【導讀】減少二氧化碳排放已成為全球目標，並帶動了許多新技術的開發和研究。需要提高整個動力鏈的效率和新的能源存儲方法。

為了用可再生能源替代化石燃料
，可以使用太陽能
、風能、水能、生物質能以及地熱能。雖然生物質能和地熱能提供恒定的能源產量
，但太陽

、風feng或huo波bo浪lang產chan生sheng的de能neng源yuan卻que並bing非fei如ru此ci。白bai天tian產chan生sheng的de太tai陽yang能neng必bi須xu儲chu存cun起qi來lai供gong夜ye間jian使shi用yong。這zhe同tong樣yang適shi用yong於yu風feng能neng
，因yin為wei渦wo輪lun機ji在zai無wu風feng時shi不bu再zai提ti供gong能neng量liang。

所有這些新技術都需要電子控製電路，而電子控製電路需要從各種來源供電。下麵的文章將解釋挑戰和解決方案。

增長的市場之一是電動汽車，例如
，歐盟已決定 2035 年之後不得銷售配備傳統內燃機的新車。其他地區也已決定類似的禁令，而向電動汽車的轉變將需要許多 由全球不同交流電網供電的公共和私人充電站（圖 1）。

全球交流電源電壓範圍為 85Vac 至 264Vac
，當今許多電源都可以在此整個範圍內工作。

能源應用中的另一個挑戰來自以下事實：充(chong)電(dian)器(qi)或(huo)壁(bi)箱(xiang)等(deng)設(she)備(bei)直(zhi)接(jie)連(lian)接(jie)到(dao)保(bao)險(xian)絲(si)麵(mian)板(ban)。這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)它(ta)們(men)比(bi)通(tong)過(guo)電(dian)纜(lan)和(he)插(cha)頭(tou)連(lian)接(jie)到(dao)插(cha)座(zuo)的(de)設(she)備(bei)更(geng)容(rong)易(yi)受(shou)到(dao)電(dian)網(wang)瞬(shun)變(bian)的(de)影(ying)響(xiang)，因(yin)此(ci)必(bi)須(xu)符(fu)合(he)具(ju)有(you) 4kVac 隔離的過電壓類別 III (OCV III)（圖 2）。這也適用於充電器或壁箱內使用的輔助電源。

這些係統還必須能夠容忍電源接線或中性線的故障。安裝過程中意外連接的相位，或者中性線（即使是在附近）的斷路，都可能導致係統不平衡，從而導致更高的電壓。因此，會監控電源輸入電壓，以便在發生此類故障時斷開昂貴的高功率區塊。

該監控電路必須在所有情況下都能工作，因此 P-Duke 提供了一係列小型 AC/DC 轉換器，不僅符合 OVC III 標準，而且還可以在 85 至 530Vac 的寬電壓範圍內運行。即使某個相錯誤地連接到中性線
，輔助電源和監控電路也會工作並可以保護功率級。

xiandaixitongyinggaizhunbeihaojichengdaozhinengdianwanghuozhinengjiajuhuanjingzhong。zheyunxukongzhixitongyipipeidianwangzhongdianlideshijikeyongxing。dangyoushengyunengliangshi，qichedianchikeyichongdian，bingchongdangwendingdianwangdenenglianghuanchongqi。gaonenghaodejiayongdianqizhiyouzaiyouzugoudenengyuanshicaihuikaiqi。

這意味著需要更多的相間來與電網或智能家居控製器進行通信。相間、顯示器

、觸摸板或繼電器的電源電壓範圍為 3.3V 至 24V，並且可以通過小型隔離或非隔離轉換器從輔助電源電壓總線生成（圖 3）。

zhengruwenzhangkaitoutidaode，youyunengyuanliudongdefeihengdingxing，kezaishengnengyuandezhenghehaixuyaokuodacunchuxuanze。rujin
，shuilifadianchangyiyongyucimude
，zainengliangguoshengshijiangshuichouhuishuiku。raner，tamenderongliangshiyouxiande，cunchunengliangzuimingxiandefangfashishiyongdianchi。

鉛酸電池已經使用了幾十年
，但重量重，能量密度相對較低，充電過程緩慢，隻能充電約300-600次。

與鉛酸電池相比，鋰電池有幾個優點。例如，它們不僅比鉛酸電池更輕、更小，而且充電速度更快
，可以達到數千個充電周期。這使得它們非常適合在移動設備和電動汽車中使用。

但他們需要的材料的可用性有限，而且其中一些材料是在有問題的條件下獲得的。每千瓦時的容量，典型的電動汽車電池不僅需要 120 - 180 克鋰，還需要一些其他可用量有限的材料。根據德國汽車俱樂部ADAC的研究
，一輛汽車的50kWh電池含有約4公斤鋰
、11公斤錳、12公斤鈷

、12公斤鎳和33公斤石墨。

為wei了le將jiang機ji動dong性xing從cong內nei燃ran機ji轉zhuan向xiang電dian動dong驅qu動dong，未wei來lai將jiang需xu要yao數shu十shi萬wan噸dun這zhe些xie材cai料liao。回hui收shou這zhe種zhong材cai料liao的de方fang法fa很hen複fu雜za，據ju專zhuan家jia稱cheng，部bu分fen方fang法fa仍reng處chu於yu開kai發fa或huo測ce試shi階jie段duan。因yin此ci
，人ren們men正zheng在zai尋xun找zhao替ti代dai方fang案an，不bu僅jin在zai電dian池chi技ji術shu方fang麵mian，而er且qie在zai電dian能neng存cun儲chu方fang式shi方fang麵mian。

您可能聽說過基於鋁-硫、鈉離子

、碳-銅或鐵-氧的電池。目前尚未麵向大眾市場推出

，這些是使用大量可用材料的選擇
，而且開采問題也較少。

對(dui)於(yu)非(fei)移(yi)動(dong)應(ying)用(yong)，電(dian)池(chi)的(de)尺(chi)寸(cun)和(he)重(zhong)量(liang)也(ye)不(bu)是(shi)那(na)麼(me)重(zhong)要(yao)。在(zai)風(feng)力(li)渦(wo)輪(lun)機(ji)塔(ta)的(de)底(di)部(bu)，即(ji)使(shi)是(shi)較(jiao)大(da)的(de)電(dian)池(chi)也(ye)有(you)足(zu)夠(gou)的(de)空(kong)間(jian)。當(dang)電(dian)網(wang)能(neng)量(liang)過(guo)剩(sheng)時(shi)，渦(wo)輪(lun)機(ji)產(chan)生(sheng)的(de)能(neng)量(liang)可(ke)以(yi)儲(chu)存(cun)在(zai)那(na)裏(li)，並(bing)在(zai)能(neng)量(liang)短(duan)缺(que)時(shi)饋(kui)入(ru)電(dian)網(wang)。通(tong)常(chang)，能(neng)源(yuan)隻(zhi)需(xu)在(zai)電(dian)網(wang)中(zhong)臨(lin)時(shi)存(cun)儲(chu) 12 至 24 小時。

danmeizhongdianchijishudouyoubutongdedianya
，ruguoyourenxiangyaoshejiyuyingyongzhongshiyongdebutongdianchijishuhedianchishuliangjianrongdemianxiangweilaidexitong，zheshiyigezhenzhengdetiaozhan。yinci，P-Duke 等電源製造商提供輸入電壓範圍為 2:1 至 12:1 的轉換器。通過這些轉換器，可以涵蓋許多不同的電池技術。

超級電容器是電池的一種有趣的替代品
，因為它們具有更長的使用壽命
、高達 100 萬次的充電周期和非常高的充電電流。與電池不同，超級電容器不會因深度放電而損壞。它們非常適合電力需求少於 1-2 分fen鍾zhong但dan充chong電dian周zhou期qi次ci數shu非fei常chang多duo的de應ying用yong。為wei什shen麼me不bu在zai倉cang庫ku中zhong的de運yun輸shu機ji器qi人ren上shang使shi用yong超chao級ji電dian容rong器qi，因yin為wei它ta隻zhi能neng短duan距ju離li行xing駛shi，然ran後hou可ke以yi在zai幾ji秒miao鍾zhong內nei充chong電dian。與yu電dian池chi不bu同tong
，超chao級ji電dian容rong器qi的de輸shu出chu電dian壓ya很hen大da程cheng度du上shang取qu決jue於yu充chong電dian狀zhuang態tai。由you於yu大da多duo數shu電dian子zi負fu載zai需xu要yao穩wen定ding的de電dian壓ya，因yin此ci需xu要yao具ju有you非fei常chang寬kuan輸shu入ru範fan圍wei的deDC/DC轉換器。

還(hai)有(you)許(xu)多(duo)其(qi)他(ta)方(fang)式(shi)來(lai)儲(chu)存(cun)能(neng)量(liang)。通(tong)過(guo)電(dian)解(jie)可(ke)以(yi)從(cong)空(kong)氣(qi)中(zhong)獲(huo)得(de)氫(qing)氣(qi)。在(zai)進(jin)一(yi)步(bu)的(de)工(gong)藝(yi)步(bu)驟(zhou)中(zhong)

，可(ke)以(yi)生(sheng)產(chan)天(tian)然(ran)氣(qi)的(de)主(zhu)要(yao)成(cheng)分(fen)甲(jia)烷(wan)。這(zhe)兩(liang)種(zhong)氣(qi)體(ti)都(dou)可(ke)以(yi)儲(chu)存(cun)、運輸和用作燃料，例如在燃料電池中，這是另一種新興技術。如今，甚至無人機也在使用燃料電池。

存儲機械能供以後使用的其他方法是氣壓和飛輪存儲裝置。15 duonianqian，meiguodeyijiachuchuanggongsixiwangjiangyasuokongqiyongyufengliwolunji，danyouyujiejuefanganguoyufuzaqiexiaolvdixiaercongweishixian。danrengyouyixiexiangmuzhiliyujiangfengliwolunjichanshengdeduoyunengliangchucunzaiyasuokongqizhong。

1950年，第一批陀螺巴士上市
，能夠回收製動能量
，但每4-6公裏需要一個充電站
，不適合現代公共交通。如今，飛輪存儲設備主要用於短時間提供高功率，例如穩定電網。

這些隻是幾個例子
； 能neng源yuan市shi場chang很hen複fu雜za
，有you數shu千qian種zhong選xuan擇ze，幾ji乎hu每mei天tian都dou會hui出chu現xian新xin的de想xiang法fa和he技ji術shu，每mei種zhong想xiang法fa和he技ji術shu都dou對dui所suo需xu的de電dian源yuan提ti出chu了le不bu同tong的de要yao求qiu。此ci外wai
，為wei了le實shi現xian節jie能neng、廣泛使用，現代係統必須相互通信。所有這些係統都需要從各種來源產生穩壓電源電壓。

交流電網電壓水平和瞬態規範已設定多年，P-DUKE 等公司提供各種滿足各種要求的交流/直流電源解決方案（圖 4，P-DUKE 的交流/直流解決方案）

對dui於yu直zhi流liu電dian源yuan來lai說shuo
，情qing況kuang更geng加jia複fu雜za

，因yin為wei新xin係xi統tong預yu計ji將jiang進jin入ru市shi場chang。但dan今jin天tian已yi有you解jie決jue方fang案an。在zai電dian信xin和he鐵tie路lu市shi場chang，不bu同tong的de電dian池chi電dian壓ya已yi經jing使shi用yong了le幾ji十shi年nian。這zhe些xie市shi場chang中zhong的de係xi統tong製zhi造zao商shang希xi望wang提ti供gong一yi種zhong解jie決jue方fang案an，因yin此ci P-DUKE 等電源製造商設計的轉換器係列甚至涵蓋鐵路應用中 16V 至 160V 的極寬輸入範圍
，並實現高達 200W 的功率水平。這些轉換器的標準輸出電壓範圍為 5V 至 53V
，可用於所有類型的能源市場應用中的多種不同電池電壓。

LAN、WLAN
、GSM 和其他通信模塊、安全和監控設備、顯示器、觸(chu)摸(mo)麵(mian)板(ban)或(huo)繼(ji)電(dian)器(qi)
，它(ta)們(men)都(dou)需(xu)要(yao)穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)
，無(wu)論(lun)是(shi)否(fou)與(yu)內(nei)部(bu)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)隔(ge)離(li)。憑(ping)借(jie)廣(guang)泛(fan)的(de)轉(zhuan)換(huan)器(qi)，設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)應(ying)該(gai)可(ke)以(yi)輕(qing)鬆(song)找(zhao)到(dao)即(ji)用(yong)型(xing)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。（圖6）

所有這些轉換器模塊都易於部署
，因此不僅在設計時間而且在係統輸入、輸(shu)出(chu)或(huo)電(dian)源(yuan)規(gui)格(ge)稍(shao)後(hou)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)時(shi)都(dou)可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)即(ji)插(cha)即(ji)用(yong)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。這(zhe)使(shi)得(de)每(mei)一(yi)個(ge)設(she)計(ji)都(dou)麵(mian)向(xiang)未(wei)來(lai)，並(bing)為(wei)新(xin)興(xing)市(shi)場(chang)做(zuo)好(hao)準(zhun)備(bei)，該(gai)市(shi)場(chang)擁(yong)有(you)許(xu)多(duo)新(xin)機(ji)遇(yu)
，但(dan)也(ye)存(cun)在(zai)許(xu)多(duo)未(wei)知(zhi)數(shu)。

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