液态金属磁流体发电系统低电压高变比能量收集电路设计

作者：张云睿; 张一鸣; 高俊侠^*; 张雨

来源：通信电源技术, 2020, 37(04): 6-11.

DOI：10.19399/j.cnki.tpt.2020.04.002

• 液态金属磁流体发电
• 并联交错型Boost变换器
• 高电压传输比
• 能量收集
• 状态空间平均

液态金属磁流体(Liquid Metal Magnetohydrodynamic,LMMHD)的发电原理为在外力作用下驱使液态金属切割磁场进行发电,具有输出电流大、电压低且输出易受负载特性影响的特点,因此能量收集很困难。为了解决这一问题,分析LMMHD发电系统的电源特性,提出了基于Boost变换器的能量收集方案,并通过状态空间平均法建模分析了Boost变换器的输入及输出阻抗特性,验证了Boost变换器对于LMMHD发电系统的适用性。此外,针对传统锂电池储能电压需求,提出了应用并联交错型Boost变换器和基于二极管-电容组合结构的Boost变换器的电能收集方案。最后,参考具体的LMMHD发电系统设计了对应的能量收集电路,并通过Matlab仿真验证了设计的合理性。仿真结果表明,改进型Boost变换器实现了20倍高变比升压,实现了50 W、4 V的功率输出。

• 出版日期2020
• 单位北京工业大学