面向μDMFC的复合微能源系统电源管理设计

随着科学技术的快速发展和生活水平的不断提高,人们对便携式能源的使用效率和环保的程度有了更高的要求,如何采用新型绿色能源设计出低功耗的电源系统显得非常迫切。 在消费电子、航空航天、国防等方向,人们更关注持久的电源续航时间、环境友好性以及便携式设计等环节。根据现有的试验室条件,对MEMS微能源进行研究分析,包括MEMS微型燃料电池、MEMS微型超级电容器及MEMS微型太阳能电池等三种MEMS微型能源,从而达到提高使用效率和保护生态环境的目的。由于三种不同类型的MEMS微型能源的工作特性差距较大,如何将三者有效的复合成为一个系统,成为目前最重要的课题。本课题设计了一种面向μDMFC的复合微能源系统电源管理电路模块,满足了智能选通和多模式输出的课题要求。 在详细分析MEMS复合微能源系统的国内外研究现状之后,确定了面向μDMFC的复合微能源系统电源管理设计方案。介绍了MEMS微型燃料电池、MEMS微型超级电容器及MEMS微型太阳能电池的工作原理和工作特性,采用AVR系列微处理器,将微处理器与多路输出的电源管理系统结合,建立开发平台作为电源管理系统的核心。根据自顶向下的模块化设计以及模块化供电的方法,将不同的模块进行独立设计,同时给出了系统的热场仿真结果,验证了系统热管理模块的正确性。完成了电源管理系统的软硬件设计,通过系统调试验证并实现了智能选通和多模式输出功能。