基于太阳能光伏电池组件的微芯片电源电路设计

采用无线通信技术实现太阳能光伏组件的电流、电压、温度等重要数据采集、传输、汇聚,一般必须安装数据采集和通信控制电路板在太阳能光伏组件板上.电路板上主控微芯片工作电压在3.3 V左右,若用太阳能光伏电池组件发电为微芯片提供电能,则有必要研究设计一种特殊的供电电路,该电路必须具备适于比较宽的输入电压范围,确保输出的低电压不变,工作效率高,考虑充分利用微芯片资源,简化设计,降低成本.针对CC2530微芯片设计研究一种自适应宽动态电源电路,该电路巧妙利用CC2530芯片中的MCU产生PWM波实现电源控制,获得稳定的3.3 V输出电压值,解决太阳能光伏的组件数据采集电路板安全稳定的供电问题.其创新之处在于实现了一片CC2530芯片采集数据、无线通讯和电源管理的目的,简化了电路,省去了传统采用的独立DC-DC电源模块.实验证明,基于CC2530芯片设计的自适应宽动态电源电路工作效率高,输出电压稳定.     

无线小型录井仪太阳能供电技术的研究与应用

给出了"太阳能电池板、蓄电池、充电控制器和电压变换与监测" 的太阳能供电系统的设计结构.详细计算了系统中各个组成模块的技术参数,并以此选取了单晶硅太阳能电池板、免维护铅酸电池和智能充电控制器,设计了电压变换和电压监测电路.现场试验和应用表明,设计的12V/20Wp太阳能供电系统满足胜利油田(东营地区)连续3个阴雨天条件下无线小型录井仪的连续供电要求,工作稳定.     

具有供电源自动切换功能的WSN节点供电系统

针对一般太阳能供电系统中电池充放电频次高、太阳能电量利用率低的问题,设计了一种具有供电源自动切换功能的WSN节点供电系统。该系统能自动检测并分析太阳能电池板输出电压值与设定阈值大小关系,由单片机根据分析结果控制供电源在太阳能电池板与充电电池之间自动切换。系统具有基本的电池充电及放电保护等功能。测试结果表明:该系统能在白天光照适合时有效降低电池充放电频次、提高太阳能电池电量利用率,可为野外环境中的WSN节点提供持续稳定的5 V和3.3 V工作电压,电压值平均偏差小于3%。     

基于TPS61200的太阳能电能收集充电器设计

太阳能电池板在不同太阳光照射下,输出电压变化范围大,受此影响,传统的太阳能充电器通过简单的降压方式或者升压再降压的方式充电,电路转换效率低,并且只能在较强的光照下才能工作,太阳能利用率低。利用TI公司生产的智能电源管理芯片TPS61200设计了电能收集充电器,该充电器能根据太阳能电池板输出电压大小进行升压、降压电路的自动切换。实际测试表明,该电路输入电压为1.2～5.5 V,最大充电电流达1.2 A,电路最低转换效率不低于72%,最高转换效率达92%以上,即使在很微弱的光照条件下,也能对太阳能电池板输出的电能进行收集并对锂电池进行充电,太阳能利用率较高。     

太阳能便携式多功能电源设计与实现

设计了一款太阳能便携式多功能电源系统,由太阳能电池、锂离子电池、充放电控制系统等组成.其中电池板供电电压经过Buck型变换器降压后给锂离子电池充电.另外,该一体机提供多种输出方式,一个方式经过LM2676-5.0稳压电路,稳定地输出5V电压,手机、MP3、MP4、数码相机等下小功率设备通过USB口接入即可充电,非常方便.另一方式经过Boost变换器升压,输出16V、19V的电压,可为Pad、笔记本等大功率设备供电.该系统体积小、功能多,实现了真正意义上的便携.     

绿色能源——太阳能充电器

太阳能充电器使用太阳能电池板,经太阳光辐射产生电能对电路提供直流电源经对被充电池充电,并能在保护电路控制下当电池充电完成后自动停止充电。本充电器设计电压稳定,调压和使用范围广,适用不同型号锂电池的充电。     

财政分权对城乡收入差距的影响—基于区域技术创新的遮掩效应

设计了一种太阳能手机壳。以太阳能电池板作为发电装置,采用LM2596-5V稳压电路将太阳能板输出的电流电压转换为手机充电所需的5V电压,降压稳压电路的电压输出端连接Micro USB接口或Type-C接口,将该接口置于手机壳的正下方,手机充电口直接插入该接口,即可将手机接入充电电路,无需充电线即可为手机充电,极大地方便人们的出行。     

一种太阳能与市电混合供电装置设计与实现

文章介绍一种新型的供电装置,该装置由太阳能电池及其检测电路、蓄电池及其检测电路、单片机,充电电路等组成.它能充分利用太阳能,并在太阳能供电不足时自动转为市电供电,解决长期阴雨天情况下太阳能供电不足的问题.     

一种具有冷启动功能的自供电压电能量收集系统

文章根据并联同步开关电感收集(parallel synchronized switch harvesting on inductor, P-SSHI)技术,提出一种自供电的压电能量收集系统,实现了在低激励环境下的系统启动和电压输出功能,并基于压电材料分离电极理论设计冷启动电路。该系统采用带有有源二极管的P-SSHI整流电路代替传统的整流结构,以减少整流过程的能量损耗,能够在动态范围内调节输出电压,实现多输出负载的功能。基于0.18μm CMOS工艺仿真结果表明,该系统的电压翻转效率达到85%,输出功率是采用传统整流电路的5.8倍,同时能够产生1.2、1.8 V 2种电压,用于不同负载供电。该自供电能量收集系统可用于解决物联网无线传感器网络节点的自供电问题。     

新能源供电多能互补发电系统设计

为了克服单一新能源发电具有转换效率不足、电能输出不稳定和新能源利用率较低等缺点,设计一款以风能、太阳能和海洋能等多能融合实时互补的发电系统,包括互补发电能源转换装置的设计、斩波电路、电能储能电路的设计和基于MATLAB(SIMULINK)的系统仿真验证。主要研究能源获取后进行的DC-DC斩波技术和充电技术。结果表明互补电能变换电路能够获取稳定的直流电压;直流母线通过逆变电路可以为后续的交流负载供电,同时可以通过充电电路给蓄电池供电,蓄电池采用分组管理的方式解决了过量充放电的问题并降低了充放电次数,蓄电池可以通过逆变为交流负载供电或者直接为直流负责供电,整个蓄电池储电部分达到了电能缓冲的目的。设计的新能源供电多能互补发电系统很好地解决了单一发电系统存在的问题,并给出了系统实现的完整方案,经过仿真验证系统能够实现新能源多能互补的发电目的,为新能源的有效利用提供了一个可行的途径。     

基于电磁感应方式的锂离子电池无线充电器的设计与实现

本文设计了一种基于线圈电磁感应原理的无线充电平台,对锂离子电池的无线充电技术进行了实验分析和研究。测量了该平台的PWM驱动信号,能量发送电路,能量接收电路,锂离子电池充电时间和充电电压,测得的实际波形和数据说明该无线充电平台符合设计要求,使无线供电技术在其它便携式电子产品中的应用提供了参考案例。     

微波无线输能技术研究进展与系统设计

微波无线输能(microwave wireless power transmission, MPT)技术应用于不易获取直流电能的场合, 是研制太阳能卫星、近空间飞行器的关键技术, 也可应用于无线传感器网络节点供能及环境低微微波能量的回收. 比较了微带线型和共面带状线型2种典型整流天线的单元和阵列性能, 提出了对接收天线和整流电路的要求; 以获得最大微波波束捕获效率为目标, 分析了发射天线拓扑结构及高斯削尖口径电平分布. 在研究以上关键技术的基础上设计了一套C波段微波输能系统, 该系统从发射端到接收端的直流-直流效率为35%. 最后指出了微波无线输能技术存在的问题和未来发展方向.     

PCMICA无线数据上网卡电源电路设计

研究了PCMCIA无线数据上网卡电源电路设计,分析了PCMCIA无线数据上网卡电源电路设计中面临的问题:电压转换、储能、过流保护.对DC/DC电压转换电路和超级电容储能电路进行详细分析,并给出了解决方案.     

小型光伏电池在ZigBee传感网络中的应用

针对工业测控现场需要进行测量信号无线传输问题,提出了一种基于CC2530片上系统,集成了符合ZigBee 2007/PRO规范的Z-Stack协议栈的无线传感节点实现方案,使得网络拓扑结构灵活、路由快速可靠.系统用单晶硅太阳能电池,并特别设计了超低功耗电源管理电路为储能元件法拉电容充电,节点设置为休眠-激活-休眠循环工作模式,解决了太阳能电池在长达10 d无光照情况下传感节点仍能正常工作.实际测试及应用结果表明,系统运行稳定可靠.     

基于风光互补发电无线电能传输系统的研究与设计*

风光互补发电系统作为一种绿色能源可独立对外部供电,无线电能传输(Wireless Power Transfer)技术又提供了一种方便快捷的能量传输方式,本文结合两者的优点,将风光互补发电系统的输出作为WPT谐振电路的输入端,利用无线电能传输技术对负载供电,利用了绿色能源的同时又能节约电力运输成本。分析了磁耦合感应与磁耦合谐振之间的联系以及平面线圈频率分裂的相关因素,针对目前小型平面谐振无线充电设备随发射端和接收端距离的变化而产生传输波动的问题,在发射端采用XKT-408集成电路进行自动频率锁定,在发生频率分裂时调整线圈偏移角度可削弱两线圈的互感系数来抑制频率分裂现象,提高了接收线圈峰值电压。最后搭建了小光互补无线能量传输系统,在径向距离50mm处可成功对负载充电,该模型为基于风光互补发电无线充电系统的应用提供了参考。     

基于最大输出电流的智能太阳能电源管理电路

为实现跟踪太阳能电池板的最大功率点, 提出一种基于直流鄄直流(DC/ DC: Direct Current-Direct Current)变换器最大输出电流的方法, 并将模糊逻辑控制理论应用于太阳能电源管理电路进行智能化充放电管理。 建立了 DC/ DC 变换器数学模型, 理论证明了基于最大输出电流跟踪太阳能电池板的最大功率点的可行性。 模型采用 STM8L151K4T6 单片机控制 Sepic 变换器电路实现了对 3 W 的小功率太阳能电池板的最大功率点跟踪, 对储能元件蓄电池的恒流恒压充电控制以及过充和过放保护进行控制。 实验结果验证了该设计的合理性和有效性, 实现了太阳能电源管理电路的最优控制。     

光强自助校准的太阳能电池 J-V 自动测试系统

为解决现有太阳能电池测试系统结构复杂、价格昂贵和使用不便等问题,研制了一种具有光强自动校准功能的太阳能电池 J-V( Current Density-Voltage) 特性测试系统,能实现多个太阳能电池器件的自动测 量。系统由计算机及测试软件、数字源表 Keithley2400、输出功率为 500 W 的氙灯光源及其驱动电源、多器件自动 切换及其测量电路、标准光电二极管组成的光电流测量电路及光强校准电路、氙灯工作时长测量电路等模块构成,上位机测试软件采用 Visual Basic 语言编写。测试软件依据在标准光电二极管测到的光电流,并通过单片机控制的调光电路输出相应的直流电压到氙灯驱动电源,实现了氙灯光强的自动校准和标准100 mW /cm2 AM1． 5太阳光谱的输出,同时测试软件通过数字源表和多器件自动测量电路分别测得各器件的 J-V 特性,并计算出器件的效率等参数。测试结果表明,该系统达到了既定的设计目标,具有成本低、自动化程度高且使用方便等特点。     

肠道机器人无线电能传输装置的研制

无线供能技术的突破促进了医疗、军事、航空航天、便携式通信设备等领域的发展.本文通过运用电磁感应原理,设计了基于ICPT无线供能技术的肠道机器人无线电能传输装置.通过智能感应终端与充电线圈的耦合,自动校准线圈位置,提高了无线电能传输的效率,最终实现了对肠道机器人的高效无线充电.由于可以对肠道机器人进行无线充电,肠道机器人自身携带电池容量可减小到原来的三分之一,肠道机器人体积相应缩小,减小了由于机器人体积过大对肠道造成的损伤,增加了安全性,此充电方法可以保证肠道机器人作业电能需求.本文还证明了运用电磁感应原理无线传能的可行性、列举了此方法在其它领域的典型应用.     

基于AVR单片机的太阳能路灯照明系统设计

结合蓄电池的充电方法和特性,设计了基于ATmega 48单片机为核心的太阳能路灯照明系统,包括太阳能电池、蓄电池、充电电路、驱动电路和指示电路等,通过单片机软件算法编程科学地控制功率开关管的导通与关断,对蓄电池的充放电和路灯加以控制,科学地采用不同百分比的PWM对蓄电池进行充电,依据不同的需求选择不同工作模式进行供电照明。