CN105449822A - 一种用于高空飞艇的能源系统及供电控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于高空飞艇的能源系统及供电控制方法，该系统包括光伏发电系统、储能电池系统以及控制模块，光伏发电系统、储能电池系统的一端分别与控制模块连接，另一端分别接入飞艇中供电总线；控制模块在有太阳光时控制启动光伏发电系统，通过供电总线向直流负载供电，并将多余的能量存储至储能电池系统中，当光伏发电系统输出的能量不足时，控制储能电池系统放电以补充不足的能量；该供电控制方法通过控制光伏发电系统、储能电池系统对飞艇中负载进行供电。本发明结合光伏发电以及蓄电池实现飞艇的能源系统，能够根据飞艇的飞行工况智能调整能源供应，且具有结构简单、供应持续时间长、供应效率和稳定性高的优点。

Description

一种用于高空飞艇的能源系统及供电控制方法

技术领域

本发明涉及高空飞艇技术领域，尤其涉及一种用于高空飞艇的能源系统及供电控制方法。

背景技术

高空飞艇是依靠浮力驻空，可以在某一小范围内长期停留，驻空时间可达数月甚至数年，因而具有驻空时间长、覆盖区域范围广、生存能力强等特点，能够获得持续的侦查和监视效果。能源系统对一个系统的运行具有决定作用，尤其是对于临近空间飞行器；对于高空飞艇，若要长期执行任务，其能源供应必须持续不断，但目前通常是采用在飞艇中携带燃料或燃料电池的方式作为能源，该类方式的续航时间有限，无法实现长时间驻空，因而要达到在空中长期驻空，就必须解决能源持续供应问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结合光伏发电以及蓄电池实现飞艇的能源系统，能够根据飞艇的飞行工况智能调整能源供应，且结构简单、供应持续时间长、供应效率和稳定性高的用于高空飞艇的能源系统及供电控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于高空飞艇的能源系统，其特征在于包括：光伏发电系统、储能电池系统以及控制模块，所述光伏发电系统、储能电池系统的一端分别与控制模块连接，另一端分别接入飞艇中供电总线；所述控制模块在有太阳光时控制启动所述光伏发电系统，通过所述供电总线向直流负载供电，并将多余的能量存储至所述储能电池系统中，当所述光伏发电系统输出的能量不足时，控制所述储能电池系统放电以补充不足的能量。

作为本发明系统的进一步改进：所述光伏发电系统包括相互连接的柔性晶硅电池模块以及DC/DC模块，所述柔性晶硅电池模块接收太阳光并采用柔性晶硅太阳能电池转换为电能，经所述DC/DC模块输出所需的直流电。

作为本发明系统的进一步改进：所述柔性晶硅电池模块包括多个电池组件单元以及分别与各个所述电池组件单元连接的汇流单元，每个所述电池组件单元包括MPPT子单元以及由多个电池组件串联构成的电池组件串子单元，所述MPPT子单元调节所述电池组件串子单元的工作点至最大功率点。

作为本发明系统的进一步改进：所述储能电池系统包括蓄电池以及充放电控制模块，所述充放电控制模块根据所述光伏发电系统输出的能量、所述蓄电池的电压状态控制所述蓄电池进行充、放电。

作为本发明系统的进一步改进：所述储能电池系统还包括与所述蓄电池连接的加热模块，所述加热模块实时检测所述蓄电池的温度，当检测的温度低于预设温度阈值时，将所述蓄电池加热至正常启动温度。

作为本发明系统的进一步改进：所述充放电控制模块包括电压采集电路、控制电路、用于控制调整蓄电池放电过程的放电调整电路以及用于控制蓄电池充放电状态的充放电开关，所述电压采集电路实时采集所述蓄电池的端电压，输出至所述控制电路；所述控制电路根据所述光伏发电系统输出的能量以及所述蓄电池的端电压，发送控制信号至所述放电调整电路或所述充放电开关。

作为本发明系统的进一步改进：还包括分别与所述光伏发电系统、控制模块连接的限功率模块，所述限功率模块当所述储能电池系统为能量充满状态，且所述光伏发电系统输出的能量大于负载所需消耗的能量时，通过所述控制模块控制启动，并限制所述光伏发电系统的输出功率，使得输出的能量与负载所需消耗的能量达到平衡。

本发明进一步提供利用上述能源系统的供电控制方法，步骤包括：

1）实时判断飞艇当前所处的环境中是否有太阳光，如果是，启动所述光伏发电系统，转入执行步骤2）；否则启动所述储能电池系统进行放电，转入执行步骤3）；

2）所述光伏发电系统通过所述供电总线向直流负载供电，并判断所述光伏发电系统输出的能量是否大于当前直流负载所需的能量，如果是，将多余的能量存储至所述储能电池系统中，否则启动所述储能电池系统放电以补充不足的能量，转入执行步骤3）；

3）实时检测所述储能电池系统中蓄电池的端电压，并根据检测到的端电压调整所述光伏发电系统输出的能量或调整负载功率，返回执行步骤1）。

作为本发明方法的进一步改进，所述步骤3）的具体步骤为：根据检测到的端电压判断所述储能电池系统的状态，若为能量充满状态，且所述光伏发电系统输出的能量大于负载所需消耗的能量，限制所述光伏发电系统的输出功率，使得输出的能量与负载所需消耗的能量达到平衡；若为能量不足状态，且所述光伏发电系统输出的能量小于负载所需消耗的能量，调整或关闭负载供电。

作为本发明方法的进一步改进，所述步骤1）前还包括光伏发电系统配置步骤，具体步骤为：配置柔性晶硅太阳能电池，并将所述柔性晶硅太阳能电池中各电池组件划分为多个电池组件串，每个所述电池组件串由多个电池组件串联构成，并使得各个所述电池组件串输出的电压均处于预设电压范围内、电流均处于预设电流范围内。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1）本发明通过光伏发电系统和储能电池系统的联合方式进行能源供应，可以充分利用太阳能为飞艇供电，同时通过将多余太阳能通过储能电池系统进行存储，可以根据飞艇的飞行工况智能调整能源供应方式，实现实时可靠的供电控制，从而能够提供长时间、持续且稳定的能源，满足高空飞艇的长期驻空需求；

2）本发明能源系统进一步通过采用柔性晶硅太阳能电池，可以提供高效率的太阳能供应，同时有效减少能源系统的重量，因而能够便于结合储能电池应用于高空飞艇中提供长时间的能源供应，大大减少飞艇的载重；

3）本发明进一步当储能电池系统为能量充满状态，且光伏发电系统输出的能量大于负载所需消耗的能量时，通过控制模块控制启动限功率模块，限制光伏发电系统的输出功率，使得输出的能量与负载所需消耗的能量达到平衡，可以最大程度的利用太阳能；

4）本发明进一步通过太阳能电池中电池组件的配置，使得每一个电池组件串经过MPPT子单元后输出预设电压范围内的高电压、预设电流范围内的小电流，实现大电压、小电流输出，从而可以最大限度减少输电线缆的重量，为飞艇减小载重；

5）本发明进一步通过加热模块实时检测蓄电池的温度，当检测的环境温度低于预设温度阈值时，将蓄电池加热至正常启动温度，从而基于飞艇所处高空环境具有温度低的特点，可以使得当蓄电池温度过低时能够启动加热，保持蓄电池正常充放电。

附图说明

图1是本实施例用于高空飞艇的能源系统的结构原理示意图。

图2是本实施例储能电池系统中充放电控制的实现流程示意图。

图例说明：1、光伏发电系统；11、柔性晶硅电池模块；111、电池组件单元；112、汇流单元；12、DC/DC模块；2、储能电池系统。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例用于高空飞艇的能源系统包括光伏发电系统1、储能电池系统2以及控制模块，光伏发电系统1、储能电池系统2的一端分别与控制模块连接，另一端分别接入飞艇中供电总线；控制模块在有太阳光时控制启动光伏发电系统1，通过供电总线POWERBUS向直流负载供电，并将多余的能量存储至储能电池系统2中，当光伏发电系统1输出的能量不足时，控制储能电池系统2放电以补充不足的能量。本实施例控制模块具体采用单片机（MCU），单片机（MCU）的一端连接光伏发电系统1，另一端通过RS485总线与储能电池系统2连接；直流负载为直流电机以及其他直流负载，具体可以为飞艇的有效载荷、航电系统以及推进系统等的直流负载。

本实施例当飞艇上天飞行前，预先给储能电池系统2充满电；飞艇上天飞行后，当处于白天有太阳光时，光伏发电系统1开始工作，若太阳光充足，由光伏发电系统1产生的电能为直流电机供电、多余的电能储存在储能电池系统2中，若太阳光不充足，则由光伏发电系统1与储能电池系统2一起向直流负载供电，其中储能电池系统2补充不足的能量；当处于晚上无太阳光时，控制储能电池系统2放电，向直流负载供电。其中，当飞艇处于白天太阳光时，光伏发电系统1或光伏发电系统1与储能电池系统2的结合产生的电能用于飞艇中航电系统、推进系统的能源消耗；当飞艇处于晚上无太阳光时，由储能电池系统2放电向有效载荷、航天系统和推进系统供电，可以满足飞艇过夜航行的需求。

本实施例能源系统采用光伏发电系统1和储能电池系统2联合的方式，可以充分利用太阳能为飞艇供电，同时通过将多余太阳能通过储能电池系统2进行存储，由储能电池系统2在太阳能不足时提供能源，可以根据飞艇的飞行工况智能调整能源供应方式，实现实时可靠的供电控制，从而能够提供长时间、持续且稳定的能源，满足高空飞艇的长期驻空需求。

本实施例中，光伏发电系统1包括相互连接的柔性晶硅电池模块11以及DC/DC模块12，柔性晶硅电池模块11接收太阳光并采用柔性晶硅太阳能电池转换为电能，经DC/DC模块12转换输出所需的直流电，DC/DC模块12输出端连接至供电总线POWERBUS，通过供电总线POWERBUS为直流负载以及储能电池系统2提供电能。普通的太阳能电池（如普通晶硅太阳能电池、IBC太阳能电池等）的重量较大，且飞艇的载重是有限，因而对于低空飞行的飞艇，可以同时携带少量燃料和燃料电池作为能源系统；但对于高空飞艇，由于飞行时间长，采用普通太阳能电池和燃料电池结合的能源系统仍然无法实现能源的长时间供应。柔性晶硅太阳能电池的电池片厚度，仅为相同电池效率的普通太阳能电池的三分之一到四分之一，且重量也仅为普通太阳能电池的三分之一到四分之一，本实施例通过采用柔性晶硅太阳能电池，面密度小于500g/m²，可以提供高效率的太阳能供应，同时有效减少能源系统的重量，因而能够便于结合储能电池应用于高空飞艇中提供长时间的能源供应，大大减少了飞艇载重量。

本实施例中，柔性晶硅电池模块11包括多个电池组件单元111以及分别与各个电池组件单元111连接的汇流单元112，每个电池组件单元111包括MPPT（MaximumPowerPointTracking，最大功率点跟踪）子单元以及由多个电池组件串联构成的电池组件串子单元（PV组件串），MPPT子单元调节电池组件串子单元的工作点至最大功率点。通过最大功率点跟踪，能够实时检测光伏发电系统1的直流电压及输出电流，计算出太阳能阵列的输出功率，通过调节电池组件的工作状态实现最大功率点的跟踪，从而能够充分利用太阳能，使产生得到足够的直流电可以存储至储能电池中，保证飞艇的持续能源供应。本实施例汇流单元112具体采用汇流箱（CONBINERBOX）的形式，实现电能的汇流。

参见图1，本实施例柔性晶硅电池模块11中电池组件按需求分成多串，每一串输出端通过电缆连接至MPPT子单元，各个MPPT子单元通过电缆连接至汇流单元112，各电池组件单元111输出的电能经汇流后输出至DC/DC模块12的输入端。本实施例通过电池组件的配置，使得每一个电池组件串经过MPPT子单元后输出预设电压范围（本实施例取200V～500V）内的高电压、预设电流范围（5～20A）内的小电流，实现大电压、小电流输出，从而可以最大限度减少输电线缆的重量，为飞艇减小载重。通过调节DC/DC模块12的PWM波占空比，可以控制输出电压和电流幅值，本实施例具体设置驱动电路，由单片机（MCU）通过驱动电路控制调节DC/DC模块12的PWM波占空比。

本实施例中，储能电池系统2包括蓄电池以及充放电控制模块，充放电控制模块根据光伏发电系统1输出的能量、蓄电池的电压状态控制蓄电池进行充、放电。当光伏发电系统1输出的能量大于负载所需消耗的能量，且蓄电池的端电压小于预设过充电压值时，即太阳能充足且蓄电池处于未过充状态，充放电控制模块控制蓄电池充电，以将多余的能量存储至蓄电池中，若蓄电池处于过充状态，控制关闭蓄电池的充电状态；当光伏发电系统1输出的能量小于负载所需消耗的能量，且蓄电池的端电压大于预设过放电压值时，即太阳能不足且蓄电池处于未过放状态，充放电控制模块控制蓄电池放电，以补充不足的能量给负载，若蓄电池处于过放状态，控制关闭蓄电池的放电状态，从而可以合理利用能源同时保证能源系统的安全、稳定性。

本实施例中，储能电池系统2还包括与所述蓄电池连接的加热模块，加热模块实时检测蓄电池的温度，当检测的温度低于预设温度阈值时，将蓄电池加热至正常启动温度，从而基于飞艇所处的高空具有环境温度低的特点，可以使得当蓄电池温度过低时能够启动加热，保持蓄电池正常充放电。

本实施例中，充放电控制模块包括电压采集电路、控制电路、用于控制调整蓄电池放电过程的放电调整电路以及用于控制蓄电池充放电状态的充放电开关，电压采集电路实时采集蓄电池的端电压，输出至控制电路；控制电路根据光伏发电系统1输出的能量以及蓄电池的端电压，发送控制信号至放电调整电路或充放电开关。

如图1所示，本实施例还包括分别与光伏发电系统1、控制模块连接的限功率模块，限功率模块当储能电池系统2为能量充满状态，且光伏发电系统1输出的能量大于负载所需消耗的能量时，通过控制模块控制启动，并限制光伏发电系统1的输出功率，使得输出的能量与负载所需消耗的能量达到平衡。本实施例限功率模块具体与MPPT子单元连接，当蓄电池充满且光伏发电系统1输出的能量充足时，执行限功率运行，通过控制MPPT子单元限制光伏发电系统1的输出功率与负载匹配，与直接切断MPPT子单元与DC/DC模块12的连接相比，可以最大程度的利用太阳能。

如图2所示，本实施例光伏发电系统1运行时，由DC/DC模块12持续向负载输出电能，通过电流电压检测电路实时检测DC/DC模块12的输入电压Uin和输入电流Iin，并计算对应的输入功率Pin，即光伏发电系统1的输出功率，当输入功率Pin大于负载功率Pload时，说明光伏发电系统1输出的能量大于负载所需消耗的能量，检测蓄电池的端电压Ubat是否小于过充电压Ubatm，如果小于过充电压（未过充状态），则打开充电开关Q0，控制对蓄电池进行充电以存储多余的能量，否则保持充电开关关闭Q0（过充状态）；当输入功率Pin小于负载功率Pload时，说明光伏发电系统1输出的能量不足以提供负载所需消耗的能量，检测蓄电池的端电压是否大于过放电压Ubat0，如果大于过放电压Ubat0（未过放状态），则打开放电开关Q1，使储能电池系统2与DC/DC模块12一起向负载供电，否则关闭放电开关Q1（过放状态）。本实施例具体当输入功率Pin以及蓄电池的能量均处于不足状态时，采取限功率输出模式，降低输出功率保证负载在低功率下运行；当输入功率Pin以及蓄电池的能量均处于过低状态时，关闭供电开关，使负载停止工作，保证飞艇的安全可靠运行。

本实施例中，充放电控制模块通过单片机（MCU）实现，即由单片机（MCU）实现控制模块、充放电控制模块的功能，单片机（MCU）通过RS485总线读取蓄电池的电压、温度等信息，调节DC/DC模块12的PWM波占空比来控制蓄电池的充放电。

如图1所示，本实施例还包括与光伏发电系统1连接的数据存储模块（MEMORY），用于实时存储光伏发电系统1输出的能量数据以及负载所消耗的能量数据。本实施例具体设置电压、电流检测电路，并通过MCU控制读取汇流单元112输出的电压和电流以及DC/DC模块12输出端的电压和电流，以记录光伏发电系统1的发电功率和负载端的耗电功率并保存于数据存储模块中。通过后续获取数据存储模块存储的数据进行分析，可以进一步分析飞艇的能源消耗工况，以便于设定或调整能源供应方式。

本实施例中，数据存储模块还存储有飞艇的实时环境状态数据，记录与飞艇的能源供应状态相关的实时数据；具体通过单片机（MCU）还读取安装于光伏发电系统1的太阳能电池板上的温度传感器、安装于飞艇吊舱外的风速传感器等信息，将读取的信息实时保存于数据存储模块中。

本实施例单片机（MCU）、储能电池系统2还通过RS485总线与飞艇计算机（飞艇控制器）通信，单片机（MCU）和储能电池系统2的数据通过RS485总线上传至飞艇计算机，当处于指定工况时，由飞艇计算机发出控制信号，对单片机（MCU）和储能电池系统2进行控制。

本实施例利用上述能源系统的供电控制方法，步骤包括：

1）实时判断飞艇当前所处的环境中是否有太阳光，如果是，启动光伏发电系统1，转入执行步骤2）；否则启动储能电池系统2进行放电，转入执行步骤3）；

2）光伏发电系统1通过供电总线向直流负载供电，并判断光伏发电系统1输出的能量是否大于当前直流负载所需的能量，如果是，将多余的能量存储至储能电池系统2中，否则启动储能电池系统2放电以补充不足的能量，转入执行步骤3）；

3）实时检测储能电池系统2中蓄电池的端电压，并根据检测到的端电压调整光伏发电系统1输出的能量或调整负载功率，返回执行步骤1）。

本实施例中，步骤2）中将多余的能量存储至储能电池系统2时，实时判断储能电池系统2中蓄电池的端电压，若大于预设过充电压值，通过充放电开关关闭充电状态。

本实施例中，步骤3）的具体步骤为：根据检测到的端电压判断储能电池系统2的状态，若为能量充满状态，且光伏发电系统1输出的能量大于负载所需消耗的能量，限制光伏发电系统1的输出功率，使得输出的能量与负载所需消耗的能量达到平衡；若为能量不足状态，且光伏发电系统1输出的能量小于负载所需消耗的能量，调整或关闭负载供电。其中，若储能电池系统2中蓄电池的端电压小于第一阈值、且大于第二阈值时，降低负载功率；若储能电池系统2中蓄电池端的端电压小于第二阈值时，即能量过低时，关闭负载的供电开关，负载停止工作，即当光伏发电系统1输出的电能、储能电池系统2的剩余电能均不足（小于第一阈值、大于第二阈值）时，通过降低输出功率执行限功率输出模式，保证负载在低功率下运行；当光伏发电系统1输出的电能、储能电池系统2的剩余电能过低（小于第二阈值）时，则控制关闭供电开关，使负载停止工作，保证飞艇的安全可靠运行。

本实施例中，步骤1）前还包括光伏发电系统配置步骤，具体步骤为：配置柔性晶硅太阳能电池，并将柔性晶硅太阳能电池中各电池组件划分为多个电池组件串，每个电池组件串由多个电池组件串联构成，并使得各个电池组件串输出的电压均处于预设电压范围（本实施例取200～500V）内、电流均处于预设电流范围（本实施例取5～20A）内，实现大电压、小电流输出，最大限度地减少了输电线缆的重量，为飞艇减小载重。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种用于高空飞艇的能源系统，其特征在于包括：光伏发电系统（1）、储能电池系统（2）以及控制模块，所述光伏发电系统（1）、储能电池系统（2）的一端分别与控制模块（3）连接，另一端分别接入飞艇中供电总线；所述控制模块在有太阳光时控制启动所述光伏发电系统（1），通过所述供电总线向直流负载供电，并将多余的能量存储至所述储能电池系统（2）中，当所述光伏发电系统（1）输出的能量不足时，控制所述储能电池系统（2）放电以补充不足的能量。

2.根据权利要求1所述的用于高空飞艇的能源系统，其特征在于：所述光伏发电系统（1）包括相互连接的柔性晶硅电池模块（11）以及DC/DC模块（12），所述柔性晶硅电池模块（11）接收太阳光并采用柔性晶硅太阳能电池转换为电能，经所述DC/DC模块（12）输出所需的直流电。

3.根据权利要求2所述的用于高空飞艇的能源系统，其特征在于：所述柔性晶硅电池模块（11）包括多个电池组件单元（111）以及分别与各个所述电池组件单元（111）连接的汇流单元（112），每个所述电池组件单元（111）包括MPPT子单元以及由多个电池组件串联构成的电池组件串子单元，所述MPPT子单元调节所述电池组件串子单元的工作点至最大功率点。

4.根据权利要求1或2或3所述的用于高空飞艇的能源系统，其特征在于：所述储能电池系统（2）包括蓄电池以及充放电控制模块，所述充放电控制模块根据所述光伏发电系统（1）输出的能量、所述蓄电池的电压状态控制所述蓄电池进行充、放电。

5.根据权利要求4所述的用于高空飞艇的能源系统，其特征在于：所述储能电池系统（2）还包括与所述蓄电池连接的加热模块，所述加热模块实时检测蓄电池的温度，当检测的温度低于预设温度阈值时，将所述蓄电池加热至正常启动温度。

6.根据权利要求5所述的用于高空飞艇的能源系统，其特征在于：所述充放电控制模块包括电压采集电路、控制电路、用于控制调整蓄电池放电过程的放电调整电路以及用于控制蓄电池充放电状态的充放电开关，所述电压采集电路实时采集所述蓄电池的端电压，输出至所述控制电路；所述控制电路根据所述光伏发电系统（1）输出的能量以及所述蓄电池的端电压，发送控制信号至所述放电调整电路或所述充放电开关。

7.根据权利要求1或2或3所述的用于高空飞艇的能源系统，其特征在于：还包括分别与所述光伏发电系统（1）、控制模块连接的限功率模块，所述限功率模块当所述储能电池系统（2）为能量充满状态，且所述光伏发电系统（1）输出的能量大于负载所需消耗的能量时，通过所述控制模块控制启动，并限制所述光伏发电系统（1）的输出功率，使得输出的能量与负载所需消耗的能量达到平衡。

8.根据权利1～7中任意一项所述能源系统的供电控制方法，其特征在于，步骤包括：

1）实时判断飞艇当前所处的环境中是否有太阳光，如果是，启动所述光伏发电系统（1），转入执行步骤2）；否则启动所述储能电池系统（2）进行放电，转入执行步骤3）；

2）所述光伏发电系统（1）通过所述供电总线向直流负载供电，并判断所述光伏发电系统（1）输出的能量是否大于当前直流负载所需的能量，如果是，将多余的能量存储至所述储能电池系统（2）中，否则启动所述储能电池系统（2）放电以补充不足的能量；转入执行步骤3）；

3）实时检测所述储能电池系统（2）中蓄电池的端电压，并根据检测到的端电压调整所述光伏发电系统（1）输出的能量或调整负载功率，返回执行步骤1）。

9.根据权利要求8所述的供电方法，其特征在于，所述步骤3）的具体步骤为：根据检测到的端电压判断所述储能电池系统（2）的状态，若为能量充满状态，且所述光伏发电系统（1）输出的能量大于负载所需消耗的能量，限制所述光伏发电系统（1）的输出功率，使得输出的能量与负载所需消耗的能量达到平衡；若为能量不足状态，且所述光伏发电系统（1）输出的能量小于负载所需消耗的能量，调整或关闭负载供电。

10.根据权利要求8或9所述的供电方法，其特征在于，所述步骤1）前还包括光伏发电系统配置步骤，具体步骤为：配置柔性晶硅太阳能电池，并将所述柔性晶硅太阳能电池中各电池组件划分为多个电池组件串，每个所述电池组件串由多个电池组件串联构成，并使得各个所述电池组件串输出的电压均处于预设电压范围内、电流均处于预设电流范围内。