检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：李哲愚重庆大学

学位级别：硕士

随着技术的进步,无线传感网络正朝着小体积、低功耗、阵列化的方向发展。作为无线传感网络基本组成部分的无线传感节点,其供电问题得到了越来越多的关注。传统的供电方式采用电池供电,但由于体积限制,电池所携带电量有限,无法满足长期... 详细信息

随着技术的进步,无线传感网络正朝着小体积、低功耗、阵列化的方向发展。作为无线传感网络基本组成部分的无线传感节点,其供电问题得到了越来越多的关注。传统的供电方式采用电池供电,但由于体积限制,电池所携带电量有限,无法满足长期供电的需求。无线传感节点众多的数量对于电池的更换工作带来巨大的挑战,更别说,更换环境是高温、高压等极端环境。随着无线传感节点的功耗越来越低,采集环境能量为无线传感节点供电的自供电技术解决了上述问题。目前,采集的主要环境能量为太阳能、振动能、电磁能等。使用换能器采集到的环境能量无法直接为无线传感节点供能,需要设计电源管理电路为其提供满足功耗和电压要求的直流供给电能。然而,对于输出功率较低的低能量密度换能器而言,传统电源管理电路只能低功率地能量传输。这将导致传输损耗的能量占总传输能量的比例较高,电路的能量传输效率低下,大量采集能量被浪费。因此,需要为低能量密度换能器设计一种新型的电源管理电路。本文在课题组李平教授的指导下,针对低能量密度换能器设计了石英谐振电源管理电路。论文分析了低能量密度压电换能器的输出特性,并建立了低能量密度时电源管理电路的整流模型,理论解释了为何低功率能量传输存在功率耗散大的问题。同时,在课题组师兄师姐设计的变频匹配电路与石英谐振储能电路的基础上,设计了石英谐振电源管理电路。电路使用变频匹配电路将低频的换能器能量高效地提取出来,并将其频率搬移至石英谐振器谐振频率;高品质因数的石英谐振器将能量低损耗地谐振存储起来;当谐振能量积累到较高水平时,快速地释放能量,形成较高功率地能量传输。电源管理电路间歇式的高功率能量传输降低了电路中能量耗散占总传输能量的比重。使用1m F超级电容作为储能元件,对石英谐振电源管理电路的充电特性进行测试。对于频率为50Hz、输出电压有效值8V的低能量密度压电换能器,石英谐振电源管理电路的最大充电功率为5.03μW;较传统的变频匹配电源管理电路,充电电压提高163%,而充电功率提高110%。

关键词：自供电低能量密度石英谐振器电源管理电路

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摩擦纳米发电机电源管理电路的设计与仿真

摩擦纳米发电机电源管理电路的设计与仿真

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作者：汪学敏安徽建筑大学

学位级别：硕士

随着科技产业的不断发展,电子设备向着微型化,耗能低,功能强的方向发展,特别是无线传感器网络的应用,面对如此庞大的电子器件基数,运用传统的电源设备来供电难以实现,急需找到一种便携的充电方式,解决传统电池移动性和可持续性的供电问... 详细信息

随着科技产业的不断发展,电子设备向着微型化,耗能低,功能强的方向发展,特别是无线传感器网络的应用,面对如此庞大的电子器件基数,运用传统的电源设备来供电难以实现,急需找到一种便携的充电方式,解决传统电池移动性和可持续性的供电问题。摩擦纳米发电机作为一种新型的绿色能源收集器件,它能不断地将环境能量转化为电能,并且制作简易,造价成本低,材料选择丰富,工作效率高,为收集低质量能源提供一种全新的技术方案。但是它所产生的能量是具有高电压,低电流的交流电,并且内部的固有电容使得本身的输出阻抗非常高。如果摩擦纳米发电机与能量存储单元直接集成,在能量传输的过程中,就会产生阻抗失配,导致能量的收集效率低,必须经过电源管理电路,才能使摩擦纳米发电机的能量最大化利用。目前已提出的电源管理电路大多需要额外的电源来供应电路,且电路系统结构复杂,针对电源管理电路中存在的诸多问题,本论文根据摩擦纳米发电机的输出特性,设计了自驱动式的电源管理电路,主要研究工作如下:(1)对制作的垂直接触分离模式的摩擦纳米发电机模型进行数据测量,根据数据以及本征方程得出等效电路模型,运用仿真软件对缺少电源管理电路的摩擦纳米发电机储能状态进行分析。(2)为了使能量可以高效地收集存储并给负载供电,从小电容过渡和最大化能量传输两方面设计了四种自驱动式的电源管理电路,使用晶闸管,程控单结晶体管,MOS管以及三极管等分立电子元件来设计电路开关拓扑结构,分析了四种电源管理电路的能量转移过程以及工作原理。(3)通过LTspice电路仿真软件进行仿真实验,对电路工作过程中的电压电流变化以及能量转移过程进行了仿真分析,并且将摩擦纳米发电机通过有无电源管理电路后的输出进行对比,仿真结果显示,摩擦纳米发电机使用电源管理电路后,整个系统在能实现自供电的同时,其功率传输效率变得更高。特别是同步电荷提取优化电路,它可以在500K?时达到最大传输功率,并且总功率传输效率提高到73.2%。

关键词：摩擦纳米发电机电源管理电路阻抗匹配仿真分析

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低功率压电能量采集器电源管理电路研究

低功率压电能量采集器电源管理电路研究

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作者：张瑶瑶上海交通大学

学位级别：硕士

随着传感技术的发展,无线传感节点的应用越来越广泛,使用压电能量采集系统为无线传感节点供电的研究得到了重视。微小型压电能量采集器的内部阻抗呈容性,工作频率低,输出功率较小,无法直接为无线传感节点供电。对于输出功率仅有微瓦量... 详细信息

随着传感技术的发展,无线传感节点的应用越来越广泛,使用压电能量采集系统为无线传感节点供电的研究得到了重视。微小型压电能量采集器的内部阻抗呈容性,工作频率低,输出功率较小,无法直接为无线传感节点供电。对于输出功率仅有微瓦量级的压电能量采集器,当使用传统电源管理电路进行压电能量的传输与存储时,由于流入整流充电回路的电流微弱,整流二极管导通损耗很大,电路的输出功率很低。因此,有必要设计一种针对于低功率压电能量采集器的电源管理电路,将微弱能量高效储存,瞬间释放,驱动无线传感器节点。本文提出了一种电感储能电源管理电路。通过上变频阻抗匹配技术,压电元件的能量被传输并存储至高Q值电感中,电感的能量不断积聚增加,当电感能量达到最大时,通过控制储能开关将电感能量释放到整流充电回路,整流充电回路可获得较高的充电电流,可降低整流二极管带来的导通损耗。本文理论分析了电感储能的过程、电感储能电流对电路平均充电功率的关系,以及电感分布电容对电路平均充电功率的影响。本文制作了具有低分布电容的高Q值蜂窝电感,对比普通绕线电感,使用蜂窝电感的电路可将电路充电功率提高16.3%。在输入功率为1-10μW时,相比于传统变频电路和经典整流电路,本电路的平均充电功率分别提高了15%-98%和144%-367%。故电感储能电源管理电路可将低功率压电能量采集器的微弱能量高效存储到储能电容中。为实现压电能量采集器的高效自供电电源管理,本文设计并分析了两种自供电管理电路。第一个是采用传统线性稳压辅助电源的自供电电源管理电路,压电能量采集器输出电压被整流滤波成双极性电源,为电源管理电路的控制模块提供稳定的电源电压,但是这种自供电方式导致电源辅助电路功耗较高。为降低功耗,本文设计了第二种间歇工作的自供电电源管理电路,自供电电源电路去除滤波电容,直接为有源器件提供脉动直流电源,并且自供电辅助电路工作在压电元件输出电压的峰值点处,减小了辅助电路的工作时长,从而有效降低了自供电辅助电路的平均功耗。对比第一种自供电管理电路,第二种自供电管理电路可显著降低自供电辅助电路的功耗,使储能电容能更高效地存储能量。最后,本文介绍了自供电无线传感节点系统的硬件设计,并进行了无线传感节点的供电测试,所提出的电源管理电路可以驱动无线传感节点工作。

关键词：电源管理电路电感储能自供电电路低功率压电能量采集阻抗匹配

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电磁式振动能采集器电源管理电路的研究

电磁式振动能采集器电源管理电路的研究

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作者：李看看重庆大学

学位级别：硕士

振动能采集器可将环境中的振动能转换为电能,具有长寿命、无污染等优点,是无线传感节点的一种理想电源。但由于振动能采集器的输出是交流,输出功率较低,难以直接为无线传感节点供电,因此,开展高效的电源管理电路研究具有重要意义。根据... 详细信息

振动能采集器可将环境中的振动能转换为电能,具有长寿命、无污染等优点,是无线传感节点的一种理想电源。但由于振动能采集器的输出是交流,输出功率较低,难以直接为无线传感节点供电,因此,开展高效的电源管理电路研究具有重要意义。根据课题组前期研制出的电磁式振动能采集器的特点,本文提出一种完全自主的电源管理电路方案,建立了采集器的接口电路模型,完成了各模块电路的设计,通过仿真和实验进行了电路元件的选取,设计并制作了电源管理电路,对电路的性能进行了测试,并采用采集器和设计的电路全自主地驱动了一个中远距离的无线温湿度传感节点。论文的主要工作如下:(1)分析了电磁式振动能采集器及电源管理电路的国内外研究现状,明确了不同电路结构的适用对象,为本文设计电源管理电路提供了思路;(2)在对前期研制的基于碰撞的电磁式振动能采集器的结构和电气输出特性进行分析的基础上,确定了完全自主的电源管理电路总体方案,采用两组线圈分别为储能支路和开关控制支路供电,实现了自供能,用DC-DC转换器进行阻抗匹配,提高了采集系统对电容器充电功率;(3)基于电磁式振动能采集器的非线性模型,构建了采集器的非线性接口电路模型,使用MATLAB进行了数值仿真,分析了不同激励条件下的输出性能,为后续电路的设计提供一定的理论依据;(4)详细分析各电路模块的功能和实现方法,选择器件的宏模型,采用电路仿真软件(LTspice/Pspice)对各模块的功能进行仿真验证,完成了电路元件的选型,设计了印制电路板;(5)实验表明,若使用同一个电磁式振动能采集器样机来驱动一个中远距离的无线温湿度传感节点,当基础激励频率和加速度分别为8Hz和0.3g时,双级功率调理电路的充电功率是4.8mW,效率是41.7%。与标准能量采集电路相比,双级功率调理电路的充电功率在0.3g和0.4g加速度下分别提高了172%和28%。两个电路为节点供电时,节点间歇式工作的等待时间分别为66s和32s,后者的等待时间缩短了51%。

关键词：振动能采集电磁感应电源管理电路非线性无线传感节点

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基于低频微纳能源采集的电源管理电路研究

基于低频微纳能源采集的电源管理电路研究

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作者：李俊伟电子科技大学

学位级别：硕士

作为数字化转型中新型基础设施建设的重要组成部分,物联网通过构建物理世界向数字世界的映射,为人、机、物间的泛在连接提供了基础支撑。随着物联网的推进部署,物联网节点数的日益增长对物联网设备的供电方式造成挑战。微纳能源采集器... 详细信息

作为数字化转型中新型基础设施建设的重要组成部分,物联网通过构建物理世界向数字世界的映射,为人、机、物间的泛在连接提供了基础支撑。随着物联网的推进部署,物联网节点数的日益增长对物联网设备的供电方式造成挑战。微纳能源采集器件有着出色的环境能量采集与转换能力,具有为无线物联网节点提供电能补充的巨大潜力。自然界中存在着大量的机械能,为面向机械能采集的低频微纳能源采集器提供了丰富的应用场景。由于面向机械能采集的低频微纳能源采集器具有高输出阻抗的特点,使其难以直接为负载供能,需要经电源管理电路才能有效地驱动负载。其中,摩擦电能量采集器(TENG)的分立式与集成式电源管理电路设计尚处于研究阶段。本文基于面向机械能采集的低频微纳能源采集器,以TENG的电源管理电路设计为主线展开研究;基于最大能量输出循环理论与同步电荷提取原理,从分立式电源管理电路的研究与设计出发,循序渐进到集成式电源管理电路的研究与设计。本文主要研究内容如下:从分立式设计出发,设计了基于微分峰值检测的电源管理电路,研究并改善了低功耗应用场景中外部干扰对微分式电源管理电路工作状态的影响。为了进一步集成化,基于TENG的一阶集总参数模型与定解问题模型,研究并实现了TENG的仿真平台搭建。在分立式电路的研究基础上,研究并设计了集成化的微分式电源管理电路。为了进一步提升电源管理电路的集成化程度,研究并设计了一种集成式电源管理电路,该电路采用开关电容与动态比较器实现峰值检测,采用电平移位器与HVPMOS控制电能从TENG向负载转移;所设计集成式电源管理电路主要包括电平移位器、带隙基准源、动态比较器、振荡器、采样保持电路与开关管。最后,采用0.18μm 1P3M BCD工艺实现集成式电源管理电路设计,并在工艺角、电压与温度(PVT)组合下进行了仔细地仿真设计与分析;所设计集成式电源管理电路在3.3 V辅助电源,TT工艺角,与时钟频率为1.915 kHz条件下,功耗为1.574μW。

关键词：电源管理电路微纳能源采集摩擦电能量采集

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基于空气放电开关摩擦纳米发电机的电源管理电路

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南方农机 2022年第23期53卷 159-162,178页

作者：任有才张家口市农业广播电视学校河北张家口075000

为了解决摩擦纳米发电机(TENG)与电子器件之间的匹配问题,进一步提升TENG的实用价值,选择将两个非平行接触分离式TENG聚合在一起并引入空气放电开关,制备成一个空气放电开关摩擦纳米发电机(TENG-ADS)。再利用空气放电开关击穿时具有很... 详细信息

为了解决摩擦纳米发电机(TENG)与电子器件之间的匹配问题,进一步提升TENG的实用价值,选择将两个非平行接触分离式TENG聚合在一起并引入空气放电开关,制备成一个空气放电开关摩擦纳米发电机(TENG-ADS)。再利用空气放电开关击穿时具有很高的放电频率这一特性,设计出一种由变压器和整流滤波器件组成的电源管理电路。通过将两个不同规格的LED灯泡作为负载,分批次测试TENG-ADS与电源管理电路的组合效果。仿真结果显示,输出直流电压和直流电流分别为20 V、12.8 V和1.8 mA、3 mA,输出直流功率可以达到180 mW/m2以上,并且性能非常稳定,有效地解决了TENG与电子器件之间难以匹配的问题,为TENG的实用化发展提供了新的助力。

关键词：摩擦纳米发电机空气放电开关电源管理电路火花放电变压器 LED灯泡

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设计电源管理电路时的散热考虑

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电子元器件资讯 2009年第8期 20-21页

作者： Kevin Tretter Microchip Tlechnology Inc 模拟与接口产品部

设计电源管理电路的目的是为电气系统的其余部分提供适当的电源.这听起来很简单,但除了为实际负载提供电源之外,系统设计人员还必须考虑不期望的副作用(包括产生的热量).在无法选用散热风扇、大尺寸散热器和带有许多铜的印制电路板(PCB... 详细信息

设计电源管理电路的目的是为电气系统的其余部分提供适当的电源.这听起来很简单,但除了为实际负载提供电源之外,系统设计人员还必须考虑不期望的副作用(包括产生的热量).在无法选用散热风扇、大尺寸散热器和带有许多铜的印制电路板(PCB)的便携式设计中,散热考虑会变得极为重要.在这些情况下,设计人员不但必须极其小心地选择适当的电源管理电路拓扑,而且还必须了解各种集成电路(IC)的封装选项及其温度特性.

关键词：设计人员电源管理电路散热风扇印制电路板便携式设计电气系统温度特性实际负载集成电路电路拓扑散热器副作用大尺寸热量封装 PCB

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嵌入式系统中电源管理电路的设计与实现分析

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通信电源技术 2021年第18期38卷 71-73页

作者：徐健贵州工业职业技术学院贵州贵阳550008

电源管理技术的出现,虽然能够提升计算机的运行性能和运算能力,但是也会消耗很多电力能源。传统电池研发技术已经无法满足当前低能源消耗的环保需求,为有效解决此类问题,应利用高性能电源分配系统来降低整体功能的消耗量。但是由于电源... 详细信息

电源管理技术的出现,虽然能够提升计算机的运行性能和运算能力,但是也会消耗很多电力能源。传统电池研发技术已经无法满足当前低能源消耗的环保需求,为有效解决此类问题,应利用高性能电源分配系统来降低整体功能的消耗量。但是由于电源管理技术需要嵌入计算机和服务器中,而嵌入式系统的开发都是按照特殊应用场景所设计,不能适应与电源管理技术之间对接,导致电源管理技术应用效果降低。基于此,提出嵌入式系统中电源管理电路的设计建议,旨在为提升电源管理技术在计算机中的应用效果提供帮助。

关键词：嵌入式系统电源管理电路设计实现

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电源管理电路和供电系统

电源管理电路和供电系统

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作者：徐鹏飞封森颜金龙 201800 上海市嘉定区众仁路399号1幢A区6层604室

本发明实施例提供的电源管理电路和供电系统，涉及电源管理技术领域。该电源管理电路应用于包括控制器和开关电源的供电系统。电源管理电路包括供电控制模块、第一供电模块和第二供电模块，供电控制模块包括第一开关单元，第一供电模块... 详细信息

标准号: CN109831022B

本发明实施例提供的电源管理电路和供电系统，涉及电源管理技术领域。该电源管理电路应用于包括控制器和开关电源的供电系统。电源管理电路包括供电控制模块、第一供电模块和第二供电模块，供电控制模块包括第一开关单元，第一供电模块包括储能变流单元和第一限流单元，第二供电模块包括第一电池单元、第二限流单元和第二开关单元。其中，所述第二开关单元在基于所述控制器的控制信号导通和/或所述储能变流单元通过外部电源获取到电能时，所述第一开关单元导通，以使所述第一电池单元和/或所述储能变流单元对所述开关电源供电。通过上述设置，可以使开关电源通过内部电池单元和外部电源双侧取电，从而提高电源管理的效率。

关键词：电源管理电路开关电源变流储能供电系统第二供电模块第一供电模块供电控制模块第一开关电池单元开关单元外部电源限流单元控制器导通电源管理技术内部电池单元电源管理控制信号取电供电应用

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电源管理电路，控制方法及显示装置

电源管理电路，控制方法及显示装置

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作者：刘睿张志伟周玲枝邵蓓蓓李程伟卢云明周傲波曾建秋江照波马昕晨王陶蓉 230012 安徽省合肥市铜陵北路2177号

本公开实施例提供的电源管理电路，控制方法及显示装置，电源管理电路包括：电压转换电路、复位控制电路以及放电控制电路；放电控制电路与复位管脚耦接，放电控制电路被配置为接收放电控制信号，响应于放电控制信号使复位管脚的电平为... 详细信息

标准号: CN117133225A

本公开实施例提供的电源管理电路，控制方法及显示装置，电源管理电路包括：电压转换电路、复位控制电路以及放电控制电路；放电控制电路与复位管脚耦接，放电控制电路被配置为接收放电控制信号，响应于放电控制信号使复位管脚的电平为放电控制电平，以控制显示面板中的子像素进行电荷释放；电压转换电路被配置为接收电源供电电压，根据电源供电电压生成辅助供电电压并输出；其中，辅助供电电压大于电源供电电压；复位控制电路与电压转换电路耦接，复位控制电路被配置为接收辅助供电电压和电源供电电压，在电源供电电压下降至小于掉电电压阈值后，将辅助供电电压转换为放电控制信号，并将转换后的放电控制信号输出至放电控制电路。

关键词：电源供电电压放电控制电路放电控制信号辅助供电电压转换电路复位控制电路电源管理电路复位管脚耦接配置控制显示面板电荷释放电压转换放电控制供电电压接收电源显示装置输出子像素掉电响应转换

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