑具有很好的恒压恒流输出特性,同时电流优化方法能大幅度减小回路电流应力,从而提高系统传输效率。     

基于LCL谐振变换结构的RSD重频系统充电技术

全固态半导体开关,即反向开关晶体管(RSD)因其具有全面积、纳秒至微秒级导通等特有的性质,在脉冲功率领域有着良好的应用前景。研究了RSD脉冲功率系统主储能电容的恒流充电技术。利用交流小信号分析法对基于LCL谐振变换结构的充电电源工作原理进行了详细阐述,分析了恒流特性、恒压特性及开关管的软开关特性,利用Orcad Pspice仿真软件进行了仿真验证。同时从功率损耗方面对开关管IGBT的缓冲吸收回路进行了优化设计。通过27 ms将27μF电容器充电至1.1 kV的实验证明了基于LCL拓扑的谐振变换充电电源具有恒流、控制简单、宽负载应用范围等优点,适用于主储能电容器的高精度、快速充电。     

制动能量回收过程中电流冲击波动抑制研究

针对Buck电路进行制动能量回收时低压侧启动冲击电流过大问题,以及超级电容从恒流充电模式向恒压充电模式过渡时低压侧电流波动问题,在此基于超级电容制动能量回收系统,建立Buck电路小信号模型,设计电流纹波抑制补偿Buck电路控制器。最后搭建1 kW制动能量回收样机进行实验。实验结果表明,控制系统能实现对能量回收系统中Buck电路启动时冲击电流的有效抑制,同时也实现了恒流恒压两种充电模式的平稳过渡。     

基于CAN总线的锂离子电池组充电管理系统

锂电池串联用作设备电源时,各节电池单体的个体差异比较大,会导致电池放电特性不一致。通过对锂离子电池组充电特性研究,运用PID控制算法控制电池单体恒流恒压充电,各个模块通过CAN总线上传电压电流电量信息,实现电池单体监控,实现恒流、恒压充电、过流、过压及短路保护,该设计使得每个模块独立运行,完成充电后电池均衡性强,并明显提高了控制精度。     

基于IPOS双LLC谐振变换器的恒压恒流充电研究

针对充电拓扑存在开关工作频率范围过宽的问题,提出了一种适用于蓄电池充电的IPOS双LLC谐振变换器,并针对其恒压恒流输出特性展开了研究。所提变换器包含两组LLC谐振腔,通过辅助开关管S的开闭改变其中一组谐振电容参数,从而实现变换器的恒压和恒流输出转换。恒压恒流模式下所提变换器均定频工作：在恒压模式(S闭合),两组谐振腔工作在LC串联谐振点处;在恒流模式(S断开),一组谐振腔工作在LLC谐振点处实现恒流输出而另一组仍恒压输出。所提变换器实现软开关的同时实现了原边开关管和副边整流二极管的复用,并详细介绍了其工作原理、电压电流增益、设计方法和控制方案。最后,通过实验和仿真验证了所提变换器的可行性。     

LCL型谐振变换器的分析与研究

提出了一种适于电容恒流充电的LCL型电路拓扑,分析了电路的工作原理和恒流特性,给出了电路参数的确定方法。同时还介绍了该电路恒压工作的原理及其特性。实验结果表明,该电路具有良好的恒流特性,适于高压电容充电。     

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。     

A four-coil structure wireless power transfer system with constant current and constant voltage charging: Analysis,design, and experiment

Wireless power transfer (WPT) technology can transmit power through high-frequency magnetic fields, which is safer and more flexible than conventional conductive charging method. The WPT systems for charging lithium batteries need to meet the charging function of first constant current (CC) and then constant voltage (CV). In addition, to avoid reactive power loss, the input impedance of the system is preferably purely resistive, that is, to meet the zero phase angle (ZPA) condition. In view of the above problems, this paper proposes a four-coil structure WPT system based on dual-frequency switching method to realize load-independent CC and CV charging outputs at two fixed ZPA frequency points, respectively. It is worth noting that there is only one compensation capacitor on the receiving side, which ensures the compactness and portability of the receiving side of the WPT system. An experimental prototype with charging current of 2.2 A in CC mode and charging voltage of 28 V in CV mode is established to verify the correctness and practicality of the proposed four-coil structure WPT system. The experimental results are basically in good agreement with the theoretical analysis.     

一种适用于真空断路器合闸的控制电路

使用双管Buck-Boost变换器对储能电容进行充电,采用滞环控制和电流环PI调节,实现恒流充电,改善了轨道交通车辆真空断路器合闸线圈控制电路充电时间较长、电压不稳定的缺点,减小了控制系统的设计空间。仿真和实验验证表明充电电路充电时间短,控制方式简单,动态性能较好,能够为合闸线圈提供稳定的电压,确保断路器在合闸时有足够的能量。     

基于LCC谐振变换器的脉冲等离子体推力器优化充电技术

针对脉冲等离子体推力器(pulsed plasma thruster,PPT)高压储能电容充电技术,研究了LCC谐振变换器的输出特性。为了满足充电电源需要足够大恒流输出能力的需求,分析了LCC谐振变换器在电流断续模式下的工作原理,并着重解析了双脉冲输出的工作模式,将电流输出能力最大化。为了优化充电电源的效率,研究了变换器的软开关实现条件,特别是在谐振槽能量回馈阶段采用同步整流技术,显著降低了功率管损耗。为了使充电电源具有较高的电压精度,在恒压工作阶段采用了软开关滞环Burst控制策略。最后,搭建了一台输入电压28 V、输出电压2 kV、最大输出功率400 W的实验样机,通过实验证明了所提方案的有效性和可行性。     

制动能量回收系统中超级电容充放电特性研究

超级电容作为一种新型环保储能元件,被广泛应用于能量回收系统中,但其模组参数和充放电特性将影响储能系统的控制性能。论文根据系统要求,计算和选取了经济型超级电容模组,理论建模分析了超级电容的充放电特性,采用先恒流后恒压的充电和变负载放电方式,搭建了制动能量回收储能系统的超级电容充放电实验系统。实验验证了充电电流越大充电时间越短和放电电流能够自动匹配负载大小的充放电规律,同时验证了电流设定值对放电规律的影响。     

飞机电脉冲除冰电源系统的研究

为了使电脉冲除冰(electro-impulse de-icing,EIDI)系统中的高压储能电容器组高效、安全地充电,研究了一种基于DSP控制串联谐振型拓扑结构的脉冲电源.通过建立不同工作模态时的等效电路,理论分析并推导了电容器组的平均充电电流,同时通过合理设计脉冲电源的工作频率和谐振元件参数,使其工作在欠谐振状态,从而实现在较宽电压范围内的电容器的恒流充电和零电流软开关工作.因此当除冰用传感器检测到机翼表面有冰层时,即可使脉冲电源工作以达到除冰要求.     

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。     

36V电动自行车蓄电池智能充电器

提出了一种采用先恒流后恒压的两段式充电方法的蓄电池智能充电器。该充电器以Buck变换器为核心,利用UC3886芯片实现平均电流模式PWM控制,并且通过一定的控制电路实现智能化充电。阐述了该充电器的充电方式、控制方法的设计以及整个电路的分析。