【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）。

正zheng如ru文wen章zhang開kai頭tou提ti到dao的de，由you於yu能neng源yuan流liu動dong的de非fei恒heng定ding性xing，可ke再zai生sheng能neng源yuan的de整zheng合he還hai需xu要yao擴kuo大da存cun儲chu選xuan擇ze。如ru今jin，水shui力li發fa電dian廠chang已yi用yong於yu此ci目mu的de，在zai能neng量liang過guo剩sheng時shi將jiang水shui抽chou回hui水shui庫ku。然ran而er，它ta們men的de容rong量liang是shi有you限xian的de
，存cun儲chu能neng量liang最zui明ming顯xian的de方fang法fa是shi使shi用yong電dian池chi。

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。

duiyufeiyidongyingyong，dianchidechicunhezhongliangyebushinamezhongyao。zaifengliwolunjitadedibu，jishishijiaodadedianchiyeyouzugoudekongjian。dangdianwangnengliangguoshengshi
，wolunjichanshengdenengliangkeyichucunzainali，bingzainengliangduanqueshikuirudianwang。tongchang，nengyuanzhixuzaidianwangzhonglinshicunchu 12 至 24 小時。

但(dan)每(mei)種(zhong)電(dian)池(chi)技(ji)術(shu)都(dou)有(you)不(bu)同(tong)的(de)電(dian)壓(ya)，如(ru)果(guo)有(you)人(ren)想(xiang)要(yao)設(she)計(ji)與(yu)應(ying)用(yong)中(zhong)使(shi)用(yong)的(de)不(bu)同(tong)電(dian)池(chi)技(ji)術(shu)和(he)電(dian)池(chi)數(shu)量(liang)兼(jian)容(rong)的(de)麵(mian)向(xiang)未(wei)來(lai)的(de)係(xi)統(tong)，這(zhe)是(shi)一(yi)個(ge)真(zhen)正(zheng)的(de)挑(tiao)戰(zhan)。因(yin)此(ci)，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 fenzhongdanchongdianzhouqicishufeichangduodeyingyong。weishenmebuzaicangkuzhongdeyunshujiqirenshangshiyongchaojidianrongqi
，yinweitazhinengduanjulixingshi

，ranhoukeyizaijimiaozhongneichongdian。yudianchibutong
，chaojidianrongqideshuchudianyahendachengdushangqujueyuchongdianzhuangtai。youyudaduoshudianzifuzaixuyaowendingdedianya，yincixuyaojuyoufeichangkuanshurufanweideDC/DC轉換器。

haiyouxuduoqitafangshilaichucunnengliang。tongguodianjiekeyicongkongqizhonghuodeqingqi。zaijinyibudegongyibuzhouzhong，keyishengchantianranqidezhuyaochengfenjiawan。zheliangzhongqitidoukeyichucun、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 多duo年nian前qian
，美mei國guo的de一yi家jia初chu創chuang公gong司si希xi望wang將jiang壓ya縮suo空kong氣qi用yong於yu風feng力li渦wo輪lun機ji，但dan由you於yu解jie決jue方fang案an過guo於yu複fu雜za且qie效xiao率lv低di下xia而er從cong未wei實shi現xian。但dan仍reng有you一yi些xie項xiang目mu致zhi力li於yu將jiang風feng力li渦wo輪lun機ji產chan生sheng的de多duo餘yu能neng量liang儲chu存cun在zai壓ya縮suo空kong氣qi中zhong。

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； nengyuanshichanghenfuza，youshuqianzhongxuanze，jihumeitiandouhuichuxianxindexiangfahejishu，meizhongxiangfahejishudouduisuoxudedianyuantichulebutongdeyaoqiu。ciwai，weileshixianjieneng、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）

duiyuzhiliudianyuanlaishuo
，qingkuanggengjiafuza，yinweixinxitongyujijiangjinrushichang。danjintianyiyoujiejuefangan。zaidianxinhetielushichang，butongdedianchidianyayijingshiyonglejishinian。zhexieshichangzhongdexitongzhizaoshangxiwangtigongyizhongjiejuefangan
，yinci 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、chumomianbanhuojidianqi，tamendouxuyaowenyadianyuandianya，wulunshifouyuneibukongzhidianlugeli。pingjieguangfandezhuanhuanqi
，shejirenyuanyinggaikeyiqingsongzhaodaojiyongxingjiejuefangan。（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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