高压输电线自具电源的设计

介绍了一种从高压输电线上进行取电的电源方案,通过互感自取电直接从输电线上获得电能。凭借将锂电池与超级电容进行联合供电的充放电技术,电源设计部分成功解决了夜间母线小电流状态输出功率小、设备供不上电的问题,运用整流电路后级的能量泄放电路,降低了整流桥上的感应电压并限制了互感器的输出电流,解决了母线大电流状态对后级电路的影响。结果表明,混合能量存储系统比单一能量储能装置可以发挥更好的性能。     

一种长寿高效Boost超级电容掉电保持后备电源

本文设计了一种掉电后备电源,采用超级电容作为储能元件可长期浮充,大电流放电,提高了使用寿命;采用升压型拓扑,优化了超级电容容量配置,可在5V@5A条件下,持续工作10s,并在电容因欠压停止工作时,可迅速关断输出,输出电压单调下降,不产生振荡,满足了大多数设备的需求.     

用于锂电池模拟的高速电源设计

为实现模拟锂电池的充放电特性,设计了一台高速高精度的电源作为锂电池模拟器来实现充放电功能。电源电路由四部分组成,主要包括电压、电流采样电路,电压、电流控制电路,推挽式结构主电路,以及驱动电路。实验证明:放电时0~5 V输出电压可调,输出电流最大为5 A,充电时实现了0~2 A的电流控制功能。电源的上升速度和下降速度响应时间均小于50μs,与普通的直流电源响应时间几十毫秒相比,该电源有着优越的响应速度。此高速电源运用于电池测试和电池充电设备测试有着很好的前景。     

一种振动自供能无线传感器的电源管理电路

针对振动能量采集器的输出功率过低不足以直接驱动无线传感器的问题,设计了振动自供能无线传感器的电源管理电路,根据调谐和阻抗变换原理对能量采集器进行了阻抗匹配,以最大功率对储能超级电容进行充电,对能量存储和电源管理电路的充放电特性进行了理论分析和实验验证。结果表明,该电路大幅度提高了采集器的输出功率和对储能超级电容充电的效率,当0.47 F超级电容电压达到0.6 V时,能量瞬间释放电路控制超级电容瞬间放电,成功驱动最大功耗为75 mW的无线传感器工作。     

锂电池内阻及其成组连接对电池管理系统的影响分析

针对储能式应急电源系统采用磷酸铁锂电池后出现的故障现象,搭建充放电测试平台,基于采样电路原理,分析了电池内阻和极耳连接片上接触电阻对电池电压采集产生影响的原因,从电池PACK工艺和电池管理系统保护阈值设置等方面提出了具体的解决方案。在此基础上,研究了多台电源在充电和放电条件下并联使用时,开路电压对其工作状态和工作电流的自我调节过程。测试结果表明:根据电芯实际性能,合理设置电池管理系统参数,减小电池连接处接触电阻,电源系统便能稳定可靠运行。     

超级电容充放电控制器的设计

设计了一个超级电容的充放电控制装置,可用于控制超级电容的充放电。它主要包括两部分:一是可编程恒功率充电电路,二是可控放电电路。除此外,还包括其附属电路及控制程序的设计。其主要特性是能在不使电池提供瞬时大功率的情况下仍能使用该控制器搭配超级电容组满足小型AGV机器人底盘电机短时间大功率需求。这在保证电机正常工作的前提下避免了电池大电流放电,延长了电池使用寿命和时间。实验表明,在底盘电机频繁启停的情况下,该装置搭配超级电容组能保证电机正常工作且避免了电池的短时大电流放电。     

煤矿车辆用蓄电池技术

介绍了煤矿无轨辅助运输车辆中使用的各种蓄电池的特点,包括煤矿特殊型铅酸蓄电池、隔爆启动型铅酸蓄电池、隔爆型固定式铅酸蓄电池、新型磷酸铁锂电池,分析了各种蓄电池在应用中存在的问题及相应的解决办法,指出了目前煤矿车辆用蓄电池的发展方向,即大型无轨辅助运输车辆还会使用煤矿特殊型铅酸蓄电池,小型无轨辅助运输车辆将开始使用新型磷酸铁锂电池,电启动和气启动防爆柴油机车可使用新型磷酸铁锂电池和超级电容的组合电源。     

基于多级多路径控制的无线传感器电源管理方法

无线传感器通常长期在野外工作,其电源能耗一直是受业界关注的技术问题.针对采用低压锂电池供电的无线传感器,提出采用多级多路径控制的电源管理方法,实现超低压降、电源超低功耗和大电流输出.采用本电源管理方法的无线传感器不仅能充分利用电池电能量,还能兼容多种供电电源(如锂电池、锂亚电池、干电池、铅酸电池等)的应用场景.     

24 V/20 A磷酸铁锂电池管理系统的软件设计

磷酸铁锂电池作为一种新型的锂离子蓄电池,具有高容量、高输出电压、良好的充放电特性,但也存在着电池组一致性、电池过充等问题,因此在实际使用中需要配合电池管理系统(BMS)对其进行管理和保护,以发挥其最佳性能。文中设计了一款具有24 V/20 A输出功能的磷酸铁锂电池电源管理系统,利用模块化的设计理念,采用MAX17830的硬件架构对电池组进行数据的采集,并使用RT-Theart嵌入式操作系统进行任务管理。其主要研究内容是磷酸铁锂电池管理系统的软件设计及系统平台测试。     

振动能量收集电源电路设计

利用凌力尔特推出的电源集成芯片LTC3588-2,设计出适用振动能量收集的高集成度电源电路。根据压电材料能量收集器特性,建立了以理想电流源为基础的电路模型,用于电路仿真。通过调节收集器自身的振动频率,以及使用具备微弱泄漏电流特点的电容,使振动能量到电能的转换效率最大化。测试结果表明,该电源可以断续输出5 V的稳定电压,为低功耗、短工作时间的无线传感器设备供电。     

100W质子膜燃料电池应急供电系统

提出一种基于质子膜燃料电池(PEMFC)和锂电池的混合联供的应急供电系统。该系统由PEM燃料电池电堆、锂电池、控制系统、氢气储存及管路系统组成,控制系统利用模糊控制算法将锂电池的SOC、负载大小以及燃料经济性及PEMFC的最佳状态作为输入变量,将锂电池和燃料电池的输出功率配比作为输出,使应急供电系统的输出各部件工作于最佳状态。研制了样机,并应用于野外应急情况。实际测试和应用表明,系统各项指标满足战术技术要求,是抢险救灾应付突发事件的理想应急供电装备。     

基于Thevinin的锂离子动力电池建模实验研究

为了准确估算锂电池的荷电状态(SOC),对其等效电路模型进行了研究。通过充放电实验研究锂电池的电特性,利用充放电电压、电流数据辨识其欧姆内阻、极化内阻和极化电容参数,建立了较为精确的锂电池Thevenin模型。建立实验用磷酸铁锂电池的离散状态空间模型,在Matlab/Simulink环境下建立了该电池的仿真模型,并设计了放电实验。实验证明,建立的锂电池模型仿真数据与实测数据误差小于0.1 V,且随着充放电的进行误差逐渐减小,较好的跟随电池电压的变化,模型精度较高。     

混合能量存储技术在光电微能源中的应用研究

为简化集成无线传感器节点光电微能源系统的设计和提高能量转换、存储效率,提出混合能量存储技术在光电微能源系统设计中的应用.混合能量存储器由电容器和锂离子电池组成.其能量存储原理负载特性被分析.另外,开展实验研究,结果表明,与直接能量存储方式相比,利用混合能量存储技术能量存储量提高27%.并且,微能源的负载特性也得到改善,实验结果与理论结果一致.     

混合动力电动船舶功率分配控制方法

混合动力电动船舶对于现有技术的纯电动船舶具有较好的续航能力,是未来船舶节能减排发展的过渡方案,其动力系统是柴油发电机组与锂电池组的直流并网结构;针对混合动力船舶直流配电系统对母线电压以及功率分配的控制要求,提出了一种混合动力电动船舶双功率源并网控制与功率分配方法;仿真结果表明该方法能有效实现双功率源直流并网,系统直流母线电压稳定,并能任意控制锂电池组输出功率,锂电池组输出电流稳定。     

超低功耗的锂电池管理系统设计

为了满足某微功耗仪表的应用,提高安全性能,提出了一种超低功耗锂电池管理系统的设计方案。该方案采用双向高端微电流检测电路,结合开路电压和电荷积分算法实现电量检测。采用纽扣电池代替DC/DC降压电路最大程度降低功耗。系统实现了基本保护、剩余电量检测、故障记录等功能。该锂电池管理系统在仪表上进行验证,结果表明具有良好的稳定性和可靠性,平均工作电流仅145μA。     

水质监测无线传感器网络节点双电源设计

针对电池供电的传感器网络节点电能受限问题,设计实现了一种新型的结合太阳能电池和锂电池供电的节点双电源供电系统。设计采用IAP15F2K612S2低功耗芯片和太阳能板、锂电池;通过软件优化节点供电,采用BQ24650电源管理芯片实现对锂电池的充电控制,以单片机IAP15F2K612S2为微处理器,监测锂电池的电压放电情况,放电控制电路经过DC/DC转换模块向负载供电。测试结果显示：采用双电源供电的节点工作周期长于单电源节点,且系统能稳定输出水质监测节点需要±12,±5,3.3 V的电压要求,实现了预期设计目标。     

（中国微米纳米83012）混合能量存储技术在光电微能源中的应用研究

摘要：为简化集成无线传感器节点光电微能源系统的设计和提高能量转换、存储效率,提出混合能量存储技术在光电微能源系统设计中的应用。混合能量存储器由电容器和锂离子电池组成。同时,介绍了能量存储的原理和分析了混合能量存储结构的负载特性。另外,开展实验研究,结果表明,与直接能量存储方式相比,利用混合能量存储技术能量存储量提高27%。并且,微能源的负载特性也得到改善,实验结果与理论结果一致。     

基于休眠-唤醒机制的配电终端用超级电容器备用电源系统

超级电容器作为一种长寿命高环境适应性的储能器件,已在配电网上得到使用,其可靠性与长寿命特性得到充分体现,但是由于其低储能密度的特性,往往带来后备时间较短的问题,难以满足更多配电终端需要长时间的备用运行要求。本文以超级电容器为备用电源,从配电终端各功能的功耗与转换电源自身耗损两方面出发,研究了失电情况下采用终端和电源的休眠/唤醒策略来达到大幅提升备用时间的目的,使得备用电源在配网终端上与其他功能部件在长寿命与宽工作温度上完全一致。