充电方式对超级电容能量效率的影响

超级电容不同于一般的储能电池,由于其自身的优点在储能中占据越来越重要的角色。对超级电容原理、优势以及应用场合做了简要的描述,给出了超级电容在理论计算下电路的等效模型,针对超级电容的充电效率、放电效率和储能效率给出了明确的定义。通过对恒流、恒压和恒功率3种充电方式的分析,得出恒压充电效率低不适合超级电容充电,恒流充电具有快速高效的特点,恒功率充电仅适用于特殊场合。     

基于Buck电路的机器人底盘能量缓冲系统设计

为解决地面移动机器人底盘突发高功率运行时电源供电功率不足的问题，设计了一种基于Buck电路的机器人底盘能量缓冲系统。对Buck电路进行了建模，应用串级PID控制器以实现功率和电压闭环，在MATLAB/Simulink环境下进行了系统仿真。仿真结果表明，该系统可以实现超级电容的恒功率充电和恒压控制，在底盘电源功率不足的情况下，超级电容能提供有效的功率补充。     

电动汽车磁耦合谐振式无线充电系统研究

电动汽车无线充电是一个热门研究方向。依据磁耦合谐振式无线电能传输原理,设计了一种磁耦合谐振式无线充电装置,对传输功率以及传输效率影响因素进行了分析,并给出了系统设计。最后制作了一台功率为1 kW,磁耦合谐振频率70 kHz的电动汽车无线充电实验装置。样机实验结果表明系统稳定,运行效果理想。     

矿用搬运车恒流无线电能传输系统研究

文章设计了一套适用于矿用搬运车的恒流充电无线电能传输系统。分析副边Buck变换器对充电电流的调节作用,获得其占空比与充电电流的关系,同时采用PI控制算法来实现恒流充电。最后,搭建系统实验平台对本系统设计方案进行验证。     

离网型风光互补系统蓄电池充电控制研究

针对离网型风光互补系统蓄电池组充电电流暂态冲击较大、充电曲线不平稳的问题,在比较分析现有蓄电池充电控制方法的基础上,选择使用先恒流后恒压的两阶段充电方式,并设计两个PID环切换的控制算法进行这两个阶段的平稳充电。仿真研究和硬件系统实验分析结果均表明：基于两个PID环切换的充电控制算法可以实现离网型风光互补系统蓄电池组的平稳充电,两个阶段的充电过程中充电电流平稳、纹波小,系统响应速度快,改善了蓄电池组的充电曲线,有望提高蓄电池的使用寿命。     

一种自适应遗传整定PID控制的无线充电系统控制策略

给出了一种基于自适应遗传整定PID(AGT-PID)控制算法的无线充电系统控制策略,在MATLABSimulink中完成了整个系统的仿真,并基于FPGA完成无线充电系统的测试。当调节信号下达时,AGT-PID控制器将处理后的输出电压值与目标调节值进行对比并对误差值进行遗传迭代。AGT-PID控制器通过对目标函数权值的自适应调整得到适应度函数,完成PID参数的自适应整定,最终提升了无线充电系统的控制稳定性及控制精度。验证结果表明:当调节信号下达后,所提出的控制方法能够满足无线充电系统的功率需求,建立时间少于2 ms,超调小于4%,稳态误差低于1%,满足无线充电系统的设计规格和稳态性能要求。     

基于SG3525的谐振式DC-DC无线电能传输模块的设计

磁耦合谐振式无线电能传输具有传输距离远、效率大、功率高等特点,还能穿透障碍物传输,该技术的研究对于无线充电技术的发展具有重要意义。文章设计制作的磁耦合谐振式电能传输模块以SG3525芯片产生PWM控制的高频功率源,经物理上隔开的发射线圈与接收线圈实现无线能量的传输,接收电路再经整流和滤波,实现了DC-DC的无线电能传输。经测试,SG3525供电电压为15V且发射线圈与接收线圈间距为10厘米时,输出功率约为4W,传输效率约为46%;线圈间距最大为50cm时,仍可点亮LED灯。     

非对称线圈谐振式无线充电系统的设计与研究

动物机器人神经刺激器使用微型电池供电,较小的电池容量限制了刺激器的工作时长,为能使刺激器持续工作,文中提出一种基于无线充电的供电方案。为减小接收线圈的重量和尺寸对动物运动的影响,需要选择较小的尺寸,同时要保障足够的传输功率,因此提出并设计了基于非对称谐振线圈的无线充电方案。首先,基于电路理论和无线电能传输系统的电路模型,分析无线电能传输系统传输特性;然后,基于Matlab分析线圈匝数和线圈半径对传输性能的影响,并通过HFSS探明了非对称谐振线圈情况下传输距离与磁场的空间分布的关系;最后,建立一套基于磁耦合谐振的非对称无线电能传输实验平台,并进行实验验证。实验结果表明,理论数据、模拟数据和实验数据吻合较好,此方案既能满足接收线圈尺寸小的要求,又能抑制频率分裂,提高传输功率和效率,完全适用于动物机器人神经刺激器的无线电能传输。     

基于ANFIS的超级电容充电建模与仿真

超级电容在便携音频播放领域,具有提高音频输出功率和消除电源纹波的作用。针对超级电容充电过程的时变性和非线性,通过设计超级电容充电检测电路,记录下充电过程中各变量的数据,通过自适应模糊神经网络推理系统（ANFIS）,对超级电容充电过程进行建模和优化。     

无线功率传输的便携性设备应用

为了使无线功率传输在给多个设备充电时不再需要电源线和庞大的充电设备,例如实验移动设备(如移动手机)放在无线传输设备附近能够实现充电,可以通过改变手机等设备的位置,角度,离发射设备的距离等实现无线充电.为了这解决了长期以来的兼容性难题,拟用电容性电能传输(CPT),应用AD-DC,DC-AC转换技术实现对移动设备的充电.通过改进设计,无论是整流桥还是偏置网络,我们均是通过采用开关电源来提高效率.这种解决方案比常规体系结构更适合集成电路(IC)实现.实验应用表明,该系统能提高无线功率传输效率90％.     

双模式可调的无线电能传输

无线电能传输是一种利用近场感应将能量传送的技术。电感耦合型无线电能传输存在一些关键问题有待解决,如：转化效率低,充电过程中产生环境电磁污染等缺点。本论文探索了方波触发下输电转化效率随频率和占空比的变化规律,设计出可调频率、可调占空比的磁共振式无线充电装置,该装置具有电能转化效率最高模式和充电输出功率最大模式双重功能。     

E类变换器高频无线电能传输平台设计

本文以高频低功率下的谐振式无线电能传输作为电力电子教学实训案例，阐述了实训案例与电力电子教学内容的联系。通过实训，使学生加深对无线电能传输的电路拓扑、平面PCB线圈设计、硬件模块的理解。通过应用新型半导体材料GaN器件作为开关管，完成基于双E类DC-DC变换器的6.78MHz无线电能传输平台的实物搭建和测试，使学生具备初步的电路设计、分析与测试的能力，从而在教学上做到理论与实践相互结合。     

磁耦合谐振串串式无线电能传输研究

磁耦合谐振式无线电能传输技术作为一种新兴无线能量传输技术,具有传输距离远、传输功率大、传输效率高、无辐射性和穿透性等优点。基于等效电路模型建立了磁耦合谐振式无线输电串串式拓扑模型,给出了输出功率、传输效率的计算方法,搭建了磁耦合谐振式无线电能传输试验平台,通过仿真与实验,分析了线圈距离、工作频率、负载电阻以及系统谐振对输出功率、传输效率的作用规律,为磁耦合谐振式无线电能传输系统的设计及参数优化提供了理论依据。     

压电-电磁复合式俘能器设计及能量收集测试

设计了一种压电-电磁复合式俘能器,利用机电耦合状态方程推导了输出功率表达式。应用试验测试对比分析了压电式、电磁式、复合式俘能器的输出特性,结果表明,复合式俘能器的3dB带宽比压电式、电磁式俘能器分别增大了67%、25%,最大功率提高了38%、118%。设计了压电-电磁复合式俘能器能量收集电路,分别利用LTC3588、LTC3108芯片收集压电俘能单元、电磁俘能单元输出的电能,并用超级电容存储。分别应用3种俘能器进行超级电容充电测试,结果表明,复合式俘能器的充电时间比压电式、电磁式俘能器分别减少了29%和52%。     

虚拟仪器技术在超级电容电池测试中的应用

针对具有超级电容的电池或电池组测试需要,专门设计了基于虚拟仪器的测试平台,通过该平台可以对具有超级电容的电池、电池组进行充放电测试,并实时给出其电压、电流、功率、容量、电池效率等多项参数.实验结果表明,测试平台安全可靠,测试精准,自动化水平高.     

超级电容充电方法研究

基于项目的供电需求,本文通过电流检测运算放大器AD8210YRZ实时监测充电电流,其输出反馈至TPS5430DDA的检测引脚,进而调节了电容的充电电压。该电路结合超级电容的充放电特性,实现了低压时大电流恒流充电,电容端电压升高后采用恒压,逐步降低电流的充电方式。此方法有效合理地提高了超级电容的充电效率。通过常态性能和高低温试验,各项指标满足设计要求。该产品已投入使用,取得良好的效果,在工程应用中具有重要的意义。     

超级电容充电方法研究

基于项目的供电需求,本文通过电流检测运算放大器AD8210YRZ实时监测充电电流,其输出反馈至TPS5430DDA的检测引脚,进而调节了电容的充电电压。该电路结合超级电容的充放电特性,实现了低压时大电流恒流充电,电容端电压升高后采用恒压,逐步降低电流的充电方式。此方法有效合理地提高了超级电容的充电效率。通过常态性能和高低温试验,各项指标满足设计要求。该产品已投入使用,取得良好的效果,在工程应用中具有重要的意义。     

一种超级电容器充放电测试方法的研究

超级电容器较传统电容器而言有非常大的容量,但是其表现出显著的"非传导性吸收"储能方式,用传统的方法将不能准确地对超级电容器进行测试。针对超级电容器的工作原理,提出一种有针对性的超级电容器测试的方法。采用Buck变化器实现超级电容器的恒流充电,采用Boost变化器模拟有源电子负载实现超级电容器恒流放电,利用芯片SG3525产生PWM控制波形,实现恒流充放电,利用DSP(TMS3210C2812)完成系统数据处理。该方法保证了放大精度,有效抑制了共模噪声,对超级电容器在不同充放电电流下的电容与内阻工作情况实现了准确、有效的测试。     

无线电能传输中电谐振耦合机理分析

针对在无线电能传输分析中多以磁耦合谐振技术为主,缺少对电谐振耦合机理的分析这一问题,文中根据对称性原理,提出无线电能传输机理中应该包含磁谐振耦合和电谐振耦合两种谐振耦合机理,并从电路的对偶性角度出发,给出了电谐振耦合电路模型并推导出传输功率增益的理论公式。通过对电路参数的分析得出了传输功率增益的变化规律,为无线电能传输系统的设计提供了参考。     

高效率激光无线能量传输系统闭环控制研究

为了实现高效率激光无线能量传输系统的研究,基于Simulink建立了激光无线能量传输系统的闭环控制仿真模型,实现了激光光伏阵列的最大功率点追踪、降压电路搭建和锂电池智能充电控制,并结合激光光伏阵列的输出特性和锂电池多阶段恒流充电方法的特性,提出了一种基于激光功率密度闭环信号控制的新型锂电池多阶段恒流充电方法.结果表明,...