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非谐振式的电磁-摩擦复合式纳米发电机

中北大学学报（自然科学版） 2023年第4期44卷 455-464页

作者：任静何剑中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

针对人体机械能频率低(<10 Hz)、振幅高、运动不规则的特点,为了实现对人体机械能的高效采集,本文利用非线性频带拓宽技术的单稳态法设计了一款非谐振式摩擦-电磁复合式能量采集器。该器件将电磁发电机(Electromagnetic Nanogenerator,E... 详细信息

针对人体机械能频率低(式摩擦-电磁复合式能量采集器。该器件将电磁发电机(Electromagnetic Nanogenerator,EMG)和摩擦纳米发电机(Triboelectric Nanogenerator,TENG)集成至一个具有非线性特性的磁悬浮系统中,利用非线性系统幅频曲线共振峰值偏移现象,拓宽了器件的频率响应范围;引入了柔性多层摩擦发电单元,不仅增强了器件的低频响应特性,还提高了器件的输出功率。测试结果表明:在6 Hz、10 m/s^(2)的振动条件下,当外接电阻为100 MΩ,顶部摩擦发电单元TENG1和底部摩擦单元TENG2的瞬时输出功率分别为202.5μW和348.1μW;当外接电阻为60Ω时,两组电磁发电单元EMG1和EMG2的瞬时输出功率均可达到150 mW。此外,设计的复合式能量采集器不仅可以通过人体在4 min内的运动将容值0.022 F的电容器从0 V充电到3.3 V,还可以驱动低功耗传感器。所设计能量采集器突破了传统谐振式能量采集器在低频、随机振动环境下能量采集效率低的难题,能够用于自供电式低功耗便携式电子产品。

关键词：复合式能量采集器磁悬浮系统电磁发电机摩擦纳米发电机人体机械能便携式电子产品

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人体膝关节能量收集装置的研究现状

微纳电子技术 2023年第4期60卷 508-516页

作者：倪兵强李玉龙涂冰南昌大学先进制造学院江西省机器人与焊接自动化重点实验室南昌330031 南昌大学重庆研究院重庆402676

可穿戴和便携式电子产品面临反复充放电等诸多问题。分析讨论了利用外部环境能量供能所面临的困境,简要总结了人体潜在的能量,并阐明分析了从人体运动中获取能量为可穿戴电子设备供能的可行性。通过分析人体运动过程中膝关节的生物力学... 详细信息

可穿戴和便携式电子产品面临反复充放电等诸多问题。分析讨论了利用外部环境能量供能所面临的困境,简要总结了人体潜在的能量,并阐明分析了从人体运动中获取能量为可穿戴电子设备供能的可行性。通过分析人体运动过程中膝关节的生物力学特征与正负功的情况,论述了膝关节作为人体能量收集部位所具有的独特优势。针对膝关节部位的能量收集,详细介绍了压电与电磁能量收集方法及相应的能量收集特点,分析讨论了电磁式、压电式、摩擦式、介电弹性式、复合式膝关节能量收集装置的研究现状与优缺点,最后基于目前的研究现状展望了膝关节运动能量收集装置未来的发展前景。

关键词：可穿戴电子设备能量收集器膝关节便携式电子产品充放电

基于改进型电压模COT控制的Buck型DC-DC变换器设计

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基于改进型电压模COT控制的Buck型DC-DC变换器设计

作者：黄培融东南大学

学位级别：硕士

近年来,伴随着智能手机、可穿戴设备等便携式电子设备的蓬勃发展,相配套的电源管理产品的研发和推广成为一个热点。当前,便携式电子设备正在往微型、低功耗的方向发展,其配套的电源芯片具有广泛的应用场景。本文主要针对降压型DC-DC变... 详细信息

近年来,伴随着智能手机、可穿戴设备等便携式电子设备的蓬勃发展,相配套的电源管理产品的研发和推广成为一个热点。当前,便携式电子设备正在往微型、低功耗的方向发展,其配套的电源芯片具有广泛的应用场景。本文主要针对降压型DC-DC变换器的控制模式进行研究,对电压模、电流模、电压模COT、电流模COT与VCOT的环路稳定性进行展开介绍。然后根据便携式电子产品电源管理芯片的应用需求,选择电压模COT的架构,这种架构具有结构简单、不受振荡器频率影响、瞬态响应良好、轻载效率高等优点。基于此,本文提出了一种改进型电压模COT的内部补偿方案。区别于传统电压模结构需要采用复杂的III型补偿方案,改进型的电压模COT结构采用了II型补偿的方式产生一个系统主极点与一个零点,同时还采用了虚拟电感电流技术对DC-DC变换器的开关节点V进行滤波,一方面产生了与电感电流相同斜率的三角波信号,接入系统主比较器的一端与误差放大器的输出进行比较,另一方面补偿了系统功率级的一个极点。改进型的电压模COT比传统的电压模COT结构更简单,稳定性受输出电容上的等效串联电阻影响较小,可使用陶瓷电容这类具有小等效串联电阻阻值的电容。接着通过建模计算、外围电路与补偿电路的设计,在Simplis软件中验证了方案的可行性,Simplis仿真结果表明改进型的电压模COT具有良好的稳定性,补偿电路参数有较大的调节范围。本文采用0.13μm BCD工艺对改进型电压模COT的DC-DC变换器进行流片,芯片输入电压为3.7-5.5V,输出电压为3.3V,最大负载电流为600m A,CCM稳态下的工作频率为1.5MHz,芯片在重载CCM与轻载DCM均能保持稳定,启动时间为0.94ms,线性调整率为0.03%/V,负载调整率为0.001%/m A,负载瞬态响应过冲与下冲分别为48m V与69m V,并且过冲与下冲在恢复至稳态过程中没有产生振荡,稳定性良好。最后通过与同类型的芯片进行对比,说明本文采用的改进型电压模COT内部补偿方案稳定性良好、设计简单、主环路的芯片面积小、外围器件少,具有良好的应用价值。

关键词：便携式电子产品降压型变换器改进型电压模COT 系统稳定性

新型铝离子电池能否引领下一次电池产业变革?(英文)

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Science Bulletin 2015年第11期60卷 1042-1044,I0008页

作者： Delai Ye Bin Luo Gaoqing Max Lu Lianzhou Wang Nanomaterials Centre School of Chemical EngineeringAustralian Institute of Bioengineering and Nanotechnology The University of Queensland

Based on the most abundant metal of aluminum(Al),the concept of rechargeable aluminum-ion batteries(AIBs)has been proposed for a few decades,offering the possibilities to replace the benchmark lithium-ion batteries(LI... 详细信息

关键词：锂离子电池铝离子游戏规则便携式电子产品循环稳定性电化学性能大型电网阴极材料

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钯基醇氧化电催化剂的研究进展

电源技术 2009年第5期33卷 351-358页

作者：沈培康方翔宋树芹中山大学中国氢能发电装置专业委员会中山大学物理科学与工程技术学院光电材料与技术国家重点实验室广东广州510275

直接醇燃料电池作为便携式电子产品的电源受到广泛关注,传统的直接醇燃料电池使用质子导电膜和铂基催化剂,存在一些问题。因此,设计使用非铂催化剂的碱性膜醇燃料电池受到格外重视。其中钯被认为是重要的铂取代材料。评论了碱性介质中... 详细信息

直接醇燃料电池作为便携式电子产品的电源受到广泛关注,传统的直接醇燃料电池使用质子导电膜和铂基催化剂,存在一些问题。因此,设计使用非铂催化剂的碱性膜醇燃料电池受到格外重视。其中钯被认为是重要的铂取代材料。评论了碱性介质中醇类在Pd基电催化剂上氧化的热点问题,综述了Pd基催化材料的设计和最新研究进展及载体材料对Pd基催化剂催化氧化醇类的动力学性能、稳定性的影响及选择性氧化机理。

关键词：电催化剂催化氧化醇燃料钯基便携式电子产品铂基催化剂质子导电膜燃料电池

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锂离子电池正极材料LiFePO4的进展

电源技术 2009年第8期33卷 649-651,657页

作者：周运鸿陈军郭向峰詹晖武汉大学武汉大学化学与分子科学学院

近二十年来，便携式电子产品日益普及以及电动工具、电动汽车技术的迅速发展，对高比能、高比功率及高安全的电源需求更加迫切，这极大地推动了高比能电池的研究和开发。目前市场上占主导地位的二次电池体系主要是锂离子电池、氢镍电池... 详细信息

近二十年来，便携式电子产品日益普及以及电动工具、电动汽车技术的迅速发展，对高比能、高比功率及高安全的电源需求更加迫切，这极大地推动了高比能电池的研究和开发。目前市场上占主导地位的二次电池体系主要是锂离子电池、氢镍电池、镉镍电池和铅酸电池。其中，锂离子电池市场正在逐渐扩大，冲击着其它二次电池的市场，并已经在移动通讯电池市场上居于主导地位，其应用范围还逐渐扩展到各种动力设备，如：便携式电动工具、电动汽车（EV、PHEV和HEV）及航天领域。从目前的市场预期分析，锂离子电池的销售在一段时间内将维持直线上升的趋势，

关键词：锂离子电池 LiFePO4 正极材料便携式电子产品电动工具汽车技术高比功率氢镍电池

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日本蓄电池发展动向

电源技术 2011年第6期35卷 630-632页

作者：陈梅 <电源技术>

自手提电话、笔记本电脑、数码相机等各种便携式电子产品商业化以来,其中所用的蓄电池轻量化、小型化、高输出能力、长寿命、低成本化等电池技术的革新进展迅速。

关键词：蓄电池便携式电子产品日本笔记本电脑手提电话数码相机输出能力电池技术

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日本ENAX公司研发的层叠型锂电池

电源技术 2010年第11期34卷 1108-1110页

作者：陈梅《电源技术》编辑部

近二十年来,随着便携式电子产品的日益普及以及电动工具、电动汽车技术的迅速发展,对高比能量、高比功率及高安全性的电源需求更加迫切,锂离子电池市场正在逐渐扩大,

关键词：锂电池便携式电子产品层叠研发日本电动工具锂离子电池汽车技术