Low-Cost Automated PV Panel Dust Cleaning System for Rural Communities

Dust accumulation on photovoltaic (PV) panels degrades PV panels’ performance;leading to decreased power output and consequently high cost per generated kilowatt. Research addressing the severity of dust accumulation on PV panels has been ongoing since the 1940s, but proposed solutions have tended to increase the cost of PV systems either from oversizing or from cleaning the system. The objective of this work, therefore, is to design and implement a low-cost affordable automated PV panel dust cleaning system for use in rural communities of Sub-Saharan Africa (SSA);where financial resources are limited and significantly strained in meeting livelihood activities. Complete design and implementation details of a prototype system are provided for easy replication and capitalization on PV systems for sustainable energy needs. The system detects dust based on the innovative use of light-dependent resistors. Testing and observation of the system in operational mode reveal satisfactory performance;measured parameters quantify a power output increase of 33.76% as a result of cleaning dust off the PV panel used in the study.

临近空间电子设备低温启动与加热方案设计

从临近空间电子设备低温启动的实际需要出发,基于半导体低温物理学基础理论,分析了常见半导体器件在-80℃低温下的物理特性和电学特性,设计了一种-80℃低温启动与加热方案,讨论了保证-80℃低温启动设计裕量的方法,以及采用尽可能少的元件构成完整温度闭环控制系统的设计方法。

一种32MHz低温漂高精度张弛型振荡器的设计

阐述基于0.18μmCMOS工艺设计的一种低温漂张弛型振荡器。该张弛型振荡器在使用平均周期反馈控制的基础上采用金属薄膜电阻和金属-绝缘体-金属电容作为振荡单元,可以实现温度从-40~125℃变化时1%的频率漂移。

志丹油田义正区三叠系延长组长6石油地质特征

延长组长6油层是鄂尔多斯盆地中生界最主要的含油层段,探明石油地质储量和原油产量占 70％以上。近几年来,随着勘探程度的不断提高,在油层评价方面不断有新的认识,并不断有新油田的发现,志丹油田义正区即是近几年新发现的延长组长6油田之一。通过对志丹油田义正区延长组长6储集层的岩石学特征、孔渗条件、孔隙结构特征、成岩作用与孔隙演化,以及储层展布特征分析,总结了影响储集条件的主要因素,并进行了储层分类评价;通过含油性分析,总结了延长组长6低阻油层形成条件,认为储层物性和孔隙结构是影响油层电阻的重要因素;探讨了影响油气成藏的主控因素和油藏特征,并对油井产能进行了分析,指出志丹油田义正区延长组长6具有良好的勘探开发前景。

永磁直驱风电低电压穿越与功率平抑策略研究

针对永磁直驱风电机组低电压穿越和功率平抑两种问题,提出采用改进超级电容储能系统(ISCESS)和串联制动电阻(SDBR)的联合控制策略。将ISCESS并联在机组的直流链上,SDBR则串联在电网与并网点之间。当风电并网系统正常运行时,ISCESS凭借快速充放电能力平抑机组的并网功率。当电网故障电压骤降时,SDBR抬升并网点的电压并耗散不平衡能量,另一部分不平衡能量则由ISCESS吸收。研究结果表明,所提策略在正常运行时能有效对永磁直驱风电机组的并网功率进行平抑,在电网故障时能有效提升机组的低电压穿越能力。

人体体表低电阻线自动探测系统的研究

经络理论在中国传统医学中占有很重要的位置。为实现对人体穴位、经络线的自动跟踪研制了探测用传感器及探测系统,提出对与人体经络线极相似的人体体表低电阻线进行自动探测的方法,为下一步针对瘫痪病人进行物理治疗奠定了基础。

应用于眼压信号检测的低噪声前置放大器设计

基于SMIC 180nm CMOS工艺,设计并实现了一款应用于眼压信号检测系统的低噪声前置放大器.该放大器使用二极管连接的MOS管实现GΩ级别的大电阻,在反馈回路中该伪电阻与反馈电容并联在低频段产生高通截止点以抑制直流失调电压和低频噪声,达到较好的噪声性能.后仿真结果显示:低噪声前置放大器的直流增益为40dB,有效带宽从0.25Hz到46kHz,在低频频率100Hz处的等效输入噪声为197.3nVrms,采用1.8V的电压供电,核心电路功耗为32.4μW,芯片面积为0.75mm×0.62mm.

一种微弱电阻测量仪的设计

设计一种基于四线制电流倒向技术的微弱电阻测量仪,经实验验证,该测量仪可以很好地满足测量要求,并具有良好的重复测量精度.

基于变电阻电压扰动的配电网对地参数精确测量新方法

为了获得配电网精确对地参数,提出基于变电阻电压扰动法的电网对地参数测量方法。对于中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统,由于系统正常运行时参数的不平衡,将在中性点产生一定的电压偏移。通过在中性点投入不同阻值的电阻,引起中性点电压的改变,测量改变前后的电压幅值,由电压幅值和其他已知参数通过一定的运算可先计算出配电网对地电导,将电导代入再求出系统对地电容精确值。Matlab仿真分析和实验模拟网测试结果表明该方法具有很高的精确度,且该方法简单、安全、适用范围广、可操作性强。同时指出实际现场测量时,应选用适当阻值电阻,以减小测量误差。

一种基于电流控制模式的白光LED驱动芯片的设计

设计了一款基于2μm bipolar工艺、应用于彩色LCD背光照明的白光LED驱动芯片。采用PFM控制模式、低反馈电阻及负载电流反馈技术实现芯片驱动的低功耗和恒流输出。系统仿真结果表明,负载电流为20mA时,输出电压纹波系数为0.013%/V,输出电流纹波系数为0.02mA/V,效率为80.1%;芯片版图面积为0.67mm×1.28mm。

一种低电源电压灵敏度RC振荡器的设计

基于传统RC振荡器的理论分析,采用电阻串分压提供参考电压的方式,设计了一种低电源电压灵敏度的振荡器。基于HHNEC 0.5μm BiCMOS工艺,完成了HSPICE仿真。仿真结果显示,该振荡器输出一个频率为63kHz、占空比为50%的方波信号,当电源电压在4.5～5.5V之间变化时,频率变化范围在±0.52%内,有效降低了电源电压对振荡频率的影响。该振荡器可应用于开关电源芯片。

低功耗无损电流检测技术的分析与设计

通过分析DC-DC电流模开关电源的结构,提出了一种新颖的低功耗无损电流检测技术,降低了开关电源的静态功耗。该技术实现了"虚拟"的无损电流检测电阻和一个低功耗高灵敏度的电流检测放大器。通过降低电流检测电路的功耗,优化了电流模开关电源控制环路的功耗,从而实现了静态功耗的最小化。基于无损电流检测技术设计,开关电源的静态功耗为61.22mW,为典型情况的57.5%。

一种消除体效应的纳瓦量级全CMOS基准电压源

提出了一种全部采用MOSFET构成的极低功耗基准电压源.电路由一个结构新颖的纳安量级基准电流源和温度补偿电路构成;利用CMOS源极耦合差分对代替了传统带隙电压源中所采用的电阻和Bipolar晶体管,减小了功耗和芯片面积,消除了MOS管体效应对电路的影响.采用SMIC 0.18μm CMOS工艺进行电路设计和仿真,结果表明,电路的温度系数为90,芯片面积0.006,功耗仅为54nW.该电路适用于低功耗移动电子设备.

利用改进Crowbar电路提高DFIG低电压穿越能力

在分析传统Crowbar保护电路的基础上,提出利用串联制动电阻的改进Crowbar保护电路。利用MATLAB/Simulink仿真平台建立了基于双馈感应风力发电机(DFIG)的风电场并网仿真模型,针对提出的改进保护电路,对双馈感应风力发电机在电网电压跌落的情况下的运行特性进行了仿真研究,并将两种电路的保护效果进行对比,结果表明,该改进保护电路设计合理,有效地提高了DFIG的低电压穿越能力。

基于低频噪声的薄膜电阻器可靠性表征方法

薄膜电阻的低频噪声同器件的损伤程度密切相关。文中采用两级低噪声放大器和高速高精度PCI数据采集卡构建的测试系统测量了一组1.5 kΩ镍铬薄膜电阻老化试验前后的低频噪声,结合显微分析发现电迁移是薄膜电阻可靠性退化的主导机制,电迁移损伤发生前后低频噪声的幅值、频率指数和转折频率等参量均会发生异常波动。分析表明,低频噪声能更敏感地反映薄膜电阻的损伤程度,可作为此类器件可靠性无损的筛选依据。

镍铬薄膜电阻器噪声特性研究

薄膜电阻器的低频噪声有别于常规电阻器的噪声特征,与其结构和工艺密切相关。通过溅射工艺生产的阻值为1.5k?镍铬薄膜电阻器分别在生产完成和1000h老化试验之后进行了低频噪声测量和分析得到器件低频噪声特征,结合电子元器件低频噪声理论探讨了器件中各种噪声成分的来源及产生机制并给出该镍铬薄膜电阻生产线降低噪声的工艺手段。并讨论了电迁移损伤对1/f噪声特征的影响,指出噪声的异常波动对电迁移损伤具有明确的指示作用。

热电能量采集自适应阻抗匹配电路设计

为了实现自供电的无线网络节点,本文提出了基于MSP430的低功耗自适应阻抗匹配设计方案。为了降低阻抗匹配电路的功率消耗,方案使用MSP430产生、调节PWM波的参数控制MOS开关产生虚拟阻抗,以实现最大功率跟踪。使用MSP430内部AD模块实时测量电路参数,使用扰动观察法进行反馈调节。设计实验获得了输出功率与PWM波占空比之间的关系,并在变温度条件下测试了方案的工作性能。实验表明本文提出的控制方案可以实现自供电稳定工作,并且可以大幅提高能量收集的效率和输出功率。

强电磁脉冲耦合与电源防护研究

鉴于强电磁脉冲对电子产品的强大损坏力,建模分析了强电磁脉冲在电源线上的耦合电压大小。基于耦合电压大小,设计了直流电源防护电路。防护电路由瞬态防护部分和低通滤波部分组成。其中,瞬态电路用来降低耦合电压脉冲幅度,低通滤波电路滤除耦合电压的高频部分。最后,不同电路参数进行优化组合得出最优效果的防护电路。仿真和实验结果表明:本文设计的防护电路可以很好地防护直流电源不受强电磁脉冲影响。

低温共烧陶瓷无源集成技术及其应用

低温共烧陶瓷技术是近年发展起来的令人瞩目的整合组件技术,已经成为无源集成的主流技术,成为无源元件领域的发展方向和新元件产业的经济增长点。介绍了目前 LTCC 无源集成技术及其国内外研究动态和应用前景。

基于转子串联电阻的双馈风力发电机低电压穿越

讨论双馈风力发电机组低电压穿越中,转子串联电阻控制方式时转子侧变流器有功、无功功率的分配原则,给出有功、无功电流的极限表达式,提出一种转子串联电阻低电压穿越功率协调控制策略。在电网电压跌落转子电流超过其阈值时,该方案一方面控制转子变流器有功电流输出,使其满足转子串联电阻投入后所消耗的有功功率;另一方面考虑双馈电机暂态稳定性,使双馈电机工作在无功支持模式,优先向电网输出一定的感性无功功率。实验结果表明,该控制方案具有比撬棒保护更好的暂态性能,同时有助于电网电压的快速恢复,有利于其他并网负载的安全运行。