应用于充电式仪器仪表的智能无线充电装置的研制

无线充电技术由于其无电气连接、非接触式充电的便利性,近年来发展迅速。在目前已有的无线充电原理技术的基础上,针对工程应用中的便携式充电仪器仪表,根据实际使用中仪器仪表的应用数据,通过适当的无线充电模块选择、检测电路设计、控制流程设计以及装置制作,完成了一种智能无线充电装置的初步研制。通过反复试验验证,本装置能够实现充电式仪器仪表智能化无线充电。     

基于碳化硅器件的无线充电系统电源设计

碳化硅(SiC)器件耐高频高温、散热性能好、导通电阻小,应用于无线充电系统可有效提高无线充电系统的效率。文中首先对比了SiC材料与Si材料的特性,在此基础上研制了一套基于SiC器件的无线充电系统电源装置。该装置由整流模块和逆变模块构成,输入端接市电,且装置的整流模块具有功率因数校正功能。文中详细给出了整流模块的整流桥选型策略、滤波电路参数设计方法、Boost电路功率器件和无源元件设计原则及开关管控制电路设计方法,还给出了逆变模块的开关管选型策略、开关管驱动电路和开关管保护电路的设计方法。最后,实验结果验证了方案的有效性和可行性,输入侧实现了高功率因数,逆变电路开关管电压振荡得到抑制,实验样机的效率峰值可达98.2%。     

基于智能车平台的非接触式充电装置的设计与实现

无线电力传输是目前非常热门和前沿的一个研究课题,有着非常良好的应用前景。本项目设计了一种基于智能车平台的非接触式充电装置,实现小车自动寻找无线充电端,自动对准充电。智能车是以51单片机作为控制核心,利用无线遥控来实现自身运动状态的转换,前置摄像头及时反馈小车前方的路面信息,再通过上位机直接显示在用户终端,达到实时监控的目的。采用模块化设计思想,按功能系统分模块设计开发,将每个模块单独地进行测试,完成所既定的功能,使小车在一定环境中可以智能化运转。本设计结构简单,较容易实现。     

四段式智能充电管理系统的设计与实现

针对纯电动汽车车载动力电池系统的充电要求,设计了一款基于飞思卡尔单片机MC9S12XEP100和电池组监控芯片LTC6803-4的四段式锂离子动力电池智能充电管理系统,它能解决现有充电过程中各充电阶段控制精度不够的缺陷。该设计由主控制器模块、通信模块、均衡模块、充电控制模块、信号采集模块以及人机接口模块组成,采用具有模糊逻辑控制的四段式智能充电管理策略,自动调整充电电流、充电电压,并自动切换充电阶段。实验结果表明,与基准恒流恒压(CC-CV)充电方法相比,该智能充电管理系统充电时间缩短了32.6%,充电效率提高了2.23%,是一种能快速充电、操作方便、运行可靠的充电管理装置。     

变电站高频开关整流模块热备份的实现与应用

由于高频开关整流模块体积小重量轻、效率高噪声低等优点,广泛应用于变电站直流系统充电装置。充电装置通过多个整流模块并联,为蓄电池充电以及直流负载供电。正常运行时,由于充电装置负载率低,无法使各整流模块运行在较高的效率区间。本文分析数字高频开关电源整流模块的原理和结构,针对PLC控制的直流系统,提出了一种整流模块热备份方式。该方式下PLC控制系统实时监测各整流模块状态,根据负荷情况起停模块数。在保证直流系统供电安全可靠前提下可以提高充电装置效率,延长模块使用寿命。现场实际应用表明,该整流模块热备份方式实现了预期目标。     

基于HMM的无线充电系统PFC装置故障检测

PFC装置作为电动汽车无线充电系统中整流模块与高频逆变模块之间的重要桥梁,一旦发生故障,不仅会对电网产生严重的影响,还会对后端高频逆变模块造成不可逆的破坏,因此需要对其进行快速和准确的故障检测。传统故障检测方法检测时间长,检测精度低。为此,本文提出一种基于隐马尔可夫模型（Hidden Markov Model,HMM）的电动汽车无线充电系统PFC装置故障检测方法。首先初始化模型,然后利用鲍姆韦尔奇（Baum-Welch）算法进行故障模型训练,最后利用维特比（Viterbi）算法进行故障检测。仿真实验结果表明,采用HMM进行PFC装置故障检测的正确率较神经网络和支持向量机（Support Vector Machine,SVM）最大提高了约40%,是一种快速且准确的方法,因此本文采用HMM能够有效识别出电动汽车无线充电系统中PFC装置故障的类型。     

基于风光互补独立直流微电网的电动汽车无线充电示范工程

文章重点介绍风光互补直流微电网为电动汽车可靠无线充电示范工程的建设情况。首先利用电量平衡和功率平衡法对该示范工程进行容量配置,拓扑结构设计和电压等级分析。同时对二次系统和监控系统的用电进行了规划分析,设计了为保证供电可靠性的不间断供电系统(UPS)。其次对由光伏、风电和蓄电池组成独立风光互补微电网中各类变频装置的控制策略进行了研究,从系统稳定性和供电可靠性出发,采用主从控制,蓄电池侧双向DC/DC稳定直流母线电压,光伏和风电均采用最大功率跟踪(MPPT)控制。然后进行无线充电装置及电磁屏蔽装置的设计,并对电动汽车的充电装置进行了改造。再次,设计了风光互补微电网为电动汽车无线充电监控系统,能实现实时监控和远程监控。最后进行了施工的布局设计和施工建设,实现了绿色能源为电动汽车灵活快速充电。     

动态无线充电沙盘模拟系统设计

为研究电动汽车动态无线充电,设计了DSP控制的全数字动态无线充电沙盘模拟系统。采用非对称式的耦合结构和分段式的供电方式,利用发射线圈反馈电流和PI算法进行自适应移相调节,通过ZigBee模块进行PC机与主控电路的信息交互,实现了小汽车安全、稳定的动态无线充电,效率在80%以上。     

基于倍流同步整流的锂离子充电模块的研究

介绍了一种采用先进的倍流同步整流技术设计而成的高效率电池充电模块。本文主要对该充电模块的工作原理进行了分析,提出了充电控制方案,并对整个模块的参数进行了设计。通过设计出一个锂离子充电模块,并进行实验验证了理论设计的准确性。实验结果表明,该充电模块具有输出电流纹波小,动态响应快,输出滤波电感上的损耗小等优点。     

基于半导体温差发电模块的锂电池充电装置

研究了半导体温差发电模块输出电压/输出功率与冷热面温度差的关系,并搭建了利用半导体温差发电模块产生的电能作为能量的一种锂离子蓄电池充电装置。首先在实验的基础上,讨论温度差和半导体温差发电模块输出电压及输出功率的关系;然后设计了利用3片温差发电模块工作在温差150K下输出14￣20V不稳定的电源。根据温差发电模块输出电压不稳定的特点,设计了一个稳压电路。最后,用MAX1679芯片实现4.2V锂离子蓄电池的充电电路,该电路具有预充功能,并且完成快充后进入脉冲充电阶段,既能实现完全充电又能减小持续大电流充电造成的损耗。     

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。     

基于物联网太阳能LED照明智能控制系统的研究和设计

针对现有太阳能照明系统普遍存在的效率低、寿命短、运行不稳定等问题,设计了一种具有远程无线联网功能的新型ZigBee太阳能照明控制系统。控制系统通过相关传感器采集数据并通过ZigBee、 GPRS无线网络传给监控中心,实时显示采集到的数据,实现无线远程监测与智能控制;控制系统包含上位机、集中控制器、太阳能LED照明控制器。联合ZigBee、 GPRS、 Internet的组网策略实现太阳能路灯自组建网络和远程智能监控。试验结果表明：该系统设计可提供节能高效、智能稳定的太阳能照明监控功能,真正实现了太阳能LED照明的智能化管理,具有广阔的应用前景。     

基于无线能量传输的充电平台设计及其性能分析

无线能量传输作为一种新型的电力传输技术,为数量飞速增长的电子产品提供了便捷的充电方式,然而大功率驱动电路、充电距离和效率一直是制约无线充电技术实际应用因素.针对这些问题,基于磁耦合无线能量传输理论,对无线充电的等效电路进行了理论分析,探讨了影响充电效率的主要因素.以STM32单片机作为控制核心,通过设计大功率H桥式驱动电路、整流电路等,研制并搭建了无线能量传输充电实验平台,并对系统工作频率、无线充电距离以及有无中继线圈对系统性能的影响进行了实验和分析.结果表明所设计的无线能量传输充电平台具有相对完整的功能,且在24 V驱动电压、2 cm充电距离的情况下,负载接收功率达到了2.5W.     

基于RuBee/GPRS/GPS技术的电动汽车充电站智能管理系统

为了提升电动汽车充电站管理水平,设计了一套智能管理系统,主要由ARM处理器、GPRS无线通信模块、GPS接收模块、RuBee读写模块等组成,用于实现对电动汽车电池信息和驾驶员信息的采集以及对电动汽车充电站充电桩、电池、工作人员的有效管理。     

基于特征比较的无线充电系统的故障识别方法

无线充电系统在运行过程中可能会遇到母线接地、开路和元器件损坏等各种故障情况.分析了故障情况下原边母线电流电压、副边母线电流电压与故障原因的特征关系,搭建了3 kW无线充电系统仿真电路,建立了各种故障的比较规则,提出了将该故障特征用于无线充电系统的在线故障识别方法.分析表明,利用该方法可以有效判断系统故障位置,增强系统保...     

基于阵列式发射模组的群体机器人动态无线供电路径规划研究

群体机器人可依靠群智能有效分工协作完成复杂和大规模任务,在物流、制造、交通和军事等领域有极大的应用价值。然而,目前已有电能补给方式均无法满足其持续不间断充电的需求,导致强大的协同工作能力得不到充分发挥。为此,本文提出一种基于阵列式发射模组的群体机器人动态无线充电方式,可为群体机器人工作过程中实时供给电能。首先,分析了机器人动态无线充电过程中效率和功率的波动特性。其次,以充电效率最优为目标,提出一种带有惩罚机制改进的蚁群算法以及协同工作模式,并应用于群体机器人协同动态无线充电系统。最后,进行仿真实验,验证了本文提出的方法可实现群体机器人在动态无线充电过程中稳定可靠协同工作。本文的研究对群体智能的研究具有极大的促进作用。     

移动中继双向无线充电系统拓扑结构设计

移动中继无线充电系统可实现其与地面端电源和负载间的双向无线电能传输，使电能存储和充电更具便携性和灵活性，易于实现电工装备的无人化与智能化。作为新型无线充电系统，移动中继无线充电装置设计的重点和难点之一是电能的双向变换，因此提出针对移动中继双向无线充电的功率变换新型拓扑结构，设计具体参数，并进行仿真和实验验证。建立双向无线充电系统仿真模型，对不同互感、负载、输出功率下的系统进行仿真研究，并搭建了10 kW双向无线充电系统进行相关实验研究。仿真和实验数据吻合，进一步证明了所提拓扑结构及整体系统的正确性和可行性。