微功耗清洁能源存贮系统

微功耗清洁能源存贮系统包括DC/DC、AC/DC、DC/AC三种功率变换器,每种变换都采用微功耗电力电子变换技术,实现了清洁能源的高品质、高效率的存贮和并网,该微功耗清洁能源存贮系统最大特点是,只要把输入功率中极小部份进行功率变换,就可以得到全部输出功率,即输入功率中极大部份既不必进行实际的功率变换,也不必通过磁芯变压器或电感传递,直接到达输出端,成为输出功率,器件都工作在工频,不产生EMI干扰,因此功耗极小而寿命极长,输出正弦波不失真,安全可靠,节能环保,成本、体积、重量、功耗都是传统贮能系统的1/10。     

基于永磁振动发电的微功耗电能处理电路

永磁振动发电机的输出功率较小,且输出特性受振动环境影响明显,因此开发了一种低功耗电能处理电路,提高供电效率。在人体甩臂运动时,对永磁振动发电机输出的电动势进行测量,计算功率谱密度,确定振动发电机的能量输出集中的频段。以此为基础,计算永磁振动发电机的输出阻抗并设计整体电路,包括与发电机阻抗匹配的整流滤波电路、储能电路、升压供电电路。仿真和实验研究,证明电路的工作损耗低于30μW。     

AIC1652微功耗电压反转变换器

为顺应初中级工程技术人员和电源技术爱好者的需求,从2009年第1期起,本刊将增设《电源电路集锦》栏目,供广大读者参考。希望能将您的要求和建议告知我们,我们将尽力满足您。     

采用弱磁式电流传感器的微功耗太阳能光纤传感系统

介绍用太原能电池供电的光纤传感系统及弱磁式电流传感器的原理,该传感系统实现了绝缘子泄漏电流的在线监测。     

新概念动态测试系统的微功耗小体积技术研究

从新概念动态测试理论出发探讨动态测试系统微功耗、小体积的设计原则,分析影响系统功耗、体积的关键因素,从而为石油井下微功耗、小体积压力测试系统设计提供依据.     

微功耗无线网络在防误系统中的应用

针对微机防误闭锁系统离线操作的弊端,提出了微功耗无线网络防误系统.系统由无线网络控制器、无线路由器、无线电脑钥匙构成无线蜂窝局域网:由站控层、间隔层和过程层3部分组成.系统可以实现实时五防全在线功能(操作过程跟踪、移动操作终端、单任务/多任务并行操作、智能远程异常处理),危险点即时报警/分析,人性化操作流程监视等功能.     

基于分布式可再生能源发电的能源互联网系统

以分布式可再生能源发电为基础,构建可以实现实时、高速、双向的电力数据读取和可再生能源接入的能源互联网系统.能源互联网系统由智能能量管理系统、分布式可再生能源、储能装置、变流装置和智能终端等组成.智能能量管理系统提供了一个可视化的操作平台,除了可以实现常规的能量管理,还可以实现可再生能源的"即插即用",并根据系统需要,自主实现孤岛运行和并网之间的切换;储能装置在改善电能质量、提高系统稳定性、电源备用和提高经济效益方面具有重大的作用,是能源互联网系统不可缺少的组成部分;电力电子变压器的应用使可再生能源发电达到电网接入要求.最后确定了控制策略、电力电子变流技术和储能技术3个能源互联网的未来主要研究方向.     

反激式电源设计中MOSFET的选择与功耗验证

讨论了反激电源设计的另外一个方面,即MOSFET场效应管的选择和功耗验证,提出了相应的计算公式与验证流程。该思想也可用于其它电路设计中的MOSFET检验。     

基于SoC微功耗驱动的高性能欠压脱扣器研究与设计

在对现有欠压脱扣器设计方案评估的基础上,通过优化主回路结构,提出了一种高性能电磁型欠压脱扣器设计方案。结合该方案,就主电路、电压信号检测、So C微功耗控制技术等主要问题展开了讨论。试验结果表明,该方案电路自身整体功耗仅为毫瓦级水平,动作点误差小于±0.5 V,成本低廉。     

基于清洁能源发电系统的微网技术

清洁能源发电系统联网对于缓解传统电网供电压力,改变能源结构具有重要作用。通过分析以清洁能源发电为主的分布式电源大量联网的局限性,引入了微网技术,介绍了微网的相关概念及其基本结构、三种微网的基本控制模式：恒功率控制、考虑分布式电源功率限制的功率控制和联合最优功率控制,最后提出了微网研究中需要重点解决的问题。     

Efficient power management circuit for biomass-based energy harvesting system

This paper presents an efficient power management circuit (PMC) for microbial fuel cells (MFCs). The proposed PMC has been designed with off-the-shelf components including a charge pump, a supercapacitor, and two boost converters. Both the charge pump and one of the boost converter are directly connected to the MFC, that is, connected in parallel to the MFC. The reason for that using the charge pump can extend the variety of PMC input power, and deploying the boost converter can extract more power from the MFC. Thus, the proposed PMC can test the input power range from 11.25 μW to 1.6 mW. Also, the proposed PMC can extract 6× higher power from the MFC as compared with the charge pump alone. A wide dynamic load range from 10.89 μW to 108.9 mW can be supported by the proposed PMC. Measured results show that the interval to provide power supply to the load by the proposed PMC is 9.2× shorter than that achieved by the charge pump alone. Also, the proposed PMC enhances the end-to-end efficiency by range from 10× to 14.35× with varying loads. The proposed PMC achieves the end-to-end peak efficiency of 73.185%. The proposed PMC can achieve a low charging time, a wide dynamic load range, and a regulated output voltage compared with prior works.     

压电式振动能量采集电源管理电路分析

压电式振动能量采集的应用十分广泛,在许多能量采集装置中都采用压电元件实现能量转换。分析了振动能量采集装置中压电元件采集的能量输出管理电路,包括标准能量采集电路、DC-DC变换的优化标准能量采集电路、同步电荷提取电路、电感同步开关采集电路和双同步开关采集电路等五种电源管理电路的原理,比较了它们的能量采集输出效率,指出了各种电源管理电路的特点和适用条件。     

多路并行可调谐能量采集电路的设计与实现

针对传统能量采集器输出功率过低、单一能量采集单元不足以直接驱动传感器节点等负载的问题,设计了一种多路并行可调谐能量采集电路。该电路包括能量采集源模块、全桥整流模块、电容存储模块、电压调整模块和负载模块五部分。Multisim软件仿真结果表明该电路的最终输出电压相比标准能量采集(standard energy harvesting,SEH)电路提高了1.11倍;实验测试结果显示,采用该电路后输出电压稳定在5 V,最大输出功率为15 m W,比SEH电路提高2.12倍,能量传输与利用效率显著提高。     

Sustainable micro-power circuit for piezoelectric energy harvesting tile

Piezoelectric energy harvesting tiles are used for converting the power of pedestrian footsteps in to electricity and can be used at the micro- and milli-watt level for storage and powering electronics devices. This paper effectively combines the systems and techniques for developing a sustainable circuit with the self-starting and self-power functions to efficiently store energy and drive low power consumption electronic devices from the piezoelectric energy harvester tile. The main part of the system is 80% efficient impedance matching converter with the self-starting and battery-less operation. The presented circuit has an overall efficiency of 63% and can power a wireless sensor node to transmit the information wirelessly.     

Performance of printable supercapacitors in an RF energy harvesting circuit

We report the fabrication of a supercapacitor on a plastic substrate with mass-production-compatible methods and its characterisation using galvanostatic and voltammetric methods. The supercapacitor is prepared in ambient conditions using activated carbon and an aqueous, non-acidic electrolyte. The obtained capacitances are 0.45 F and 0.21 F for device sizes of 4 cm² and 2 cm², respectively. Additionally, we demonstrate the utilisation of the supercapacitor in an autonomous energy harvesting and storage system. The RF energy harvester comprises a printed loop antenna and a half-wave organic diode rectifier operating at 13.56 MHz frequency. The harvested energy is stored in two supercapacitors connected in series to increase the maximum operating voltage. In order to power a device such as a sensor or a small indicator display, voltage regulation is needed. A voltage regulator, implemented as an application specific integrated circuit (ASIC), was designed for this purpose, and fabricated commercially. We demonstrate the ability of the harvester storage unit to power the regulator for hours with a constant regulator output voltage and power. The effect of supercapacitor charging time on the actual supercapacitor charging state is also discussed, as a slower charging rate is found to have a significant effect on the output of the supercapacitor.     

超磁致伸缩微驱动系统的逆变多路电源设计

基于超磁致伸缩微驱动系统的应用,设计了一种多路输出逆变开关电源.该电源以脉宽调制芯片SG3525为核心,采用推挽拓扑转换结构,实现单输入直流电压转换为多路正负直流电压输出,提供给超磁致伸缩微驱动系统的驱动和传感电路.实际运行和测试表明该电源具有稳定性好、电流高、体积小、结构简单的特性,满足微驱动系统的工作要求.     

电磁式振动能量采集电路关键技术研究进展

电磁式振动能量采集电路是低压振动发电在微机电系统应用与研究的重点。对电磁式振动能量采集电路的整流升压结构、自启动运行及实现振动发电机最大功率输出三个方面进行了归纳与总结,介绍了近年来国内外不同类型的电磁式能量采集电路,并按上述三方面对电路进行系统的分析。最后展望了电磁式振动能量采集电路在今后的研究方向和应用前景。     

无陀螺微惯性测量组合电路设计

针对战术导弹高过载、大动态范围的测试要求,设计了无陀螺微惯性测量组合电路。无陀螺微惯性测量组合电路采用了十加速度计的配置方案,可以直接解算得到战术导弹的角速度,因而只需要1次积分就可以得到角度,减小了累积误差。电路选用高精度的单轴加速度计,提高了测试精度,并以CPLD作为中心逻辑控制单元,实现了对多加速度计信号的采集和存储,可以为战术导弹的角速度解算提供稳定可靠的数据。     

用于FAIMS系统的微电流检测电路

为解决电容积分式电流检测法不能满足FAIMS快速测量要求的问题,设计了一种用于FAIMS系统的微电流检测电路。该设计运用I/V电阻反馈法对信号进行放大。通过屏蔽和滤波等设计,有效地降低了FAMIS系统对检测电路的高频电磁干扰。考虑到前端电路的噪声来源,采用合理的元器件和电路设计,运用两级放大将FAIMS系统中的pA级电流放大并转换到mV量级。通过采集卡,利用LabVIEW对测得的电流信号进行采集和数据处理。实验结果表明,该电路的测量精度优于0.1 pA,采样频率高于15 Hz。进行了FAIMS系统实验,测得系统输出的背景噪声为0.2 pA。以乙醇为实验样品,在载气（N2）流量为0.8 L/min的情况下,得到了乙醇的FAIMS谱图,证明了该微电流检测电路可用于FAIMS系统。     

电源保护电路的设计

文中介绍可实现瞬变过压、非瞬变过压、过流和电源反接保护的电源保护电路,采用自恢复保险丝和LTC1696为主要器件。根据输入电压的不同,电源保护电路稍有不同。该电路简单可靠,适用于输入工作电压低于60VDC的各种应用场合。