高效率激光无线能量传输系统闭环控制研究

为了实现高效率激光无线能量传输系统的研究,基于Simulink建立了激光无线能量传输系统的闭环控制仿真模型,实现了激光光伏阵列的最大功率点追踪、降压电路搭建和锂电池智能充电控制,并结合激光光伏阵列的输出特性和锂电池多阶段恒流充电方法的特性,提出了一种基于激光功率密度闭环信号控制的新型锂电池多阶段恒流充电方法。结果表明,该方法不仅可以实现传统锂电池多阶段恒流充电效果,而且节省了62.9%的光能,系统转换效率提高了62.96%。该结果对研究高效率激光无线能量传输系统是有帮助的。     

离网型风光互补系统蓄电池充电控制研究

针对离网型风光互补系统蓄电池组充电电流暂态冲击较大、充电曲线不平稳的问题,在比较分析现有蓄电池充电控制方法的基础上,选择使用先恒流后恒压的两阶段充电方式,并设计两个PID环切换的控制算法进行这两个阶段的平稳充电。仿真研究和硬件系统实验分析结果均表明：基于两个PID环切换的充电控制算法可以实现离网型风光互补系统蓄电池组的平稳充电,两个阶段的充电过程中充电电流平稳、纹波小,系统响应速度快,改善了蓄电池组的充电曲线,有望提高蓄电池的使用寿命。     

基于AT89S52的镍镉充电电池智能管理系统设计

镍镉充电电池作为一种碱性电池,对使用、管理和维护有特殊要求,如果管理不善、使用不当、维护不及时,很容易导致电池老化、失效甚至报废。针对部队、厂矿大量使用并集中存放的不同种类镍镉充电电池,运用单片微型计算机控制技术,设计了电池智能管理系统,对镍镉充电电池进行状态自动检测、充放电管理、性能维护等智能化管理。通过对镍镉充电电池的自动管理,有效消除镍镉充电电池使用管理上的盲目性和随意性,提高镍镉充电电池的使用效能,延长镍镉充电电池的使用寿命。     

Dual-bridge LLC-SRC with extended voltage range for deeply depleted PEV battery charging

This paper proposes a dual-bridge LLC series resonant converter with hybrid-rectifier for achieving extended charging voltage range of 50–420 V for on-board battery charger of plug-in electric vehicle for normal and deeply depleted battery charging. Depending upon the configuration of primary switching network and secondary rectifier, the proposed topology has three operating modes as half-bridge with bridge rectifier (HBBR), full-bridge with bridge rectifier (FBBR) and full-bridge with voltage doubler (FBVD). HBBR, FBBR and FBVD operating modes of converter achieve 50–125, 125–250 and 250–420 V voltage ranges, respectively. For voltage above 62 V, the converter operates below resonance frequency zero voltage switching region with narrow switching frequency range for soft commutation of secondary diodes and low turn-off current of MOSFETs to reduce switching losses. The proposed converter is simulated using MATLAB Simulink and a 1.5 kW laboratory prototype is also built to validate the operation of proposed topology. Simulation and experimental results show that the converter meets all the charging requirements for deeply depleted to fully charged battery using constant current-constant voltage charging method with fixed 400 V DC input and achieves 96.22% peak efficiency.     

无线感应耦合充电系统仿真与设计

无线充电是随着微电子及云计算技术应运而生的无线充电传输技术.其强调体系结构的开放性和可编程性,减少灵活性差的硬件电路,这种预处理技术就是所谓的感应耦合电能传输技术.基于此理念提出了感应耦合电能传输无线充电技术,在无线网络下无线充电工作原理和无线充电技术参数基础上,详细设计了系统功能模块和电路,最后通过函数算法进行了系统测试,模拟实现了无线充电技术的仿真.     

一种基于Flyback拓扑的智能充电技术

基于Flyback拓扑,提出一种低成本、可靠的调压电路,实现对铅酸电池均浮充充电的控制。利用PWM信号,通过二级RC滤波电路,产生一个与占空比有关的直流电压。将此直流电压加在反馈基准芯片TL431的Vref管脚,通过改变反馈电压实现输出电压的可调。经过多次的电路测试,验证了在PWM控制下实现对铅酸电池的均浮充充电控制。研究结果表明,设计的PWM调压电路可以实现对电池的智能充电,具有一定的工程价值。     

一种无线充电5号电池的设计与研究

本文将无线充电技术与5号电池相结合,设计了一种无线充电5号电池,并利用太阳能作为充电电力来源.无线充电接收电路与5号电池的整合是本设计的核心部分,而与其配套设计的太阳能无线充电系统提高了本设计的节能环保性.     

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%。     

脉冲式快速智能充电技术的研究

传统的直流恒压恒流蓄电池充电设备不仅容易造成电池过充或充电不足,而且充电时间较长.本文以脉冲充电方法理论为基础,设计了该款脉冲式快速智能充电设备,从硬件和软件讨论了该系统的实现过程,能有效防止蓄电池过充和欠充现象.     

手机体温充电系统的设计

手机通信时因电池电量不足而突然关机会给手机用户带来不便。而研究发现人体与环境之间总是存在温差,因此可利用温差电技术实现为手机随时补充能量。在介绍温差电技术基本原理的基础上,设计手机体温充电系统。利用半导体材料制作热电偶,通过串联形成热电堆,再进行串并联构成温差电池组,经升压稳压电路后,该模块满足手机充电要求。并研究了工艺,最后通过试验测试温差电池组和升压稳压电路,结果显示升压稳压电路的充电启动电压为O．911V,电流为70mA,当半导体温差电池串并联的等效内阻和负载电阻匹配时输出功率达到最大。     

Wide input range,high-efficiency magnetic resonant wireless power receiver

This article presents a full-CMOS receiver for magnetic resonant wireless battery charging system. A wide-input range CMOS multi-mode active rectifier is proposed for a magnetic resonant wireless battery charging system. The configuration is automatically changed with respect to the magnitude of the input AC voltage. The output voltage of the multi-mode rectifier is sensed by a comparator. Furthermore, the configuration of the multi-mode rectifier is automatically selected by switches as original rectifier mode, one-stage voltage multiplier or two-stage voltage multiplier mode. As a result, a rectified DC output voltage is from 7.5 to 19 V for an input AC voltage of 5–20 V. This chip is implemented using 0.35 μm BCD technology with an active area of around 5 × 2.5 mm². When the magnitude of the input AC voltage is 10 V, the power conversion efficiency of the multi-mode active rectifier is about 94%.The efficiency of the receiver is about 60% when the distance between the transmitter and receiver is about 1 m.     

基于BCD工艺的充电控制芯片设计

提出一种蓄电池充电控制芯片的设计,具有恒流、恒压、过压、浮充等多种不同充电模式,可以在外部微处理器的支持下针对不同种类电池和应用场合的需要实现电池的高效优化充电。讨论并给出了芯片的系统组成及主要电路的设计,在1.5μm 50 V BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)工艺下予以实现。测试结果表明芯片工作正常,电路功能及芯片预期的主要功能已成功实现。     

高效智能化太阳能充电系统的研究

针对野外远离市电供电的系统或者用户的电源供应问题,文中设计了一个智能化太阳能充电用电管理系统,采用MPPT最大功率跟踪方法,控制PWM信号调节BUCK电路的输出,使太阳能电池与蓄电池尽量处在一种相互匹配的状态下,并采用阶段充电方式,采用STC12C5A60S2单片机,集成AD转换功能与PWM信号输出,简化了系统的设计,通过实验,该系统能够有效地提高充电效率以及对蓄电池的保护功能。     

大功率智能快速充电机

文章以大功率开关电源作为充电电源,利用单片机来调节充电电压和电流、控制充放电脉冲、完成充电电池组的检测和保护,从而实现铅酸蓄电池的快速充电,提高充电效率。充电过程以马斯定律为指导,采用大电流脉冲充电;并利用短时间的停止充电来解决离子扩散速度低于化学反应速度的问题,减小浓差极化;同时脉冲放电可以使积累在正负极板上的电荷迅速消失,电化学极化也得以控制。     

A new approach to intermittent charging of valve-regulated lead-acid batteries in standby applications

For many years, intensive research has been undertaken to increase the life of valve-regulated lead-acid (VRLA) batteries. Overcharging results in excessive temperature in the battery, which degrades the chemical composition of the electrolyte. When the battery reaches the end-of-charge state, the energy being supplied to the battery is no longer consumed in the charge reaction and this additional energy is dissipated as heat within the battery. At this point, the oxygen cycle accelerates, which leads to temperature rise inside the battery. State-of-the-art control technology is required to control the charging of the battery and prevent the battery going into thermal runaway. This paper discusses the charging strategies for VRLA batteries in standby applications. Intermittent charging decreases the continuous overcharge which arises in the case of float charging. The charging regime used in intermittent charging must ensure the full recharge of the battery. This paper describes a new efficient method of charging batteries employing an intermittent charging technique called "Interrupted Charge Control." Laboratory tests and results are presented.     

宽电压输入智能光伏充电控制系统

设计一款具有最大功率点追踪功能的宽电压输入智能光伏充电控制系统。系统采用恒压法和小步长扰动观察法相结合的方式,实现最大功率点的跟踪控制,通过对充电电压、充电电流及蓄电池表面温度的检测,智能地选择快速脉冲充电、浮充充电、自动停止充电等工作模式,使充电过程始终处于安全状态。实际运行结果表明：该系统可在5～26V的输入电压范围内正常工作,充电过程精确可控。     

小型铅酸蓄电池充电的数学模型简化及充电研究

文中对铅酸蓄电池充电数学模型在两阶段充电、恒流放电工作制度下进行了简化,简化后的数学模型是由一个惯性环节1／（T2S＋1）和一个一阶微分环节（T1S＋1）组成的。惯性环节在充电过程中起主导作用,其时间常数T2的大小决定了充电的快慢,而正的大小由浓差极化和化学极化内阻R2决定,因此要解决快速充电的问题,就要解决蓄电池的初始极化问题,也就是初始状态问题。     

基于STM32的无线充电小车综合实验设计

综合实验旨在设计一款基于STM32的无线充电小车,实验采用两轮电机驱动智能小车,使车身质量减轻,同时减少小车的电能消耗。选用STM32F103ZET6单片机作为核心板完成对小车的整体控制,在循迹避障方面通过红外传感器来采集路面信号,信号经过分析处理后,使用L298N电机驱动模块来驱动小车运动。在供电部分采用可充电锂电池作为小车的电源供应,并配套无线充电模块用于对电池的充电。通过综合实验的训练达到拓展学生的创新思维的目的。     

电动汽车电池智能充电系统设计与实现

在传统充恒压、恒流和阶段充电方法的基础上,理论上借鉴了带放电的电流PWM波控制快速充电方法,设计了采用MSP430F2274单片机作为控制器实现的智能充电系统,并阐述了其软件和硬件设计。通过实验数据分析,智能充电系统缩短了汽车铅酸电池充电时间,提高了电池能量接受率率。还新增设了蓄电池的快速充电器的上位机数据管理系统,监控人员可实时监控电池充电状态,查询历史数据,为进一步研究开发快速充电技术提供了有力支持。该方案对提高充电系统的快速性,降低成本和能耗,有一定的参考价值。     

磁耦合谐振式无线充电系统研究

无线充电技术是一种新型的电能传输技术。文中设计了一种磁耦合谐振式蓄电池充电器,能够实现蓄电池无线充电。利用两个发生谐振耦合的电路来捕捉随距离缩减的电磁场,当发射回路和接受回路处于谐振状态时,谐振体之间能量交换可以达到很高的效率。利用变压器互感模型对磁耦合谐振无线电能传送进行了分析,设计了功率为4 kW的磁耦合谐振频率75 kHz的试验电路,实验结果表明,当传输距离为0.3 m时,效率接近90%。