Maximale Leistung aus thermoelektrischem Generator?

Die herkömmliche Methode, um die maximale Energiemenge aus dem thermoelektrischen Generator (TEG) zu extrahieren, besteht darin, ihn mit einem Widerstand zu laden, der gleich dem Innenwiderstand des TEG ist, als Theorem der maximalen Leistungsübertragung . Wenn jedoch die Last des TEG nicht ohmsch, sondern induktiv ist, wie ein Aufwärtswandler. Wie würden Sie hier das Maximum Power Transfer Theorem anwenden?

Wie wäre es auch mit dem Fall, dass der Aufwärtswandler im DCM-Modus arbeitet, sodass die Zeit, in der der NMOS-Schalter eingeschaltet ist, viel größer ist als die Zeit, in der der PMOS-Schalter eingeschaltet ist? Gibt es in diesem Fall eine spezielle maximale Leistungsübertragung?

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Antworten (2)

Der TEG sieht als seine Last die Spannung über Cin.

Wenn Cin groß genug ist, um den Schalteffekt des Aufwärtswandlers auf eine kleine Welligkeit zu reduzieren, fließt einfach ein konstanter (ähnlicher) Strom durch Rteg zur konstanten (ähnlichen) Spannung an Cin. Das ist widerständig.

Der Aufwärtswandler sollte es dann schaffen, diesen Strom (im Durchschnitt) aus dieser Spannung an Cin zu ziehen.

Das Problem ist, dass diese Schaltung keinen Zugriff auf Vteg hat und daher nicht weiß, was Vteg/2 ist. Es gibt eine Reihe von Lösungen -

a) Suchen Sie nach der Spannung an Cin, die die maximale Ausgangsleistung ergibt (dies ist der herkömmliche MPPT-Algorithmus mit geschlossenem Regelkreis).

b) Nehmen Sie an, dass sich die Bedingungen am TEG langsam ändern, und schalten Sie den Aufwärtswandler von Zeit zu Zeit kurz aus, um VCin auf Vteg steigen zu lassen, um es zu messen. Dies verliert wenig Leistungsdurchsatz, wenn die Schaltfrequenz des Aufwärtswandlers >> die Rteg.Cin-Zeitkonstante ist, um den Bruchteil der Zeit zu minimieren, die der Aufwärtswandler abgeschaltet verbringt

c) einen Wert für Rteg annehmen und den mittleren Strom, den der Aufwärtswandler von Cin nimmt, so steuern, dass er gleich Vin/Rteg ist. Dies funktioniert sowohl für DCM als auch für CCM.

d) Vielleicht möchten Sie in Ihrer Frage auf das Papier aus Ihrem anderen Beitrag verweisen, da die Steuerung der EIN-Zeit vielleicht ein cleverer Weg war (c)? Ich habe immer noch nicht herausgefunden, warum sie denken, dass es funktionieren sollte, aber jemand anderes hat vielleicht mehr Zeit zur Verfügung.

Ist R teg konstant und bekannt. Wenn ja, dann wird [c] leicht zum Laufen gebracht werden.
Ja, Rteg wird hier als konstant angenommen und ist bekannt.
@Neil_UK: Meinen Sie mit c, dass die Leistungsübertragung auf die Induktivität erfolgt, wenn der mittlere Induktivitätsstrom gleich Vin / Rteg ist? Ich sehe auch nicht, wie ich diese Idee umsetzen soll.

Leistung ist die Rate, mit der Energie an eine Quelle geliefert oder von dieser entnommen wird. Die Energie, die pro Zyklus vom eingeschalteten NMOS-Schalter aufgenommen wird, hängt davon ab, wie viel Strom durch die Induktivität fließt, wenn der NMOS-Stromkreis offen wird.

Energie = L ich 2 2

Der Strom steigt während der Schließzeit des NMOS-Schalters natürlich linear auf einen bestimmten Wert an, und dies stellt eine kleine, aber endliche Energiemenge dar. Dies wird dann zu einer Leistung, wenn Sie bedenken, dass dies mehrere tausend Mal pro Sekunde geschieht, also: -

Durchschnittliche übertragene Leistung ist f L ich 2 2

Dies bedeutet, dass das Theorum der maximalen Kraftübertragung gilt, wenn Sie es möchten. Wenn Sie sich nicht darum kümmern, wie die Energie in Bursts entfernt wird, können Sie den Eingang zum Booster konventioneller "DC"-resistiv aussehen lassen, indem Sie einen Kondensator mit großem Wert an den Anschlüssen zum Wandler verwenden.

Das hat nicht wirklich etwas mit DCM oder kontinuierlichem Modus zu tun.

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