1.求基于单片机的铅酸电池充电器毕业设计论文
基于PIC单片机的数字式智能铅酸电池充电器设计 摘要:介绍了铅酸蓄电池的特点及使用PIC单片机对充电器实现全数字智能控制的方法:并且设计了一个能够输出15V/50A、采用恒压限流模式的充电器。
关键词:铅酸蓄电池;智能充电器;PICl6C73;数字控制 0 引言 铅酸蓄电池由于其成本低、容量大、安全可靠等特点,在通信、电动汽车、军事、航空航天等各个领域都有广泛的应用。电池的性能好坏、使用寿命的长短直接影响到电子产品的使用寿命和使用安全;而充电器的好坏又直接影响到电池的使用寿命。
因此研究低成本又有智能管理功能的充电器是有实际应用价值的课题。 1 目前智能充电器的几种结构 1.1 基于专用芯片的管理系统 现在,UNITRODE公司已开发出系列电池管理专用芯片。
凼为电池管理中采用最多的就是控制充电电压及充放电电流,电池管理芯片正是抓住了这一点,为VRLA电池研制了具有四状态管理的专用控制芯片,可以智能地实现带温度补偿的四状态管理方案:涓流充电模式、大功率充电模式、过充电模式和浮充电模式。不同的电池要有不同的芯片控制,因此,用专用芯片做管理系统其灵活性较差。
1.2 基于监控测量的蓄电池管理系统 在给电池充电的过程中,涉及到电池工作电压、工作电流、温度等参数,这些都是表征电池状态的重要参数。采用传感器提取这些参数,然后再配合故障诊断、遥控遥测、自动报警和事故现场处理等功能,就可以组成一电池管理系统。
如图1所示。 1.3 与电源设备一起构成的蓄电池充放电管理系统 在通讯、供电系统中,为了保证电网掉电时蓄电池组能及时补充电能,在规定时间内向负载供电,保证通信或电力合闸系统的正常运转,通常是将电池组自接挂接在电源模块输出端。
当电网正常工作时,电池组工作在浮充状态,起到平滑滤波和保持容量(补充自放电的容量损失)的作用。一旦电网掉电,蓄电池组立即投入工作,当电网恢复,电源模块立即对电池进行充电。
如图2所示。 这样的一个系统由于和电源模块联系起来,所以,可以从充放电过程上来优化电池工作状态,电池充电成为可控的过程,建立在这样一个系统上的监控单元应该具有第一种监控系统中所有功能,并且可以和电源模块直接“对话”,根据要求对电池进行管理,并且可以实时监控电池的放电状态,对电池的工作进行优化。
因此,电池组的工作会更加可靠,可控性和智能化程度也会更高。但是这样一个系统存在的丰要问题是: (1)没有解决电池组串联运行过程中不均衡现象的问题,这也是电池失效的重要原因之一; (2)一般只完成了电池生产厂家提供的充电曲线,对于电池在使用过程中发生的其它问题控制不够全面,例如深度放电后的涓充问题等。
在将来,充电器的发展方向足智能化、数字化、集成化。智能化可以使电池的管理做到全自动,无需人员监管,真正做到免维护。
数字化和集成化可以减少管理系统的体积和重量,减少系统的复杂度。 2 目前几种充电方式 铅酸蓄电池的允电方法目前主要有恒流、恒压、恒压限流、脉冲充电、Retlex充电法。
2.1 恒流充电 恒流充电方式是一种简单的充电方法。但是,恒流充电有其局限性:对电池过充电就会造成电池寿命的缩短,而过小电流又会延长充电时间。
2.2 恒压充电 恒压充电用简单的控制方法很容易就能实现。在充电的初始阶段,由于电池的电压很低而造成充电电流很大,这对电池会造成损害。
当电池电压达到一定值之后,电流就会随之减小。这种充电方法的缺点就是会造成温度上升和电池的寿命减少,并且在开始时电流很大。
而后来快充满时电流又很小,就无法充分利用充电器的容量。 2.3 恒压限流法 恒压限流法实际上是将恒压充电和恒流充电相结合,又可称为混合充电法。
在充电开始阶段,由于电池电压过低,为避免电流过大而损坏电池,就采用恒流充电法来限制充电电流。但电压达到预定值时,进入恒压充电方式。
恒压限流方式是大多数电池厂商推荐的充电方式。由于蓄电池充电电压较低,充电后期电流很小.因此电解液中产生的气泡很少,可以节省电能、降低蓄电池的温升,避免损坏电池的极板。
恒压限流方式是一种很有效的充电方式,加上过充判断、浮充控制、温度补偿等就可以形成一个简单的充电管理系统,蓄电池可以在这个系统下更好地工作。 2.4 脉冲充电 在充电过程中,只要充电电流不超过蓄电池可接受的电流,蓄电池内部就不会产生大量的气泡。
蓄电池中产生的极化现象会阻碍充电,并且使出气率和温升显著升高。因此,极化电压是影响充电速度的重要因素。
用周期性的脉动电流给电池充电可以使电池有时间恢复其原来状态,减小极化现象的影响,解决快速充电面临的难题。但是目前这种充电方式还在研究阶段,对于采用多大的脉冲周期,占空比又是多少之类的具体问题还没有一个定论。
2.5 ReflexTM充电方式 Retlex充电方法是脉冲电流法的改进:一个周期是由一个正脉冲后加一个负脉冲,然后才是空闲时段。这样就强制消除电池的极化现象,使得电池充电时可以更快而又不损害电池的使用寿命。
这种充电方式与脉冲充电方式一样,仍然处于研究阶段。 3 数字。
2.急
随着通信网络规模的不断扩大,通信电源设备的稳定性和安全性变得越来越重要。
如果电源系统发生直流故障,常常会造成整个通信的全部中断。通信电源设备主要由交流高压、低压变配电设备,直流配电设备,交流稳压器,整流设备,UPS设备,DC/DC变换器,蓄电池,发电机组等组成。
在安装电源系统时,首先先了解下电源的走向。第一,高压经过线路进入高低压配电室(变电所)首先进入高压配电柜;第二,高压配电柜后面就是变压器,将高压变压为380V/220V; 第三,变压器出来接的就是低压配电柜,这个配电柜和其他低压配电柜不一样,因为有油机供电,所以要起到市电油机切换的作用;第四,下来继续接低压配电柜,用交流母牌连接,将电能配送至各单体建筑;第五,如果电能配送至通信机房,则要涉及到UPS,开关电源,当然还有与之配套的蓄电池组。
UPS主要保证交流不间断供电,开关电源则是保证直流不间断供电。为了保证不间断供电,UPS和开关电源都要和蓄电池搭配使用。
通信电源建设可以分为交流供电系统建设,直流供电系统建设和接地系统建设。 (1).交流供电系统 通信电源的交流供电系统一般由高压配电所、降压变压器、柴(汽)油发电机组、UPS和低压配电屏组成。
高压配电所和降压变压器应按照电力部门的规范进行建设安装;柴(汽)油发电机组、UPS和低压配电屏的安装应遵照电信电源规范进行。 柴油发电机组安装顺序为:开箱检验,安装固定,稳机找平,排气管加工套丝(或焊接),安装波纹管,安装消音器以及试车调测等。
UPS在安装前,要对单节蓄电池进行外观检查,观察是否有渗漏液及壳体变形破裂现象,然后对单节电池进行开路电压测试并记录。电池连接结束后,要对电池总的输出电压进行测试并记录,以防部分电池极性接反。
在连接UPS的交流引入线时,火线零线不允许接反(注意某些UPS还有相序之分)。 低压配电屏安装前要对固定螺丝进行全面加固,测试屏内相间有无短路现象,安装时检查屏内压降。
(2).直流供电系统 通信设备的直流供电系统一般由整流器、蓄电池、DC/DC变换器和直流配电屏等组成。分为集中供电(见图3-1)和分散供电(见图3.2) 整流器(目前基本都用高频开关电源)安装时要对机架内加固件进行全面加固,检查输入、输出有无短路,加电后要进行电气性能测试。
蓄电池在安装时要对蓄电池外观进行检查,对单节开路电压作测试并记录。电池连接结束后,应对总电压进行测试并记录。
DC/DC变换器在加电前,要对输入、输出端进行测试,加电后测试输出电压值,同时要对其它性能进行调测。 直流配电屏的安装类似于上面所讲交流屏的安装。
图3-1 集中供电 图3-2 分散供电 (3).接地系统的建设 为提高通信质量,确保通信设备与人身的安全,通信机房都要求有良好的接地系统。通信电源接地系统通常采用联合地线的接地方式。
联合接地的标准连接方式是将接地体通过汇流条(或大截面的铜芯电源线)引入到电力室的接地汇流排,直流工作地、防雷地和保护地再分别从该总地排上引接出来 在通信电源设备的建设过程中,安装人员应本着严谨认真的工作态度去操作,否则会给维护部门造成很多麻烦,甚至造成事故。 3.2 通信电源系统的调测 通信电源系统的调测从工程、运行维护角度对通信电源系统运行质量指标的"五性"----稳定可靠性、可用性、可维护性、可持续性、安全性进行分析和论述,其目的是使现有在运行的系统更加高效、可靠地运行和为以后的工程提供技术支持. 衡量各设备投入运行以后的性能指标 3.2.1 稳定可靠性 稳定可靠性包含稳定性和可靠性两个概念,两者各有自身的含义又互相关联。
稳定性表现在自身运行的三个方面: (1) 设备运行的稳定度 设备名称 项 目 高频开关电源 杂音指标,稳压精度,均流,负载动态响应 UPS 频率稳定度,电压稳定度,总滤波失真,瞬态时间,动态响应等 蓄电池 动/静态单体端电压的一致性,温升,螺栓紧密情况等 柴油发电机组 机组运行状态,输出电压,频率的稳定度 (2) 设备预设工作模式的持续执行 设备名称 项 目 高频开关电源 双路电的切换,周期性电池放电测试,周期性电池均衡充电,故障自诊断,浮充/均充的自动转换,"三遥"功能,故障回叫,报警功能,二次下电,充电限流,系统限流等。 UPS 周期性电池放电测试,周期性电池均衡充电,故障自诊断,浮充/均充的自动转换,"三遥"功能,故障回叫,报警功能,充电限流,自动分配市电/电池供电方案,自动开/关机程序等 蓄电池 柴油发电机组启动成功率,自启动,自投载,自停机,自补给程序 (3) 自身产生的错误或误动作 设备名称 项 目 高频开关电源 温度漂移,老化漂移影响输出特性和均流;控制单元与整流模块之间的通信故障;控制链路中采样不准确或错发指令;误告警(当告警时不告警,正常时误告警)等。
UPS 温度漂移、老化漂移影响输出特性和并机环流,数字处理器(DSP)或中央处理器(CPU)与整流部分,逆变部分,静态开关,并机板,充电器之间的通信故障或错发指令,误告警(当告警时不告警,正常时误告警)等。
3.【非氧化还原反应如何设计为原电池
非氧化还原反应的电池符号,只能用尝试法写.前提是,要对基本的电极类型非常熟悉才行.先拆分为2个电极反应(不必在意正负极,任意指定正负极即可)Ag - e → Ag+Ag - e- + Cl- → AgCl然后写出对应的电池符号,Ag(s)|Ag+(c1) AgCl(s),Ag(s)|Cl-(c2)任意指定某电极为负极,写出电池符号,比如 (-)AgCl(s),Ag(s)|Cl-(c2) || Ag+(c1)|Ag(s)(+)写出你指定的电池的电极反应式,相加得到总反应式.注意,这时候已经指定了正负极了.Ag - e → Ag+AgCl + e- → Ag + Cl- AgCl = Ag+ + Cl- 发现总反应与题目所给的反应恰好相反,所以指定电池的正负极反了,换过来就得到正确的电池(-)Ag(s)|Ag+(c1) || Cl-(c2)|AgCl(s),Ag(s)(+)。
4.本科《机电一体化系统设计》毕业论文怎么写
这个呢》 机电一体化技术及其应用研究摘 要 讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用,并说明其在钢铁工业中的应用以及发展趋势。
关键词 机电一体化 技术 应用1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。1.1 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。
数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。
1.2 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。
随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。1.3 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。
如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。
1.4 网络化 由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品,现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。
1.5 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。1.6 微型化 微型化是精细加工技术发展的必然,也是提高效率的需要。
微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems,简称MEMS)是指可批量制作的,集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针,1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来,国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展,开发出各种MEMS器件和系统,如各种微型传感器(压力传感器、微加速度计、微触觉传感器),各种微构件(微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等)。
1.7 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合,又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率,应使系统具有更广泛的柔性。
首先可将系统分解为若干层次,使系统功能分散,并使各部分协调而又安全地运转,然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来,使其性能最优、功能最强。1.8 带源化 是指机电一体化产品自身带有能源,如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。
由于在许多场合无法使用电能,因而对于运动的机电一体化产品,自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。
1.9 绿色化 科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化,在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以,人们呼唤保护环境,回归自然,实现可持续发展,绿色产品概念在这种呼声中应运而生。
绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求,机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境,产品寿命结束时,产品可分解和再生利用。
2 机电一体化技术在钢铁企业中应用 在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为核心,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面:2.1 智能化控制技术(IC) 由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点,传统的控制技术遇到了难以克服的困难,因此非常有必要采用智能控制技术。
智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等,智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉。
5.初一下册生物设计“为家长设计一份午餐食谱”为家长设计一份午餐食
建议你用原稿纸,因为我也是初一,刚刚写完就看到你这个问题了.1,炒芹菜炒豆干(因为芹菜含有大量的维生素和粗纤维,豆干含蛋白质,都是对身体一多多好处)或者其他的青菜也行. 2. 清蒸鱼(鲈鱼,其他鱼都行),因为好做,而且好吃.低胆固醇,低脂肪. 3.西红柿鸡蛋汤,西红柿含有丰富的维生素,特别是维C. 4.米饭.主食,碳水化合物 应该够吃了吧.碳水化合物,维生素,蛋白质都有了.又营养,又低热量低胆固醇低脂肪.我觉得还可以吧.我这里包含埋好处,不够的话还有: 早,中,晚餐的能量各占30%,40%,30%,在三十七页提示上也说只有秋含有五类食物,比例合适,就是1:2:3:4:5,分别对应油,奶类,肉食,蔬菜,粗粮或面食.按比例抽取就是了,油就不用说了,每道菜里都有;奶类,牛奶就行;肉类,猪肉鱼肉都行;蔬菜,黄瓜,土豆等等;面食粗粮,面或米饭,玉米就差不多了.请你采纳。
6.如题典型汽车电动式电控动力转向系统的分析的论文
客车车身骨架结构有限元分析与研究 重型特种车车架强度分析及其轻量化问题研究基于三维CAD和有限元分析的扬子福铃皮卡车架的结构分析汽车车身CAN总线控制系统应用与研究基于视觉导航的智能车辆自主行驶研究 后桥主减速器装配的关键测量技术 车载多媒体视音系统的设计与研究 基于CAN总线的车身控制模块 驾驶员—四轮转向汽车闭环系统运动稳定性研究 汽车动力总成悬置系统隔振性能分析与优化设计 汽车测试系统的虚拟仪器研究 汽车横侧主动安全性仿真研究 基于虚拟仪器的智能化机动车综合性能检测系统的研究CNG加气站技术经济性及子站压缩机气阀工作过程研究 非线性座椅悬架曲面板设计及理论分析 控制网络技术在轮胎胎面生产监控系统中的研究与应用 基于输出反馈的汽车电动助力转向与主动悬架系统集成控制研究 客车空气弹簧悬架的初步研究 汽车电控系统在线故障诊断方法的研究 汽车车身造型设计方法的研究 汽车高速轮胎试验机液压伺服加载系统研究 混合动力电动汽车控制策略的仿真研究及优化 基于虚拟样机技术的汽车整车操纵稳定性研究 基于虚拟样机技术的汽车操纵稳定性仿真研究 CFD技术在催化转化器上的应用研究 辅助动力电动汽车整车匹配及电机控制系统研究汽车轮胎滚动半径试验研究 基于知识的轿车视野校核系统研究与开发 YD01型轿车车身结构分析研究 脉冲数互比法汽车轮胎气压异常报警模式研究 轿车转向节成形新工艺研究 轿车铝合金轮毂台架试验的有限元数值模拟 多传感器信息融合在车辆定位与导航中的应用 车辆悬架系统用磁流变阻尼器的设计方法研究 汽车安全玻璃副像偏移电子检测系统 车载电源控制系统研究 汽车动力性计算机辅助计算 同步器操作性能与寿命测试系统的研究 基于网格的车身冲压件模具设计平台若干关键技术研究 基于DSP控制的电动车的两轮驱动研究 混合动力客车整车控制策略及总成参数匹配研究 半主动空气弹簧悬架智能控制算法的仿真及试验研究 分岔理论在汽车转向轮摆振机理及其控制策略研究中的应用 重型载货汽车底盘性能设计参数控制研究 基于模糊控制的半主动空气悬架系统的仿真与试验研究 双质量飞轮的汽车动力传动系扭振特性分析 汽车列车运动轨迹跟踪控制仿真研究 车牌半成品自动生产线的铝带烘干系统能量最优控制研究 汽车制动性能检测系统研究 新型汽车主动悬架系统及其鲁棒控制研究基于SOPC技术的汽车制动性能检测 汽车ABS仿真检测建模与模型中相关参数影响的研究 基于GSM短信息的GPS汽车定位与防盗系统的研究 汽车综合性能自动测控系统研究 汽车ABS仿真检测平台的研究 汽车电源系统的分析及仿真 车辆行驶记录仪研究 汽车废气能量回收装置的研究 汽车注塑件气辅成型关键技术的研究 台架试验中车轮位姿视觉识别算法的研究 基于模糊逻辑的汽车麦弗逊悬架的动力学仿真 复数车辆超车过程中的气动干扰特性研究 汽车试验台用驾驶机械手开发研究 轿车驱动轴等速万向节结构强度的有限元分析 发动机输出扭矩与悬置力的非稳态仿真 混合动力汽车动力总成故障诊断的研究 汽车TCS轮速识别与电子节气门控制 8X8轮式越野车独立悬架和整车性能仿真分析与优化 电动助力转向系统助力特性和控制算法研究 基于ADAMS的油气消扭悬架系统仿真分析 重型载货汽车车架结构的有限元仿真及优化 轿车白车身撞压变形特性对乘员伤害指标影响的仿真分析中国首台汽车性能模拟器动力学模型的改进 侧风对轿车气动特性影响的数值模拟 电子节气门控制系统的开发研究 混合动力公交中巴动力源的建模和控制策略研究车辆驾驶机械手的研制与伺服运动控制研究 线控转向系统参数与整车匹配设计的研究 主动控制式电磁液压悬置隔振特性研究 CVT车辆中发动机与液力变矩器共同工作性能的研究 汽车制动专家系统知识库的建立和人机界面设计 汽车制动试验台数据采集、处理系统研制 汽车零部件网络化制造系统环境下企业应用集成架构及技术研究 汽车驱动桥壳的有限元建模与分析 总线技术在商用车上的应用研究 汽车ABS测试系统的开发与试验研究 燃料电池混合动力电动车仿真分析与控制策略研究基于LIN总线技术的汽车车门系统的开发空气悬架控制系统仿真及试验研究 双轴并联混合动力汽车的实时仿真技术研究 时域内平衡悬架牵引车行驶平顺性建模仿真及试验研究 混合动力城市客车正向建模及仿真软件研究 混合动力汽车复式制动系统的设计与性能仿真 发动机故障异响信号分离方法研究 支持汽车电子的嵌入式软件编程接口 基于六自由度的汽车驾驶虚拟现实系统的开发 用于汽车制动力分配的数字电液比例系统 汽车车轮定位检测设备微机联网系统的研究与开发混合动力城市客车CAN总线仪表的研制 混合动力电动汽车ISG系统模型化与控制算法研究 车辆转向梯形及发动机试验数据优化拟合的研究基于数字技术的无级变速器电液控制系统研究 4*2中重型汽车驱动防滑硬件在环仿真及道路试验研究ABS&TCS控制系统的控制算法研究与仿真分析基于仿真环境驾驶员临界反应能力的研究 汽车TCS系统建模及控制逻辑研究 机械惯量电模拟方法在汽车ABS检测中的应用研究 基于电磁滑差原理的可。
7.供用电技术毕业设计论文
无线供电技术方案及应用 摘要:无线供电是一种方便安全的新技术,无须任何物理上的连接,电能可以无接触地传输给负载。
通过介绍无线供电的原理 和简易的无线供电模型,探讨和分析其中一些关键问题。 关键词:无线供电;电磁波;电磁耦合;非辐射性谐振磁耦合 无线电是指在自由空间(包括空气和真空)传播的电磁波。
无线电技术是通过无线电波传播信号的技术。无线电技术的原 理在于,导体中电流强弱的改变会产生无线电波。
利用这一现 象,通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传 播到达收信端,电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。
通过解调将信息从电流变化中提取出来,就达到了信息传递的 目的。无线电技术大量应用于以无线广播、电视、移动通讯和无 线数据传输网络中。
既然电磁波不需要介质也能向外传递能量, 那么我们能不能在电力传送上也采用无线传输的方式呢? 1电磁波方案 1.1原理 电磁波,俗称无线电波是人们非常熟悉的一个概念。电磁波 不仅能传输信号,它也能传输电能。
1.2应用 美国一家公司Power Cast开发了这项技术,整个系统基本 上包含了两个部件,称为Power Caster的发射器模块和称为 Powerharvester的接收器模块,前者可插入在插座上,后者则嵌入 在电子产品上。发送器发射安全的低频电磁波,接收器接收发射 频率的电磁波,据称约有70%的电磁信号能量转换为直流电能。
该项技术之所以会得到多家厂商的青睐,原因在于它独特的电 磁波接收装置,能够根据不同的负载、电场强度来作调整,以维 持稳定的直流电压。可为各种电子产品充电或供电,包括耗电量 相对较低的电子产品,诸如手机、MP3随身听、温度传感器、助听 器,甚至汽车零部件和医疗仪器。
2电磁感应(磁耦合)方案 2.1原理 电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一,它显示了电、磁现象之间的相互联系和转化。电磁感应是电磁学中的基本原 理,变压器就是利用电磁感应的基本原理进行工作的,变压器由 一个磁芯和二个线圈,即初级线圈与次级线圈组成。
当初级线圈 两端加上一个交变电压时,磁芯中就会产生一个交变磁场,从而 在次级线圈上感应一个相同频率的交流电压,电能就从输入电 路传输至输出电路。对图1所示的变压器基本电路,两个端口的 电压降可表示为: V1=jwL1I1-jwMI2 Y2=jwMI1-jwL2I2=ZLI2 式中L1、L2和M分别为初级电感、次级电感与互感,ZL是 负载电阻。
初、次级间耦合度可用耦合系数K来定义:K=M/ 32 姨L1L2 耦合系数反映了变压器的优值,对于一个近似于理想的变压器, 可简单表示为:V1/V2≈L1/L2≈N1/N2 式中N1与N2分别是两个电感的匝数,就是所说的电压比 等于匝数比。 2.2应用 应用于无线供电或充电的装置而言,其初级线圈与次级线 圈处于两个分离的各自部件中,因而线圈间的耦合是比较松散 的。
该系统相当于一个分离式疏松耦合变压器,选用Ferrite芯增 加其耦合效率、减少漏磁。 最早使用电磁感应原理传输能量的是电动牙刷。
电动牙刷 经常接触水,不采用直接充电方案,在充电座和牙刷中各有一个线圈, 当牙刷放在充电座上时就有磁耦合作用,类似一个变压器,感应 电压整流后就可对镍镉电池充电,整个电路消耗功率约3W。 日本东京大学的教授们设计了一种塑料薄膜电源,很有创 意,用途也十分广泛。
例如,可将它铺在地板上或桌子上,或嵌入 在墙壁上,为圣诞树上发光二极管、装饰灯供电,为鱼缸水中灯 泡或小型电机供电。薄膜电源由四层塑料薄膜组成,最低一层是 电导可控的有机晶体管,上面是感测兼容电子设备接近的铜线 圈,再上面是接通或关闭电源的MEMS开关,最上面一层是传送 电能的铜线圈。
制作工艺采用了丝网印刷和类似于喷墨打印的 新工艺。它的工作过程是这样的;当物体处于薄膜2.5cm范围内 时,最靠近的MEMS开关接通电源,电感线圈就利用感应原理向 设备供电。
据称,该项技术的效率是很高的,电源传输效率可 81.4%。目标的价位每平方米约100美元。
英国一家公司Splash power推出一款利用电磁感应原理 的手持式设备无线充电器。主机Splash Pad是一个经久耐用、鼠标垫大小充电座,另一个部件是安置在PDA或手机内的Splash Module。
图2是它的原理示意图。当设备放置在Splash Pad上时,Splash Module有效地从充电器吸收能量,为设备中的 电池充电。
Splash Module可按产生的电功率要求、空间大小和 形状定制,直接整合在设备中,或作为一个附件使用。它的优点 是:高效率接收器,符合设备充电协议。
实时、合理的检测器,防 止充电器误用。自动处于低功率状态,符合欧洲EnergyStar准 则。
可缩放的磁芯体拓扑,支持目前的和未来的产品市场。 电磁感应还被用来为MEMS器件供电。
MEMS器件,尤其是内置 执行器的微型器件对电源有特殊要求,这里无线供电就显示出 它的优越性,没有物理限制,高电压和高功率可能性。 3非辐射性谐振磁耦合方案 3.1原理 2007年,美国麻省理工学院(MIT)以Marin Solijacic为首 的研究团队完成了一项无线传输电力的实验。
实验室里放置着2 个铜线圈,一个线圈通电,另一个放在离它2米外。
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