悬臂梁单晶压电发电机的实验研究

建立了悬臂梁单晶压电振子的发电测试系统,对压电晶体与磷青铜基板材料的厚度比对单晶压电振子输出电压的影响进行了有限元分析,得出了压电晶体与磷青铜基板材料的最佳厚度比并进行了实验验证,同时对具有最佳厚度比的单晶压电振子进行了压电发电能力测试。研究结果表明,当压电晶体与磷青铜金属基板的最佳厚度比为0.5,单晶压电振子的输出电压最大,有限元分析与实验结果基本吻合。单晶压电振子输出电压随着负载的增大而随之增大,而输出功率并不随负载的增大而增大。压电振子存在一个最佳负载,当负载与压电振子内阻匹配时,此时的输出功率最大,能量转化效率最高。单晶压电振子在负载为50 时,输出电压最大可达5.4 ;当负载电阻为 时,负载与压电振子内阻匹配较好,输出功率达到最大为1.18 ,产生的能量能满足网络传感器等低耗能电子产品的供能需求。     

悬臂梁单晶压电发电机的实验

建立了悬臂梁单晶压电振子的发电测试系统,针对压电晶体与磷青铜基板材料的厚度比对单晶压电振子输出电压的影响进行了有限元分析,得出了压电晶体与磷青铜基板材料的最佳厚度比并进行了实验验证,同时对具有最佳厚度比的单晶压电振子进行了压电发电能力测试.研究结果表明,当压电晶体与磷青铜金属基板的最佳厚度比为0.5时,单晶压电振子的输出电压最大,有限元分析与实验结果基本吻合.单晶压电振子输出电压随着负载的增大而增大,而输出功率并不随负载的增大而增大.压电振子存在一个最佳负载,当负载与压电振子内阻相匹配时,输出功率最大,能量转化效率最高.单晶压电振子在负载为50 kΩ时,输出电压最大可达5.4 V;当负载电阻为10 kΩ时,负载与压电振子内阻匹配良好,输出功率达到最大为1.18 mW,产生的能量能满足网络传感器等低耗能电子产品的供能需求.     

电场能量采集器的最大输出功率追踪电路设计*

本文采用频率变换原理采集输电线周围电场能量,设计了一种能量采集电路,对超级电容充电。负载阻抗呈电容性,为非线性负载,充电过程中阻抗不断变化。为实现最大输出功率传输,设计了低功耗的最大输出功率追踪(MPPT)电路,采用频率值为32.768 k Hz石英晶体构成方波振荡电路,因电容电压不能突变,通过充电电流控制开关导通时间,构成电流反馈最大输出功率点追踪系统。最大输出功率追踪电路的工作电流为1.2 u A,工作电压为5 V,功耗为6 u W。实验结果表明,在充电36min时达到最大功率输出,储能电容电压的大小为0.32 V,输出功率最大为18 u W。相比于直接充电电路,最大输出功率电路的能量采集效率提高了50%。     

基于波浪能转换的液态金属磁流体发电机的性能分析

本文对负载情况下液态金属磁流体（Liquid Metal Magnetohydrodynamic,LMMHD）发电机发电通道内的电磁、流场进行了三维数值模拟;在此基础上,计算出不同流速和负载系数下LMMHD发电机的输出电流、输出电压、输出功率以及发电机效率并和实验结果进行对比,进而研究了液态金属磁流体发电机的输出特性。研究结果表明：样机的计算结果和实验结果较为一致;当负载系数为0.66、通道内流速为1.8m/s时,获得34.5%的最大发电机效率;当负载系数为0.44、通道内流速为3.6m/s时,获得209.4W的最大输出功率。另外,本文研究了通道内绝缘板的作用,研究结果表明,绝缘板能有效地减少端电流,同时也能改变输出效率的峰值和最大的输出功率     

一种微机电源的LDO设计与实现

针对微机电源稳压性能较差的缺点,设计一款输出电压为5 V,最大输出电流为1 A的低压差线性稳压器(LDO)。通过选择误差放大器、反馈电阻网络、大功率N沟道MOS管作为调整管;采用具有过温、限流保护功能的芯片和外围电路构成基准源电路,改善了稳压器的线性调整率。测试结果表明,室温下输入电压为5.5~25 V时,输出电压稳定在5 V,负载为5Ω时电压调整率为0.6%,显示出良好的稳压性能。     

三相软开关谐振极型逆变器的电路动态分析

为减小逆变器的开关损耗,提高逆变器的转换效率,提出了一种新型软开关三相谐振极逆变器,并进行了电路的动态分析.该逆变器在直流母线之间串联了三个电解电容,来稳定直流母线电压,同时限制谐振电容和开关器件的承受的最大电压.文中对三个电解电容在每个工作模式中的电压变化进行了详细的动态理论解析.理论解析表明负载电流变化时,电解电容的电压也会随负载电流变化.实验结果表明:直流母线间的三个电解电容的电压变化符合理论分析,电解电容的电压变化对输出电压基本没有影响.     

单位功率因数PWM整流器最大传递功率研究

为了实现单位功率因数脉宽调制(PWM)整流器直流侧电压的稳定控制,通过分析PWM整流器的数学模型,在器件参数和交流侧电压已确定的情况下,研究了PWM整流器的交流侧和直流侧之间可传递的最大功率,分析了最大可传递功率与开关管参数之间的关系,并以交流侧电压为变量,研究了PWM整流器最大可传递功率与交流侧电压的关系。实际应用表明,以此为依据可选择合适的交流侧电压以达到充分利用开关管容量的目的,同时该方法对选择合适的开关管和确定直流侧负载上限具有一定的参考价值。     

一种升/降压转换电路的新型控制策略

提出了一种高效率,输出电压纹波小和快速瞬态响应的自动峰谷电流模式升压/降压DC-DC转换器。通过使用所提出的控制方案,转换器可以在峰值和谷值电流模式之间自动切换。通过在死区引入两种转换模式来减小输出电压纹波。在所有操作模式下,输入电压可以在2. 5～5. 5 V范围内调节,输出电压纹波小于10 m V,最大负载电流600 m A,峰值效率95%。     

一种原边反馈反激变换器负载调整率优化技术

原边反馈控制技术中,后级输出阻抗产生的压降使采样精度降低,产生负载调整率差的问题,分析指出该误差仅与输出电流大小有关。现提出一种简单的结构,通过计算磁芯复位时长,将输出电流引起的误差信号转换成对应的电平值并引入电压环,对输出电压进行补偿,改善了变换器的负载调整率。实验结果表明:在一款输出12V/0.125A的原边反馈式反激变换器中,输入电压为28V时,使用该补偿电路后,负载调整率从3%降低到0.5%,达到了预期要求。     

低压用户端电压质量浅谈

电压质量即给出实际电压与额定电压的偏差,以反映供电部门向用户分配的电力是否合格。电压质量包括A、B、C、D四类,D类反映了到低压用户也就是供电最末端用户的电压质量。用户端电压波动最大,受线路、负载影响大,其优劣也是供电部门客户服务水平的体现。为保证低压用户端电压质量,现针对电压偏低的原因进行分析,并提出了有针对性的解决措施。     

两线制变送器微功率隔离电源设计

介绍了一种用于两线制变送器的微功率隔离式电源,核心采用高转换效率的DC/DC芯片MAX639。它以降落在两线制变送器上的12~35 V DC为输入电压,固定消耗3.5 mA电流,提供了两组互相隔离的3 V电源。与输入不隔离的一组最大具有5 mA负载能力,与输入隔离的一组最大具有3 mA负载能力。     

大功率-5V降压稳压器

将标准降压电路与图示大功率降压变换器IC1电路进行比较 ,图示变换器的“输出端”接地 ,而原来的接地端变成为-5V输出端。它利用n沟道MOSFET的导通电阻比同规格p沟道器件小的特点 ,所以 ,能以较高的效率输出较大的电流。当输入电压为 12 .3 5V、输出电压为 -5 .0 2V、负载电流为 4.7A时 ,该电路的效率为 90 % ;当输入电压为 4.5 6V、输出电压为-5 .0 2V、负载电流为 3 .3A时 ,该电路的效率则为 84%。大功率-5V降压稳压器     

单相光伏并网控制的研究

以DSP为控制平台设计单相光伏并网系统,在改进型单纯型加速法的基础上设计新型光伏阵列最大跟踪控制优化算法,跟踪光伏阵列最大输出功率点,使负载获得最大功率。在线调节步长改变电压收敛速度,设计锁相控制电路,自动同步跟踪电网频率和相位。测试数据表明,结合优化技术的变步长MPPT(Maximum Power Point Tracking)算法能快速准确跟踪最大功率点,系统波动小稳定性高,逆变器电流和电网电压同频同相,有效提高系统逆变效率及可靠性。     

低电压稳压器

场效应晶体管若按图1所示连接,当负载电阻足够大时具有稳压器的特性.负载上的电压接近于VT1的夹断电压,而且这种接法除了不遭过载外,负载短暂短路时稳压器的最大电流等于起始漏电流.这种稳压器的缺点是输出阻抗大.图1电路的缺点可采用图2所示的电路加以补偿.为了保证稳压器的正常工作,必须满足如下条件:1.VT1的夹断电压应小于稳压管的VD2的电压及VT2发射结的压降;2.VD1应用点接触锗二级管,以保证场效应晶体管最优的工作状态;3.双极性晶体管VT2为集电结反向电流小的晶体管.输入电压接通后,场效应晶体管VT1开始导通,负载上的电压增长直至稳压管VD2导通瞬间为止;此后VT2基极回路出现导通电流,同时VT2的导通电流在二极管VD1和场效应晶体管VT1的栅—源结建立电压降,使VT1截止;从而导致稳压器的电流和负载上的电压增长下降,输出电压开始稳定.     

扭摆式多方向压电振动俘能器的研究

为实现多方向振动能量回收,提出了一种扭摆式多方向压电振动俘能器,并从有限元仿真与试验两方面对其输出电压特性进行研究,获得了不同激励角(激励方向与X轴在XOY面内的夹角为激励角)时的谐振频率及其所对应幅值的变化规律。研究结果表明,激励角变化对两阶谐振频率影响均较小,但对输出电压的影响较大且影响规律不同;激励角从0°增加到90°时,一阶谐振电压减小、二阶谐振电压增大,激励角为44°时两阶谐振电压相等。在此基础上,进行了电容充电特性及输出功率特性的试验研究。沿X轴和Y轴方向激励时,电容的存储能速度分别达0.58 mJ/s和0.54 mJ/s;沿X轴和Y轴方向激励时,均存在两个最佳电阻使输出功率最大,即沿X轴方向激励时的最佳负载和最大功率分别为(17,81) kΩ和(4.56,3.4) mW,沿Y轴方向激励时的最佳负载和最大功率分别为(17,61) kΩ和(3.96,3.89) mW。     

一种提高FLUKE5500电压负载能力的方案

本文介绍一种用于提高FLUKE550电压负载能力对电压的电流扩展电路设计，解决了一般电压源负载能力不足的问题。     

高压直流UPS电源的研究

针对传统通信基站UPS供电电源存在的系统结构复杂、电源效率低、可靠性差的问题,研究采用了一种两级结构的高压直流UPS电源。在电路结构方面,电源前级采用了T型三电平整流电路,改善了输入功率因数和输入电流THD;后级采用了输入串联输出并联型全桥电路,并采用交错并联技术,减小了输出电流纹波。在控制方面,引入了负载电流前馈控制,提高了电源的动态响应速度,保证电源在负载剧烈波动时输出电压纹波很小。研究结果表明,高压直流UPS电源的最高效率为96%;其负载突变时恢复时间小于200μs,电压波动小于5%,动态响应快,输出特性好。     

超高频感应加热电源逆变器负载拓扑的研究

针对兆赫级超高频感应逆变器中器件开关损耗大和感应加热负载变化大等问题,引入了一种新颖的双管超高频谐振逆变器,该谐振逆变器能够很好地处理兆赫级逆变电源电路上的寄生电感和寄生电容对电路的影响,实现了开关管零电压关断、零电流零电压开通,能极大地减少开关管的开关损耗;分析了该拓扑在负载为感性、阻性、容性条件下逆变器的工作状态以及该拓扑在4种经典逆变器负载条件下零电压软开关的状态和范围。最后,以LLC逆变器负载设计了1 MHz谐振逆变器的样机。研究结果表明LLC逆变器负载更适合该谐振逆变器。     

一种双足驱动压电直线电机

为研制高精度、大行程、大推力的压电直线电机,设计了一种基于叠层压电陶瓷的步进式压电直线电机。分析了电机的工作原理,对电机的结构进行了设计,制作了原理样机,并进行了实验研究。实验表明,在一定频率范围内,定子驱动足振幅与电压成线性关系,且最大振幅可达2.9μm,电机最大无负载速度为796μm/s,最大输出推力为4.8N,达到了预期的目的。     

分类算法在同步风力发电机矢量控制系统的应用

提出了一种基于直驱永磁同步发电机(PMSG)的独立式变速风力发电机运行的新型分类控制算法,讨论了具有最大功率追踪的发电机侧转换器的独立控制方式,使得输出电压和频率控制器能够处理可变负载。通过直流斩波器控制,可以在阻尼电阻中消耗潜在的过剩功率并保持直流链电压,同时给出了直流总线的动态表示和小信号分析。仿真结果表明,控制器可以在不同的风荷载条件下提取最大功率并调节电压和频率,并且控制器表现出较好的动态调节性和稳态性。