【摘要】：柔性視覺傳感器傳統(tǒng)的有線供電與通信方式有一些不可避免的缺陷,例如線纜管束容易破損,示教姿態(tài)有時(shí)很難達(dá)到等。本課題研究的基于超級(jí)電容器的新型供電系統(tǒng),為柔性視覺傳感器提供了一種無(wú)線供電解決方案,使其在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量應(yīng)用中更加方便和靈活。超級(jí)電容器,是從上世紀(jì)七、八十年代發(fā)展起來(lái)的通過(guò)極化電解質(zhì)來(lái)儲(chǔ)能的一種電化學(xué)元件。不同于傳統(tǒng)的化學(xué)電源,它的儲(chǔ)能和放能過(guò)程是一個(gè)物理過(guò)程,是可逆的,因此它具有很多的優(yōu)點(diǎn),例如:可以大電流快速充放電,無(wú)記憶效應(yīng),內(nèi)阻極低,能量和功率密度高,循環(huán)壽命長(zhǎng),環(huán)保等。由于超級(jí)電容所具有的這些突出的優(yōu)勢(shì),使它在電動(dòng)汽車、大功率脈沖電源等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本論文將超級(jí)電容器作為惟一儲(chǔ)能元件,設(shè)計(jì)了一種新型的電源系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括充電系統(tǒng)和DC-DC直流穩(wěn)壓系統(tǒng)兩個(gè)部分。充電裝置在Freescale單片機(jī)的控制下實(shí)現(xiàn)了恒流充電和恒壓充電相結(jié)合的充電方式,大大縮短了充電所用的時(shí)間。恒流充電是指充電電流維持在某個(gè)恒定值的一種充電方式,這種充電方式在充電的前期使用,可加快充電的速度,但是,如果一直維持恒流充電方式,直到超級(jí)電容兩端電壓達(dá)到額定電壓值,那么在斷電瞬間,由于超級(jí)電容的內(nèi)阻以及電荷積聚效應(yīng),電容兩端電壓會(huì)急劇下降到低于額定電壓的某個(gè)電壓值,因此,在充電后期,我們將充電方式切換至恒壓充電,以保證將超級(jí)電容完全充滿。本論文詳細(xì)闡述了這一充電方式,并做了相應(yīng)的仿真和實(shí)驗(yàn)。系統(tǒng)中的DC-DC直流穩(wěn)壓電路,將超級(jí)電容器輸出的隨時(shí)間逐漸下降的電壓轉(zhuǎn)換為幾組恒定的電壓值,分別是+12V,+5V,-5V,Vadj,將這幾組電壓通過(guò)端子輸出,后接傳感器的不同供電部分,實(shí)現(xiàn)了用超級(jí)電容為傳感器電路板供電的功能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該系統(tǒng)中的充電器部分可以在短短幾分鐘時(shí)間內(nèi)將超級(jí)電容充滿,充電速度比一般鋰電池快很多;DC-DC直流穩(wěn)壓部分可以提供超小紋波率的直流電壓,滿足后端傳感器對(duì)電源的要求�？傊�,本論文設(shè)計(jì)的電源系統(tǒng)可以在某些要求快充快用的系統(tǒng)中作為傳統(tǒng)蓄電池的替代品來(lái)提供電源。
[Abstract]:The traditional wired power supply and communication mode of flexible vision sensor has some inevitable defects, such as cable bundle is easy to break, teaching posture is sometimes difficult to achieve, and so on. A new type of power supply system based on supercapacitor is studied in this paper, which provides a wireless power supply solution for flexible vision sensor, and makes it more convenient and flexible in industrial field measurement application. Supercapacitors, developed from the 1970s and 1980s, are electrochemical components that store energy through polarized electrolytes. Unlike the traditional chemical power supply, its energy storage and discharge process is a physical process and reversible, so it has many advantages, such as high current, rapid charge and discharge, no memory effect, very low internal resistance. High energy and power density, long cycle life, environmental protection, etc. Because of these outstanding advantages of super capacitor, it has a wide application prospect in electric vehicles, high power pulse power supply and other fields. In this paper, a new type of power supply system is designed based on the super capacitor as the only energy storage element. The system consists of charging system and DC-DC voltage stabilizing system. Under the control of Freescale single chip computer, the charging device realizes the combination of constant current charging and constant voltage charging, which greatly shortens the time of charging. Constant-current charging is a charging mode in which the charge current is maintained at a constant value, which is used in the early stages of charging to speed up the charging, but if the constant current charging mode is maintained all the time, Until the voltage at both ends of the super capacitor reaches the rated voltage value, the voltage at both ends of the capacitor will drop sharply below a certain voltage value of the rated voltage at the moment of power off because of the internal resistance of the super capacitor and the effect of charge accumulation. At the end of charging, we switch charging mode to constant voltage charge to ensure full capacity. In this paper, the charging method is described in detail, and the corresponding simulation and experiment are done. In the DC-DC voltage stabilizing circuit, the output voltage of the supercapacitor is converted into several groups of constant voltage values, which are 12V, 5V, 5V, Vadj, which are output through the terminal. The function of using super capacitor to supply power to the sensor circuit board is realized by connecting different power supply parts of the sensor. The experimental results show that the charging part of the system can fill the super capacitor in a few minutes, and the charging speed is much faster than that of the ordinary lithium battery. The DC voltage stabilizer of DC-DC can provide the DC voltage of ultra small ripple rate, which can meet the requirements of the backend sensor for power supply. In a word, the power supply system designed in this paper can be used as a substitute for traditional batteries in some fast charging systems.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM53;TM724;TM910.6

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉建新;超級(jí)電容器在直流電源系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];華東交通大學(xué)學(xué)報(bào);2002年03期

2 桂長(zhǎng)清;新型貯能單元超級(jí)電容器[J];電池工業(yè);2003年04期

3 ;超級(jí)電容器[J];電源世界;2004年03期

4 文建國(guó),周震濤,文衍宣;超級(jí)電容器材料研究的辯證思維[J];東莞理工學(xué)院學(xué)報(bào);2004年01期

5 李薦,鐘暉,鐘海云,戴艷陽(yáng),溫俊杰;超級(jí)電容器應(yīng)用設(shè)計(jì)[J];電源技術(shù);2004年06期

6 Bobby Maher;;超級(jí)電容器簡(jiǎn)介[J];今日電子;2006年01期

7 王鑫;;超級(jí)電容器在汽車啟動(dòng)中的應(yīng)用[J];國(guó)外電子元器件;2006年05期

8 Matt Reynolds;;替代能源中的超級(jí)電容器介紹[J];今日電子;2006年07期

9 陳新麗;李偉善;;超級(jí)電容器電極材料的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J];廣東化工;2006年07期

10 常建中;;超級(jí)電容器串聯(lián)應(yīng)用中的均壓?jiǎn)栴}以及解決途徑[J];長(zhǎng)治學(xué)院學(xué)報(bào);2006年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 馬衍偉;張熊;余鵬;陳堯;;新型超級(jí)電容器納米電極材料的研究[A];2009中國(guó)功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集[C];2009年

2 張易寧;何騰云;;超級(jí)電容器電極材料的最新研究進(jìn)展[A];第二十八屆全國(guó)化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

3 鐘輝;曾慶聰;吳丁財(cái);符若文;;聚苯乙烯基層次孔碳的活化及其在超級(jí)電容器中的應(yīng)用[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第15屆反應(yīng)性高分子學(xué)術(shù)討論會(huì)論文摘要預(yù)印集[C];2010年

4 趙家昌;賴春艷;戴揚(yáng);解晶瑩;;扣式超級(jí)電容器組的研制[A];第十二屆中國(guó)固態(tài)離子學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

5 單既成;陳維英;;超級(jí)電容器與通信備用電源[A];通信電源新技術(shù)論壇——2008通信電源學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

6 王燕;吳英鵬;黃毅;馬延風(fēng);陳永勝;;單層石墨用作超級(jí)電容器的研究[A];2009年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集（上冊(cè)）[C];2009年

7 趙健偉;倪文彬;王登超;黃忠杰;;超級(jí)電容器電極材料的設(shè)計(jì)、制備及性質(zhì)研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第10分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

8 張琦;鄭明森;董全峰;田昭武;;基于薄液層反應(yīng)的新型超級(jí)電容器——多孔碳電極材料的影響[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第10分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

9 馬衍偉;;新型超級(jí)電容器石墨烯電極材料的研究[A];第七屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第7分冊(cè)）[C];2010年

10 劉不厭;彭喬;孫s，

本文編號(hào)：2349797