超級電容鋰離子電池供電模塊-浙江大學(xué)本科畢業(yè)答辯

[超級電容鋰離子電池供電模塊]陳辰3071001171電信07022011.06.11背景鋰離子電池特性鋰離子電池體積小、能量密度高；自放電小，可長時問存放、壽命長；工作電壓范圍通常為3.0～4.3V單節(jié)鋰電池電壓為3.6V；可串聯(lián)在一起組成的電池組；背景超級電容特性超高的電容量。功率密度高。能量轉(zhuǎn)換效率高、充放電接受能力強(qiáng)、充電速度快。適用溫度范圍寬，可靠性高。（40~65。C）循環(huán)使用壽命長；綠色環(huán)保。背景將鋰離子電池與超級電容的優(yōu)勢互補(bǔ)鋰離子電池作為主要儲能設(shè)備；超級電容作為中間環(huán)節(jié)的供電模塊；超級電容鋰離子電池混合功率源的應(yīng)用舉例移動無線通訊設(shè)備：手機(jī)電池（鋰離子電池作為手機(jī)電池還是主流，超級電容往往作為鋰離子電池的輔助電源，閃光燈等）混合動力電動自行車：（是在電動自行車周圍布置超級電容器，構(gòu)成雙電源電動自行車。當(dāng)電動自行車正常行使時，鋰電池快速完成向超級電容器充電。在啟動、爬坡、加速等需要大功率階段，超級電容器代替鋰電池向電動機(jī)供電。當(dāng)電動白行車下坡或制動時，超級電容器儲存能量，實(shí)現(xiàn)能量回收）主要模塊介紹LDO模塊1CCCV模塊2鉗位電路模塊3整體電路4低壓差線性穩(wěn)壓器——LDOLDO_AMP折疊共源共柵放大器LDO_AMP增益70dB，相位裕度45。C，帶寬為10MLDO靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)計：Vout=4VR1=R2=500K導(dǎo)通電流：Ion=4mA負(fù)反饋調(diào)節(jié)穩(wěn)定時，AMP的輸出電壓為：Vin/2=2.5V使P管處于飽和狀態(tài)則求得P管的寬長比：W/I=35u/10uLDO輸出電壓R1=500K R2=500KR1=1M R2=500KVref=2VVDD=5V恒流恒壓充電器——CCCV恒流恒壓充電器——CCCV階段1，電路啟動，主要由LDO模塊起作用階段2，恒流充電，階段3，恒流轉(zhuǎn)恒壓充電過渡過程階段4，恒壓充電，系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)，若受到脈沖負(fù)載影響，根據(jù)電壓電流的變化情況，在恒流恒壓模式間轉(zhuǎn)換CCCV_CMOPETITION反饋值接到放大器正端當(dāng)反饋電壓遠(yuǎn)小于VREF時，CA模塊輸出電壓較大，起主要作用，從而實(shí)現(xiàn)電路的恒流充電；當(dāng)反饋電壓接近VREF（輸出電壓接近穩(wěn)定值），VA模塊的輸出比較大，起主要作用，從而實(shí)現(xiàn)電路的恒壓充電。通過CA模塊和VA模塊的競爭，便能通過負(fù)反饋實(shí)現(xiàn)輸出電壓的動態(tài)調(diào)節(jié)。CCCV_AMPVREF=0.2VIREF=0.2VVDD=5VCCCV_AMP幅頻特性VA增益55dB，相位裕度65。C，帶寬為2MVFB接0.2V直流-1V交流混合電源IFB接0.2V直流電源CCCV_AMP幅頻特性CA增益45dB，相位裕度80。C，帶寬為1MIFB接0.2V直流-1V交流混合電源VFB接0.2V直流電源鉗位電路在整體電路中，鉗位電路的反饋電阻，會和LDO輸出端的反饋電阻形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，使LDO中P管的工作點(diǎn)改變故在整體電路中，取消鉗位電路的反饋電阻，Vout/2直接由LDO模塊提供鉗位電路增益80dB，相位裕度75。C，帶寬為50M鉗位電路整體電路原理圖整體電路的仿真CCCV仿真所需的反饋電路需另外設(shè)計目前先測試LDO-鉗位電路-大電容的電路性能整體電路的仿真VinVoutVMIDVin使用電壓值線性變化的直流電源整體電路的仿真VinVoutVMID遇到的問題一、LDO_AMP的增益和帶寬無法達(dá)到最佳二、LDO輸出延遲和震蕩問題，不外接電容負(fù)載，有10us延遲，幅值0.5V的震蕩；外接200pF電容，有60us延遲，復(fù)制0.2V的震蕩是否由于LDO_AMP的增益不足引起？遇到的問題LDO不外接負(fù)載電容時的延遲與震蕩遇到的問題L