基於自行車發電機之電力管理系統及應用.pdfVIP

基於自行卓骚鼋横之鼋力管理系统及其虑用 酆焯臆李仁贵黄傅豪萧奕昕赖宏刻 (台北科技大翠鼋通所￡∑垫：!!!垫QQ壁g堕i!：￡婴) 摘要：本研究目的在於研袋一自行卓鼋力管理系统，鼋力东源主要是透遇建耩於自行卓前翰的骚鼋花鼓以及鲤雒子鼋池造行 Serial Media 系统供鼋。系统负载以自行率卓煊、USB(UniversalBus)介面充鼋器、姗C(MultiCard)卡靛缘装置、给圜 理檄制。另一方面建耩同步异壁、降壁罨路。引入髦力管理横制，利用省鼋型罩晶片切换工作模式使其逵到最大鞫换效 率，碓保有限的罨力供虑下有最大利用。系统架棒探用德州倦器(Texas 制法则。输入鼋矍Vrms=4、22V之交流鼋源，雨组直流鼋壑翰出Vol=3．3V、V02=SV．舁墨辖换器重载效率 I 92％(Vin=4．5V，Vout=5V，Iout=600mA)轻载效率可逵70％(Vin=5V，rout=3．3V，out=lOmA)自行牵停驶状憋可供 虑系统满载逗作一小畴之久。蓝在袭罨横不同耱速下供虑ECG心跳表做信虢干援的比较分析，鹩系统供虑鼋力及功能造 行驻遥。 阴键字：DC／Dc转换器、露力管理、心率债测 1介绍 自行牵燕输在通勤或是在逗勤健身上皆是相常普遍的工具，在普及率相耆高的台湾，在鼋子麈品骚逵 的今天骑自行卓出朗往往都舍搐带著卓烃、GPS、心率表…等配侑，在逼勤或通勤的同畴带来了不少便利性 及桀趣。但上述配侑乾鼋池或充鼋鼋池做稳鼋力东源，乾鼋池供臆鼋力势必舍有汰换上的同题。且户外、 畏途使用鼋池及充鼋器不易取得是一大同题。现有一供鼋装置袋鼋樵花鼓，是一建耩在赣轴内之骚鼋橇， 可在自行卓行造畴供虑鼋力翰出。然而在使用上输出交流鼋，现有功率规格大多2．4w至3．6w不等。且输 出频率、鼋墨舍随著行造速度燮勤和负载燮化而有所燮化，故通常使用在供虑卓煌鼋力之埸合。 装置和骚鼋花鼓固加装鼋池做稳缓衡用途，富鼋力东源不穗定则由鼋池接力供鼋。喾鼋力东源充沛畴，则 封鼋池运行充鼋。 市面上除相封虑之卓烃之外，另有相网麈品整合骚鼋花鼓及锂鼋池之充鼋模组。提供USB介面翰出鼋 源具有USB充鼋功能之相嗣虚品(如手横、GPS，韭合USB充鼋器、骚鼋花鼓供鼋之自行卓卓烃崖品0。) 本研究以鼗鼋花鼓供虑鼋力，USB充雹器、给圄型LCD模组、自行卓卑烃、石焉表做稳负载。但在负载全髓的 绦件下需要高蒋速才能供虑足殉的能量。建立系统之模型改善现有架耩和蒋换效率的同题。透遇骚鼋花鼓 结合本研究鼋源管理功能，在骑乘畴提供手持装置蓄罨的功能。 2系统硬髓毅针 系统架耩如圊1所示：分羯下列功能稍作简介。 98 ■I{《#阴 21低量降穗匿器 南升墨朗醑疆勤和徽控制器的露力乘源n 22徽控制器： 做揭系统控制的核心罩元。控制Dc／Dc转换器得以提供稳定鼋力翰出、周遗夤载的睹硝、韭益控目前鼋力 输出入情形做出有效的髦力管理横制。 23韩速碍表簟元 由骚鼋楗输入交流鼍转换成豚波飙虢，再趣由微控制器韩换成目前自行直行暹速度和里程敷鹱示在系 统寅载中的人榷介面上(LOI)或删c就锌器。 24骚t檀(叠重花鼓) aI】oNX一20嵇鼋花鼓。 做南主要鼋力来源的核心，探用ShJm 25能量揉曼罩元 特霰鼋樾奁生之交流鼋缝遇整流、滤波韭且穗墨後由徽控制器判断系统负戴情形泱定窀源路程的流向。鼋 池存取部分以参考文默[1]架耩如同2所示，热抬畴鼋池供意鼋力绐系统使用，或鼋池充鲍鼋畴外部供鼋都 必须缨遇鼋池富缓街，换言之鼋池随畴虚於充放鼋状蟪，若充放鼋扶敷遇於频繁蒋加快鼋池老化速度，封 於鲤雹池使用毒命影薯不可小觑．透迥圊3架棒在自行率皲鼋楗和负救之髑加入第二悔路程。自行卑行遣 畴箍鼋花鼓供鼋，一傣路径角黄供愿系统能量，另一愫路程刖真蠢封鲤鼋池遥行充鼋。如此在趣鼋池充鼋 完成畴的畴候便停止封鲤鼋池充鼋。 若嚣鼋楗供鼋充足畴切断鲤雕于鼋池和角戴之嗣的路秤将改由鼋池供鼋；自行率停止行连畴或供鼋不足畴 系统才由鲤雒子鼋池供鼋，大幅满少鲤鼋池的充放鼋次数，韭提升鲤鼋池的使用毒命。