Максимальная мощность термоэлектрического генератора?

Обычный метод извлечения максимального количества энергии из термоэлектрического генератора (ТЭГ) состоит в том, чтобы нагрузить его сопротивлением, равным внутреннему сопротивлению ТЭГ, в соответствии с теоремой о передаче максимальной мощности . Однако, если нагрузка ТЭГ не резистивная, а индуктивная, как повышающий преобразователь. Как бы вы использовали здесь теорему о максимальной передаче мощности?

Также как насчет случая, когда повышающий преобразователь работает в режиме DCM, поэтому время, в течение которого включается NMOS, намного больше, чем время, в течение которого включается PMOS? Есть ли в этом случае какая-то особенная передача максимальной мощности?

введите описание изображения здесь

Ответы (2)

ТЭГ воспринимает в качестве нагрузки напряжение на Cin.

Если Cin достаточно велико, чтобы уменьшить коммутационный эффект повышающего преобразователя до небольшой пульсации, то через Rteg просто протекает постоянный (постоянный) ток до постоянного (постоянного) напряжения на Cin. То есть резистивный.

Затем повышающий преобразователь должен суметь извлечь (в среднем) этот ток из этого напряжения на Cin.

Проблема в том, что эта схема не имеет доступа к Vteg, поэтому не знает, что такое Vteg/2. Есть несколько решений -

а) искать напряжение на Cin, которое дает максимальную выходную мощность (это обычный алгоритм MPPT с обратной связью)

b) предположим, что условия на ТЭГ будут медленно изменяться, и время от времени ненадолго выключать повышающий преобразователь, чтобы позволить VCin подняться до Vteg, чтобы измерить его. При этом теряется небольшая пропускная способность, если частота переключения повышающего преобразователя >> постоянной времени Rteg.Cin, чтобы свести к минимуму долю времени, в течение которого повышающий преобразователь находится в выключенном состоянии.

c) примите значение для Rteg и регулируйте средний ток, который повышающий преобразователь получает от Cin, чтобы он был равен Vin/Rteg. Это будет работать как для DCM, так и для CCM.

d) возможно, вы захотите сослаться на документ из другого поста в своем вопросе, поскольку, возможно, контроль времени включения был умным способом (c)? Я до сих пор не понял, почему они думают, что это должно работать, но у кого-то еще может быть больше свободного времени.

Является ли тег R постоянным и известным. Если это так, то [c] будет легко заставить работать.
Да, Rteg предполагается постоянным и известным здесь.
@Neil_UK: под c вы имеете в виду, что мощность передается на индуктор, когда средний ток индуктора равен Vin / Rteg? Я тоже не вижу, как реализовать эту идею.

Мощность – это скорость, с которой энергия доставляется к источнику или забирается из него. Энергия, потребляемая за цикл включенным переключателем NMOS, связана с тем, какой ток протекает через катушку индуктивности, когда цепь NMOS размыкается.

Энергия = л я 2 2

Ток, конечно, линейно увеличивается до некоторого значения в течение периода замыкания nmos-переключателя, и это представляет собой небольшое, но конечное количество энергии. Затем это становится силой, если учесть, что это делается несколько тысяч раз в секунду, поэтому:

Средняя передаваемая мощность ф л я 2 2

Это означает, что теория максимальной передачи мощности верна, если вы этого хотите. Кроме того, если вас не волнует, как энергия отводится импульсами, вы можете сделать вход бустера более традиционным резистивным «по постоянному току», используя конденсатор большой емкости на клеммах преобразователя.

На самом деле это не имеет ничего общего с DCM или непрерывным режимом.