一种锂离子电池线性充电控制系统设计

在分析单节锂离子电池恒流(含涓流)与恒压独立充电方式的基本原理和典型结构基础上,根据锂离子(Li-ion)电池充电的基本功能要求,通过对恒流、恒压基本结构输出级耦合的控制方式,结合对电池电压与电流的精确检测与监控,设计了一种结构简单、控制稳定有效的锂电池线性充电控制系统.基于CSMC 0.6 μm CMOS工艺的仿真结果表明,系统在各种状态下均能可靠实现涓流、恒流、恒压的阶段式充电切换控制,并且恒流、恒压充电的精度可分别达到5%和1%以内.     

基于DSP的激光电源恒流数字控制研究

介绍了一种高频串联谐振充电的固体脉冲激光电源及其数字化控制恒流充电技术。它具有电流恒定、电压线性上升、充电精度高等优点。详细分析了谐振充电电路的工作原理,给出了基于DSP的脉冲激光电源的恒流充电设计方法,控制策略,设计实例及仿真波形。     

高效率光伏充电系统的研究与设计

针对光伏组件输出的非线性特点，以及传统光伏充电系统直接与铅酸电池连接充电所造成的电池使用寿命下降和转换效率低的缺点，研究设计了以LTC4013为控制核心的高效率直流同步降压光伏充电系统。实验结果表明，系统实现了光伏组件的最大功率点输出和铅酸电池的3/ 4阶段充电算法，具有电池低电量重启、充电保护和故障可视化等功能，恒流阶段系统充电效率高达91.15％，提高了光伏组件的利用率，延长了电池使用寿命。     

新型激光多波束系统供能无人机集群方案研究

由于单无人机执行任务量有限、整体效率低,故而无人机集群运动以其稳定性好,执行任务多样性,易操作,易控制等特点受到越来越多的关注。在激光供能无人机集群中,针对无人机的机载能量限制了任务的范围和时长、传统供能方式仅能完成一对一供能导致供能效率较低等问题,本文提出了一种基于光学相控阵技术的新型激光多波束供能系统,包括整体的激光无线能量传输方案、系统工作的整体流程、基于领航跟随法的无人机集群编队控制等,此方案可完成一对多的自调节供能,满足整个无人机集群的能量需求,提高传能距离及传输效率,并通过对无人机集群进行算法控制精准到达预设供能区域。对未来激光无线能量传输应用的领域和方式具有参考价值。     

用于无线能量传输的高效率半导体激光器设计

激光无线能量传输在无人机、卫星空间站和探月机器人供电等方面具有潜在应用前景,其系统效率成为了其应用的关键瓶颈。为了提高激光无线能量传输系统发射端激光器的电光转换效率、接收端光斑均匀性和有效窗口收光比,提出了用于激光无线能量传输发射端的高效率半导体激光器设计方案。基于合束效率较高的空间合束设计了一套高功率高效率半导体激光系统,接收端光斑不均匀度可优化至0.207,有效窗口内收光比大于94%。搭建了千瓦级激光无线能量传输实验装置,发射端半导体激光系统直接输出矩形光斑,与矩形光电池匹配,提高了电池阵布片率。利用多光束指向性可调节特点,优化了接收端光斑均匀度,有利于提高接收端电池的转换效率及简化电源管理。该设计与研究为激光无线能量传输的实际应用提供了借鉴意义。     

无人机激光无线能量传输APT系统跟踪设计

无人机激光无线能量传输捕获、瞄准、跟踪(APT)系统是系统接收端获得稳定能源的保障。为了解决能量传输过程中充电链路高效可靠的问题, 结合无人机激光能量传输系统特点及实际需求, 在设计中建立自适应感兴趣区域, 提高图像处理速度, 降低噪声, 准确提取目标坐标; 综合考虑多重误差后通过Kalman预测算法实现稳定跟踪, 并根据系统特点提出了系统功率传输效率的计算方案。结果表明, 当无人机飞行速率在18km/h内, 该APT系统能够在300m~500m距离准确跟踪无人机, 跟踪精度在320μrad内。该方案能够保证激光能量传输过程的跟踪精度与可靠性。     

激光对微型无人机跟瞄充电系统的设计与实现

为了提高微型无人机(MUAV)的续航时间,基于二轴扫描振镜的工作原理,设计了一套激光对MUAV的远程实时跟瞄充电系统.系统采用硅光电池阵列作为光斑位置传感器,其信号经扫描跟踪算法处理后,在地面与MUAV间建立起无线数传反馈链路,控制二轴扫描振镜改变激光发射方向,实现激光束对MUAV的扫描与实时跟踪;同时硅光电池阵列也作...     

非接触电能传输在锂电池充电中的应用

针对特殊环境下锂电池装置充电过程中产生火花、造成短路从而影响系统的安全性和可靠性的问题,提出一种利用非接触式电能传输技术来实现锂电池装置无线充电的方法。该文所设计的系统有能量变换发送回路和能量接收回路两部分．运用软开关技术和功率补偿技术,并利用AVR单片机实现系统的实时控制。     

锂电池组充放电安全保护电路设计

本论文采用LPC768单片机强大的逻辑控制能力,同时监测多节锂电池并联充电过程,通过恒流恒压模式充电实现了对锂电池充电状态的监测和对锂电池过度充电及过电流的保护功能,保证充电过程中的安全性,实现了对锂电池组充电过程的均衡管理。     

无人机激光无线能量传输及跟踪瞄准方法研究

本文介绍了无人机的特点与发展趋势,针对小型无人机能量供给不足的问题,阐述了激光无线能量传输的现状,在此基础上总结了无人机激光无线能量传输的系统结构,分析了无人机激光无线能量传输系统的效率及影响因素,并提出了一种基于协作目标的捕获跟踪瞄准方法。     

基于电流控制的光伏太阳能充电器系统研究

提出一种基于电流控制的最大功率点跟踪方法用于光伏太阳能充电器,以DC/DC变换器中的Boost电路作为开关充电器,系统由一个光伏电池模块、一个基于Boost变换器开关电池充电器和电池组成.采用光伏电池输出电流控制实现系统的最大功率点跟踪,调整占空比,从而使太阳电池阵列输出功率最大,以输出稳定的电压对蓄电池进行充电,可以提高蓄电池使用寿命,有效地提高独立光伏系统的综合效率,降低整个系统的成本.     

Multi-load constant current charging technology for wireless charging system

ABSTRACT

In wireless charging system, limited by the coupling effect between the loads and the change of the equivalent impedance of the battery, it becomes difficult to provide efficient and stable energy supply for multiple load devices. In this paper, a multi-load constant current charging technology for wireless charging system is proposed, which combines the primary side control and the secondary side control to achieve quick charge for multiple load batteries at the same time. The system reduces the influence of interference factors by designing the primary side control module and the transmission structure, to ensure sufficient and stable transmission of energy. And utilising the secondary side control module to charge the battery with constant current, which increases the charging speed, and reduces the impact of battery impedance changes on the system’s transmission state. It is verified by experiments that when charging four 1.2 V Ni-MH batteries, the receiver at different positions within the coverage of the transmitting coil can achieve 100mA constant current charging for the battery and the output voltage fluctuation range of each receiver is within 0.2 V, and the working efficiency of the system can reach 70%.     

基于MPPT技术的光伏充电系统设计

储能设备充电系统是光伏发电系统的一个重要环节,其充电方法的选择对充电效果起决定性作用。文中设计了一种以STM32为主要核心处理器的充电系统,采用与MPPT算法相结合的新型智能充电方法对锂电池进行充电,此方法既可有效提高锂电池充电效率,又可防止电池过充。同时,具有过放电、过流、短路、温度保护及温度补偿等保护功能。     

锂电池组储能的混合动力RTG系统设计

锂电池组与柴油机构成的混合动力起重机系统是港口节能减排的一项重要技术。针对起重机再生制动能量的回收,设计了双向DC-DC变换器来实现锂电池组储能系统的两种工作模式(再生制动模式和锂电池组放电模式);对双向DC-DC变流器升压工作方式设计了双闭环控制器,降压工作方式设计了电流环和电压环两种控制器,并进行了对比,从而实现了对锂电池组储能系统充、放电过程和不同运行模式间切换过程的控制。运用PLECS搭建了系统仿真模型,仿真结果表明,在制动能量回收过程中,采用电压环控制器可以实现较高效率的制动能量回收。     

自动气象站用高效控制系统的设计

介绍了供自动气象站用的小功率太阳能电源控制系统,能够在检测电池及太阳能特性的基础上,及时调整充电电压及电流来确定优化的充电策略,以充分利用太阳能。同时系统具有信息存储、实时监测和显示等特点,实现锂电池的快速充电。论文分析了系统的构成、工作原理和工作效率,实验表明,其发电量的利用效率最高可达95%,系统能够满足自动气象站的用电需求。     

间歇-正负脉冲蓄电池快速充电方法的研究

目前影响锂离子电池充电速度的关键问题之一是如何消除或减小充电过程中的极化现象。传统的快速充电法中使用比较广泛的是多阶恒流脉冲充电法,主要采用正脉冲、停充等方式来减小或消除极化效应,在一定程度上提高了充电速度,但效果不够理想。提出的间歇-正负脉冲充电法,首先依据析气点电压和极化电压监测蓄电池极化状况,然后采用两种模糊控制器,分别确定间歇-正负脉冲充电法中的正负脉冲宽度,采用交替充电和放电减少或消除充电过程中的极化现象。实验证明,间歇-正负脉冲充电方法比传统的采用停充方式的多阶恒流脉冲充电法充电速度提高了33.3%,充电效率提高了5.1%,温升降低了57%。     

Study on intelligent battery charging using inductive transmissionof power and information

In previous literature, the authors introduced the technology of the wireless transmission of power and information (WTPI). This paper introduces an effective application of WTPI technology to the safe and optimal power supply for battery charging systems. In this paper, the effectiveness of the proposed closed-loop charging through the WTPI coupling is highlighted. For the practical application of the proposed charging, the power transmission efficiency of the WTPI must be high, and data transmission by way of the WTPI coupling needs to be bidirectional and fast enough for the real-time data feedback and charging control. By analyzes on the transmission performance using equivalent circuits, the power transmission efficiency of about 92% and the data transmission bandwidth of 8.5 Mbps are obtained with the practical WTPI coupling configuration. The charging condition is optimized, according to the proposed estimation of the residual battery capacity. As a result, the time for completion of charging is minimized by 30% and the life of the battery is elongated by 20%     

激光无线能量传输效率的实验研究

为了提高激光无线能量传输系统的转换效率,基于单结GaAs光电池的工作原理,用调节照射光电池的激光参量的方法,从理论上对激光无线能量传输系统的有关部分进行了优化设计,并通过实验研究了激光波长、激光强度等因素对光电池能量转换效率的影响。结果表明,单结GaAs光电池对单色激光的光电转换效率远高于传统的单晶硅电池,最高转化效率可达61.2%。该结果对于激光无线能量传输技术的应用具有一定参考价值。     

基于模糊控制的光伏并网逆变器MPPT控制研究

最大功率点跟踪控制的目的是为了将光伏阵列发出的最大能量实时地提供给负载,使光伏发电系统的能量利用率达到最大。在光伏阵列产生电能的应用中,有许多不确定因素,如太阳光照强度、光伏阵列温度的变化、负载的变化、光伏阵列输出特性的非线性,则建立模型分析光伏阵列输出最大功率要考虑很多的因素。从模糊控制技术的分析中知道,模糊控制不需要对被控对象建立精确的数学模型,是一种相对简单的智能控制方法,对处理非线性问题有很好的效果。因此,用模糊控制法来实现MPPT可以得到比较好的效果。本文基于此研究了光伏阵列的非线性功率输出特性,建立了基于Matlab simulink/Power system的光伏阵列仿真模型,对基于模糊控制采用扰动观察法进行光伏发电最大功率点跟踪进行了仿真验证。