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長壽命、小體積的驅(qū)動式無線流量計電源設(shè)計

發(fā)布時間:2014-11-26 責(zé)任編輯:sherryyu

【導(dǎo)讀】本文介紹的是一款引入無線通信方式,摒棄了傳統(tǒng)自動化儀表布線繁瑣的缺點的基于蒸汽的溫差發(fā)電、充電功能的低功耗無線渦街流量計。該流量計具有較好的實用價值,具有無噪音、無污染、無磨損、壽命長、體積小等優(yōu)點。
 
介紹了溫差發(fā)電的原理,應(yīng)用低功耗儀器的設(shè)計方法,研制了一套基于蒸汽的溫差發(fā)電、充電功能的低功耗無線渦街流量計。引入無線通信方式,摒棄了傳統(tǒng)自動化儀表布線繁瑣的缺點。該流量計具有較好的實用價值。溫差發(fā)電是利用熱電轉(zhuǎn)換材料將熱能轉(zhuǎn)化為電能的全靜態(tài)發(fā)電方式,具有無噪音、無污染、無磨損、壽命長、體積小等優(yōu)點,但其輸出電壓波動大、輸出功率小,適用于微小功率的設(shè)備使用。
  
溫差發(fā)電有完善的物理理論基礎(chǔ)和成熟的溫差發(fā)電片制造技術(shù)的支持,從20世紀(jì)60年代開始,陸續(xù)有一批溫差發(fā)電機(jī)成功用于航天飛機(jī)和軍事領(lǐng)域。近幾年隨著溫差發(fā)電片生產(chǎn)成本的降低與轉(zhuǎn)換效率的不斷提高,溫差發(fā)電技術(shù)在工業(yè)和民用方面表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景。
  
電源管理電路設(shè)計
  
電能管理包括TEG的電能收集、鋰電池充放電、TEG輸出電壓、鋰電池狀態(tài)檢測和異常報警以及流量計各部件的工作狀態(tài)控制等功能。如圖5所示,電能管理電路由TEG、DC/DC、鋰電池充電芯片、鋰電池和穩(wěn)壓芯片組成。
電源管理電路圖
圖電源管理電路圖
  
流量計電路的電源由TEG或電池提供。當(dāng)管道中有蒸汽流過時TEG便發(fā)電,經(jīng)二極管D1可向電路供電,此時二極管D2處于截止?fàn)顟B(tài),鋰電池不向電路供電;當(dāng)管道中沒有蒸汽流動時,TEG沒有電壓輸出,此時D2導(dǎo)通,D1截止,鋰電池向電路供電。
 
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