超级电容寿命耐久试验设备的研究与实现

为了对超级电容的寿命耐久性能进行研究,设计了以单片机、恒压恒流电源、电子负载为核心的超级电容充放电循环寿命耐久试验设备。l和J用恒压恒流电源对其大电流充电,电子负载为恒流放电,以单片机为控制核心,循环切换充放电继电器来检验超级电容的寿命可靠性。同时以高精度的AID、D／A转换模块对恒压恒流源、电子负载进行准确的控制和采集。具有友好的人机界面,而且支持试验历史数据查询和u盘数据存储等功能。     

一种新型电动车超级电容-蓄电池复合电源系统

针对目前电动车续驶里程短、电池易老化、爬坡能力差、能量回收效率低的缺陷,研究以比功率高、循环寿命长的超级电容作为辅助电源,实现了一种新型超级电容-蓄电池复合电源系统.从超级电容-蓄电池系统的结构出发,对电动车的行驶工况进行了具体分析,构建了超级电容充电模型和超级电容-蓄电池复合电源系统模型.仿真和实际试验结果表明,该复合电源系统能有效回收制动能量,从而使蓄电池的低能量密度和低功率密度等缺陷得到弥补,进而提高电动车动力性能和电能的利用率,使电动车的续驶里程增长,能有效地降低蓄电池电压和电流幅值波动,延长蓄电池的使用寿命.     

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。     

超级电容在汽车制动能回收中的应用研究

介绍超级电容自身充电放电迅速,比功率大的特性,与电动汽车制动瞬时回能提供可行方案。利用超级电容提供给无刷直流电机的能量作用于车轮实施制动,降波斩波器处理电机制动能转化为来的电能并向储能部件超级电容充电。比例-积分-导数控制器自动处理无刷直流电机供电与超级电容充电的电流差别信号,使超级电容制动回收电流趋于稳定,最终模拟仿真验证理论的正确性。     

超级电容器用竹炭的制备及其电容性能

以竹材为原料,在高温Ar保护下制备了高比表面积超级电容器用竹炭材料。用XRD和SEM对所制竹炭进行了物相分析和形貌观察;用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗谱研究了炭化温度对所制超级电容器性能的影响。结果表明:所得竹炭为无定形结构,随着炭化温度的升高,竹炭中石墨微晶向有序态结构发展。炭化温度为500℃时,制备的竹炭电性能最佳。在125mA/g电流密度下的首次放电比电容为226F/g;即使在500mA/g的大电流密度下,其放电比电容仍高达184F/g,第1000次循环时其放电比电容为138F/g,每次循环电容衰减仅为0.046F/g。     

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。     

超级电容器在电动汽车中的应用

分析了超级电容器应用于电动汽车中的技术优势,介绍了国内外在超级电容器的研发、项目合作、超级电容电动车实际运营以及招商招标的活跃状态,指出了目前超级电容器的技术不足和发展希望。     

超级电容器用石墨烯纳米片的制备及性能

通过在低温、常压条件下热剥离氧化石墨(GO)前驱体制备了石墨烯纳米片,然后用其制成了超级电容器。利用XRD、FT-IR、SEM和TEM对所制石墨烯纳米片的物相组成和形貌进行了分析,另外,采用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗谱技术对所制超级电容器的超级电容性能进行了研究。结果表明:GO在200℃、常压下即可被有效热剥离;所制超级电容器在6 mol/L KOH体系中的最大比电容约为276 F/g。     

超级电容在双电源电动车中的应用研究

为了弥补电池作为电动车单一电源的不足,提出一种以锂电池作为主电源,超级电容做为辅助电源的双电源系统。该系统对超级电容在电动车不同工作条件下进行充放电控制,辅助主电源电池工作。通过运用Matlab/Simulink软件仿真结果显示,该双电源系统可以有效减小锂电池充放电电流,起到保护电池,提高电池寿命的作用,并且能够回收电动车制动能量。     

基于单片机的双向DC-DC充放电电路设计

环境污染和能源短缺一直阻碍着中国绿色经济的发展,新能源的开发利用有助于扫出这个障碍,超级电容和双向DC-DC变换器构成的储能系统,在新能源的开发利用过程中占据了重要的位置.本文对双向Buck/Boost变换器进行了研究,在单片机STM32F103C8T6的控制下,设计了一个充放电系统,实现了超级电容的恒流充电和恒压放电...     

磁约束脉冲放电电路分析

在已进行的实验研究的基础上,对所设计的磁约束脉冲放电电路进行了理论分析,获得了有关磁约束放电情况下的电路特性的认识。作者的研究为应用于磁约束放电的电路的进一步研究和改进打下了基础。     

具有多种输出模式微弧氧化电源的研制

基于对微弧氧化工艺和负载特性的研究,提出一种新的带放电回路脉冲模式。并在此基础上研制了一种以80C196KB单片机为控制系统核心,具有多种输出模式的微弧氧化电源。通过对主电路结构的拓扑及对可控硅触发和IGBT驱动的控制,该电源能够产生带放电回路脉冲、单极性脉冲和双极性脉;中3种输出模式,而且其脉冲幅值、频率、占空比具有很宽的调节范围。此外还实现了对微弧氧化过程中电流和电压的实时采集和显示。经实践表明,该电源能很好地应用于实验研究及工业化生产。     

高性能碳纳米管复合Fe3O4锂离子电池负极材料研究

通过添加碳纳米管共沉淀的方法制备了Fe3O4-CNTs复合材料。研究发现,CNTs不仅可以降低复合材料作为锂离子电池负极的阻抗,而且对活性物质Fe3O4起到很好的支撑作用,极大地提高了Fe3O4在充放电过程中的电化学稳定性。在0.5 A/g的电流密度下Fe3O4-CNTs循环200圈后的放电比容量保持在1406 mAh/g。在10 A/g的大电流密度下循环,第100圈时Fe3O4-CNTs的放电比容量稳定在230 mAh/g左右。循环至第9999圈时,Fe3O4-CNTs的比容量下降至179 mAh/g,只损失了50 mAh/g,充放电效率高达99.98%。Fe3O4-CNTs复合材料在大电流密度超长循环的背景下表现出优异的性能,对负极材料的开发有重要的意义。     

Electrode processes in MHD generators

Electrode processes strongly influence the performance and durability of an MHD generator. In this paper a theoretical analysis of these processes is made based on a model suggested by experimental work. According to these observations current transfer at the cathode usually occurs by means of small arc spots, while at the anode the discharge covers the electrode. The basic relations resulting from an energy balance within these discharges, Poisson's equation for space charge, and the electrical and thermal boundary conditions are derived in terms of the properties of the ambient gas. The calculation of these properties for MHD duct gases is then described and special attention given to the perturbation of the ionization equilibrium resulting from charge transport within the discharge. Preliminary results of computer programs designed to carry out the calculation for open and closed cycle duct conditions are presented, and it is shown that under certain conditions the discharge part of the calculation can be presented as a unique set of curves, from which the running conditions and erosion can be calculated for any electrode material.     

ArF准分子激光器的调频研究

实验装置如图1所示.其中R_1为全反射铝镜,曲率半径为4米,按图所示改变R_1的角度就能调谐波长.R_2是介质膜平板,对ArF激光的透过率为40%,改变平板的方向能精细调谐.平板T_1和T_2倾斜地装在激光管两端,它们用透过远紫外的熔石英做成,对ArF激光有良好的透过性能.P_1和P_2是两块位置固定的60°的棱镜,也是由远紫外石英材料做成.     

On noise generated in ignitors of TR tubes

The noise generated by a dc glow discharge inside a coaxial ignitor embedded in a standard X-band TR stage has been studied experimentally and the results analyzed. The noise variation due to changes in physical dimensions, notably the dc and RF gap length, have been experimentally measured and a physical explanation presented to account for the phenomenon. Dependence on dc current, pressure, and gas type was also measured in controlled experiments. It is shown that the generated noise and the coupling of this noise to the microwave transmission line is a critical function of the tip shape and insertion depth of the solid cone into the coaxial ignitor cone. This effect is due to the interception of the charge carriers by the apex of the solid cone. This interception creates a noise current whose axis makes an angle with thebar{E}vector of a propagating mode(s). When this angle is small and the discharge current large, the noise energy in the transmission line becomes large. Data showing a linear dependence of generated noise with ignitor current provides strong evidence that this is shot noise. Calculations of the available thermal power per cycle and the shot noise power per cycle are summed and compared with each other and with experimental values. These calculations further indicate the dominance of shot noise power under experimental conditions simulating a practical TR tube. Conclusions regarding techniques for the development of ultralow noise TR's are given.     

压电效应对多层陶瓷电容器放电性能的影响

为研究压电效应对多层陶瓷电容器放电性能的影响,搭建了放电周期可调的电路平台和基于光学多普勒效应的高精度振动测量平台。研究了陶瓷介质压电特性,电容在不同放电周期、不同加载电压下的振动状态和放电特性,以及失效放电周期和厚度的关系。结果表明,陶瓷介质具有压电效应,放电时,介质按交流电场频率规律振动,当振动频率与电容固有谐振频率一致时,激发机械共振,且振动幅度随电压增大而增大,当振动产生的应变超过介质承受极限时,介质开裂,导致击穿失效。失效放电周期随电容厚度增大而增大,呈线性关系。     

局部放电实验电路的改进与实现

常规的局部放电实验无法检测试品的实际放电量，这不利于对局部放电机理的教学和研究。本文设计了一种可测量实际放电量的局部放电实验电路，利用该实验电路可以在低电压情况下产生局部放电时的大部分现象，为局部放电的教学和研究提供了实验基础。同时还分析了该电路在电脉冲法和超声波法检测局部放电的实际实验情况，给出视在放电量和实际放电量之间的对应关系，该实验电路的实现对局部放电的教学及其实际测量具有一定的指导意义。     

二次静电放电仿真与实验研究

二次静电放电（secondary electrostatic discharge，SESD）是一种由一次静电放电引起的发生在仪器内部微小缝隙间的击穿放电现象，可对晶体管等很多元件造成破坏.文章首先搭建由静电放电模拟电路、二次放电模拟电路和电流靶电路组成的电路级仿真模型，初步探索SESD的波形，并与初始模型进行对比分析，验证已知的理论.其次基于实验研究与数据分析的方法，总结二次放电波形特点、峰值特性和时延特性.研究表明:二次放电电流峰值大于一次放电电流峰值，且受放电电压、放电时延等参数影响；二次放电的时延呈正态分布.这一研究结果符合并验证了目前对二次放电微观过程研究所得出的相关理论.     

快放电泵浦S2脉冲激光器的研制

计算了S2(B-X)态电子碰撞激发截面,给出了放电泵浦阈值条件,设计研制了横向放电S2激光器及快脉冲放电电源.获得均匀的辉光放电,在中心波长419.4nm处首次测到0.012cm-1的小信号增益系数.