發(fā)布時(shí)間：2024-06-29 04:18

　　多源環(huán)境能量俘獲正成為環(huán)境能量俘獲的研究熱點(diǎn)。室內(nèi)存在各種光能和溫差熱能,通過(guò)光電池和溫差熱電片換能后可獲得直流電,但溫差熱電能在通常情況下因開(kāi)路電壓低而難以俘獲,單一的室內(nèi)光能因能量密度較低也難于俘獲。本文提出了基于單電感的室內(nèi)光能和溫差熱電能的雙能源協(xié)同俘獲電路(Dual-source energy Cooperative Harvesting Circuit,DCHC)設(shè)計(jì)。所提出的DCHC電路,可以在一個(gè)電感充放電周期內(nèi)對(duì)光能和熱能進(jìn)行同時(shí)俘獲,提高能量俘獲總量。此外,熱能的引入對(duì)光能的俘獲起到了協(xié)同的作用,可以有效提升光能的俘獲效率,結(jié)果表明,光能俘獲峰值效率最高可達(dá)86%。

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【部分圖文】：

圖1光電等效模型

式中:q代表的是電荷數(shù),n代表二極管的曲線因子,K是玻爾茲曼常數(shù),T為開(kāi)爾文溫度[4,21]。圖2光電I-V、P-V特性曲線

圖2光電I-V、P-V特性曲線

圖1光電等效模型在保持一定的光照強(qiáng)度下可測(cè)得光伏電池的I-V和P-V曲線如圖2所示,從中可知光電池的輸出電壓與電流呈非線性的關(guān)系。且當(dāng)輸出電壓在開(kāi)路電壓的0.7～0.8倍之間時(shí),光伏電池輸出處于最大功率點(diǎn)附近[4]。同時(shí),根據(jù)此模型可知,光電池只有工作在最大功率點(diǎn)附近時(shí)才會(huì)有比....

圖3熱電偶對(duì)示意圖及其電氣等效模型

一個(gè)典型的溫差熱電片(Thermoelectricgenerator,TEG)由多個(gè)熱電偶對(duì)組成,其中每個(gè)由P型和N型兩種半導(dǎo)體材料構(gòu)成。如圖3所示,多熱電偶對(duì)通常是由陶瓷制成的一塊頂板和一塊底板連接在一起,以確保電氣隔離和結(jié)構(gòu)支撐。這些連接在一起的熱電偶,在電氣上是串聯(lián)的,而....

圖4電路整體框架

所提出的單電感雙能源協(xié)同俘獲電路(DCHC)的整體電路結(jié)構(gòu)如圖4所示,主要包括兩個(gè)溫差熱電片(TEG),一塊光伏電池,四個(gè)儲(chǔ)能電容CTEG1、CTEG2、CPV、COUT,兩個(gè)續(xù)流二極管D1、D2,一個(gè)電感L和三個(gè)NMOS開(kāi)關(guān)N1、N2、N3。為了保證光電能量俘獲的效率,電路還包....

本文編號(hào)：3997155