井下微能量收集装置设计-论文

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文件名称：井下微能量收集装置设计-论文
文件大小：1.08MB
文件格式：PDF
更新时间：2021-07-08 00:30:39
井下无线传感网络 无线传感节点 井下环境能量 能量收集 光伏电池 井下无线传感节点能量有限，可利用能量收集技术将井下环境能量转换为电能为传感节点供电，从而延长无线传感节点生命周期。测试并分析了井下巷道弱光环境下光照强度，结果表明距光源1~2m范围内，光照强度为50~210Lux，符合非晶硅、钙钛矿等光电材料工作范围，验证了将井下弱光能量转换为电能具有可行性。采用30cm×40cm非晶硅光伏电池板、BQ25505型电源管理芯片和锂电池设计了一种井下微能量收集装置，可将井下弱光能量转换为电能并存储。针对井下环境能量不连续的特点，设计了能量缓存机制，即采用容量较小的可充电锂电池为能量缓存电池，选用较大固定容量的锂电池为备用电池，当可充电锂电池电压达到设计值时由其供电，当电压不足时切换备用电池供电，确保无线传感节点正常工作。对微能量收集装置进行了实验室及井下测试，结果表明：装置在50Lux以上光照强度条件下即可输出毫瓦级电能；当井下光照强度达到170Lux以上时，装置能够利用转换的能量为低功耗无线传感节点供电，无需启用后备电源；当光照强度未达到170Lux时，能量缓存机制协调可充电锂电池和备用电池为无线传感节点供电，有效提高了节点生命周期。