【正文】 2760 130/389 339/769 424/890 10 10 12 165x60x52 165x60x52 165x60x57 DC/DC變換技術(shù)的發(fā)展概況 DC/DC變換器是一種將直流電壓變?yōu)橹绷麟妷旱淖儞Q器，只是轉(zhuǎn)換的直流電壓是恒定的或是可以調(diào)節(jié)的。目前在世界范圍內(nèi)經(jīng)常使用的儲能器件有蓄電池、超導(dǎo)磁體、 飛輪和超級電容器等。電磁式、靜電式和壓電式發(fā)電機 是 微型振動發(fā)電機 常見的三種類型 。 微型振動發(fā)電機所擁有的這些特點使各國越來越重視對這一領(lǐng)域的研究。在第二河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 8 個階段中 ，放電電流會通過電容 C1流過負(fù)載，此時輸出的電容電流變化約 為 OUTI 的二倍， HOLDC 會線性的充電。解決方案在一些問題上進(jìn)行了反復(fù)的權(quán)衡，例如在效率上、在成本上和尺寸上。 流過電感的電流 Li 減小，同時 Li 經(jīng)過 VD流向輸出端。大部分的能量采集器所產(chǎn)生的能量是不穩(wěn)定的，也就是所產(chǎn)生能量的幅值和持續(xù)的時間很大程度上受環(huán)境條件的影響。 由圖 31Boost的仿真電路 中 仿真出來的波形如圖 32所示，圖中紅色代表輸出的電壓，綠色為輸入的電壓，藍(lán)色為驅(qū)動 M1的脈沖。 在下圖中并未給出所產(chǎn)生的鋸齒波波形，這里就不作說明了。 接下來討論電阻 R1 與 R2 對電壓 Vo的 影響， 圖 317 的 (a)(b)(c)三個圖分別是R2=， R1 分別為 22K、 15K 和 46K 時電壓 Vo 的波形。20xx 15 王天福． 基于軟開關(guān)的復(fù)合電源 DC/DC單元設(shè)計與仿真 [D]． 電子科技大學(xué)，20xx 16 周海濱 ． 混合儲能在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究 [D]． 南昌大學(xué)， 20xx 17 唐彬，溫志渝，溫中全，董媛． 振動式微型發(fā)電機的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 [J]． 微電子技術(shù)， 20xx(05):254263 18 王司博，韋統(tǒng)振，齊智平． 超級電容器儲能的節(jié)能系統(tǒng)研究 [J]． 中國電機工程學(xué)報， 20xx， 30(09):105110 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 27 19 吳延平． 超級電容器儲能系統(tǒng)的直流變換技術(shù)研究 [D]． 大連理工大學(xué)， 20xx 20 彭道福． 超級電容器儲能系統(tǒng)在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的研 究與應(yīng)用 [D]． 北京交通大學(xué)， 20xx 21 馬奎安． 超級電容器儲能系統(tǒng)中雙向 DC/DC 變流器的設(shè)計 [D]． 浙江大學(xué)， 20xx 22 王承智，劉宇紅，任明遠(yuǎn)． 低功耗電荷泵 DC/DC 升壓電路設(shè)計 [J]． 集成技術(shù)，20xx,2(03):9197 23 楊志江． 低功耗電荷泵 DC/DC 轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計 [D]． 電子科技大學(xué) ， 20xx 24 耿元婧，王兆勇． 一種高性能電荷泵電壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計 [J]． 微處理機，20xx,3:57 25 Hernandez， Juan C， Mira， Maria C， Sen， Gokhan ， Thomsen， Ole C， Andersen， Michael ． Isolated Boost Converter with Bidirectional Operation for Supercapacitor Applications導(dǎo)師 實事求是、嚴(yán)謹(jǐn) 的態(tài)度以及對我的教侮都使 我 獲益匪淺，在 此對曹淑瑛老師表示衷心的感謝和 真誠 的敬意。 但是由于本人知識缺乏、經(jīng)驗不足等原因，一方面，在所設(shè)計的儲能 電路 中 并未真正實現(xiàn)自供電的功能，主要是脈沖的產(chǎn)生電路是用 Multisim 仿真，而 Boost 電路是用 LTspice 仿真的，由于能力不足，沒能將兩者合并。 圖 310 流過 L1 電流的波形 討論對電路中電壓和電流的影響因素 在所設(shè)計的仿真電路中電壓和電流總會受到一些參數(shù)的影響，例如 受到電阻、電感、溫度等的影響。由圖 36可以看出此電路主要是由晶振片、放大器、電容、電感和電阻等構(gòu)成的。 在整個充電過程中穩(wěn)態(tài)電壓是施加到電容器上的最大可能電壓。由 RUI oo ?并且聯(lián)系 ()式可以進(jìn)一步的得出下式 : ? ?L TURU oo 21 2?? ?? () 整理式子 ()得 ： 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 13 ? ?21 2?? ??RTL () 所以可以用公式 ()來判斷電感電流是否連續(xù)的臨界條件。 (a) VT導(dǎo)通 (b)VT關(guān)斷 圖 26 Boost變換器的工作過程 下面對 Boost變換電路在電感電流連續(xù)工作方式下進(jìn)行介紹，在一個周期內(nèi)將電路分為開關(guān)導(dǎo)通和關(guān)斷兩種狀態(tài)，即 t0～ t1時為開關(guān)導(dǎo)通狀態(tài)， t1～ t2時為開關(guān)斷開狀態(tài)。 （ 3）它的輸出電壓的不穩(wěn)定要求必須使有電壓負(fù)反饋來控制從而獲得穩(wěn)定的電壓。因此此時的輸出電壓為： INcINout UUUU 21 ??? () 因此由公式 ()可知輸出的電壓變?yōu)榱溯斎腚妷旱膬杀?，實現(xiàn)了倍壓的效果。 . MurMiranda等人在 20xx年設(shè)計出了一種 非常獨特的 靜電式微型振動發(fā)電機， 此發(fā)電機 的優(yōu)點是 在共振 頻率下產(chǎn)生的電量 在 ? W 級別 ，轉(zhuǎn)換效率 也很高 。而在本課題中主要研究的是后兩個部分，重點研究的是 DC/DC，在這里 DC/DC 采用的是 Boost 變換電路。但是這種技術(shù)也存在著不足例如損失了占空比、成本高等。 尤其在上海世博會期間， 生產(chǎn)的電池加 超級電容純電動車、超級電容公交車 在世博園 的 使用 大大節(jié)省了乘客的等待時間。 關(guān)鍵詞： Boost 變換器 超級電容器 儲能 LTspice 仿真 河北工業(yè)大學(xué)城市學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 畢業(yè)設(shè)計（論文）外文摘要 Title The Circuit Design of Self Powerd Super Capacitor Based On Boost Converter Abstract With the development of the society, electricity has already bee the most important energy in human life that makes most countries pay much attention to the research of renewable energy. Super capacitor is a new energy storage has a lot of outstanding advantages,such as high power density,small size,pollution free and environment friendly. This paper focuses on the circuit design of self powerd super capacitor which is based on the boost should pay close attention to the research of the properties of the of all,I have a research in the principle of the boost converter and the charger ,we simulate the boost converter which is used the simulation software LTspice, and at the same time we simulate the sawtooth though the analysis and research,we finally achieve the goal,the model of the storage circuit,which is established and the simulation model is written .Based on the simulation,we can have the result,such as the voltage and the current. Thus the parisons in output voltage and current are presented under different conditions establishing the theoretical basis of the application . Keywords： Boost converter。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏 利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 ：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 美國俄亥俄州代頓市的美國納米技術(shù)儀器公司在 20xx 年 1 月研制出一種石墨烯超級電容器， 這種電容器在電極上做了改進(jìn)使用了石墨烯， 并且打破了世界記錄，此電容器充 放電時間 非常短， 只需短短幾分鐘，甚至 幾秒鐘，而且這是有史以來用碳納米材料制造的雙電層電容器的最高值。 另外變換器的轉(zhuǎn)換效率、體積、可靠性等指標(biāo)也是工程師在 DC/DC變換器發(fā)展過程中想要提高的指標(biāo)。 因為 工作機理 的不同可以把 超級電容器 分為 雙電層電容器 和 法拉第準(zhǔn)電容 兩種類型。對電磁式振動發(fā)動機的研究已經(jīng)有很多年了，并且各國都有了一定的成績。 電荷泵電路在開始工作時會先儲存能量，然后釋放能量，釋放能量過程中是采取受控的方式，以便獲取 需要的輸出電壓。 相反當(dāng) S1和 S2打開， S3和 S4閉合時，電容 C1將會放電，放出的電會流向 C2，即 C2會被充電，但是 C2上的電壓是負(fù)的 V1，此時的 1VVOUT ?? 。 電荷泵電路雖然有以上不足之處，但是在很多場合它依然是人們應(yīng)用的首選。所以 Li 的波形是由 VT和 VD的波形所合成的。尤其是最近環(huán)境問題日益嚴(yán)重，超級電容器 無污染、低維修的特點受到廣泛關(guān)注。 由實驗可以驗證輸出電壓的最大值，以下討論流過電容器 C1的最大脈沖電流。在 M1 導(dǎo)通的時間電流流過L1 和 C2，并向它們充 電，在 M1 關(guān)斷的時間里向 C1 和 C3 充電。溫度的變化就是其中的一個原因，因為在對電容器充電時一定伴隨著電容器內(nèi)溫度的升高。Research on plementary PWM controlled Buck/Boost bidirectional converter in supercapacitor energy Dianji Gongcheng Xuebao/Proceedings of the Chinese Society of Electrical Engineering， v 31， n 6， 20xx: p 1521 28 Camara， ， Gustin， F， Gualous， H， Ber