单电感双源能量协同俘获电路设计

发布时间：2024-06-29 04:18

　　多源环境能量俘获正成为环境能量俘获的研究热点。室内存在各种光能和温差热能,通过光电池和温差热电片换能后可获得直流电,但温差热电能在通常情况下因开路电压低而难以俘获,单一的室内光能因能量密度较低也难于俘获。本文提出了基于单电感的室内光能和温差热电能的双能源协同俘获电路(Dual-source energy Cooperative Harvesting Circuit,DCHC)设计。所提出的DCHC电路,可以在一个电感充放电周期内对光能和热能进行同时俘获,提高能量俘获总量。此外,热能的引入对光能的俘获起到了协同的作用,可以有效提升光能的俘获效率,结果表明,光能俘获峰值效率最高可达86%。

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【部分图文】：

图1光电等效模型

式中:q代表的是电荷数,n代表二极管的曲线因子,K是玻尔兹曼常数,T为开尔文温度[4,21]。图2光电I-V、P-V特性曲线

图2光电I-V、P-V特性曲线

图1光电等效模型在保持一定的光照强度下可测得光伏电池的I-V和P-V曲线如图2所示,从中可知光电池的输出电压与电流呈非线性的关系。且当输出电压在开路电压的0.7～0.8倍之间时,光伏电池输出处于最大功率点附近[4]。同时,根据此模型可知,光电池只有工作在最大功率点附近时才会有比....

图3热电偶对示意图及其电气等效模型

一个典型的温差热电片(Thermoelectricgenerator,TEG)由多个热电偶对组成,其中每个由P型和N型两种半导体材料构成。如图3所示,多热电偶对通常是由陶瓷制成的一块顶板和一块底板连接在一起,以确保电气隔离和结构支撑。这些连接在一起的热电偶,在电气上是串联的,而....

图4电路整体框架

所提出的单电感双能源协同俘获电路(DCHC)的整体电路结构如图4所示,主要包括两个温差热电片(TEG),一块光伏电池,四个储能电容CTEG1、CTEG2、CPV、COUT,两个续流二极管D1、D2,一个电感L和三个NMOS开关N1、N2、N3。为了保证光电能量俘获的效率,电路还包....

本文编号：3997155