一種超級電容的雙向電流電壓可調(diào)的充放電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種超級電容的雙向電流電壓可調(diào)的充放電系統(tǒng)，屬于超級電容充放電【技術(shù)領(lǐng)域】。本實用新型所述的一種超級電容的雙向電流電壓可調(diào)充放電系統(tǒng)，由四個帶有反向二極管的IGBT模塊(Q1、Q2、Q3、Q4)、一個蓄流電感(L1)、兩個輸入輸出端中間儲能電容(C1、C2)、兩個電壓采集模塊(Vm1、Vm2)、兩個電流采集模塊(Cm1、Cm2)、兩個雙單元IGBT驅(qū)動模塊(D1、D2)和一個由意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的STM32103VE微處理器(M1)組成。本實用新型所述的充放電系統(tǒng)，其突出效果為：采用數(shù)量較少的器件既可實現(xiàn)對超級電容寬電壓范圍的充放電的目的，避免了充放電電壓和阻抗不匹配而造成的電源或功率器件的損壞的問題。
【專利說明】-種超級電容的雙向電流電壓可調(diào)的充放電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于超級電容充放電【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種針對超級電容的雙向電 流電壓可調(diào)的充放電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 超級電容生產(chǎn)技術(shù)的成熟與超級電容應(yīng)用研究的突飛猛進的發(fā)展，給新型電源儲 存裝置帶來了可能。超級電容作為具有大功率密度的供能裝置，在未來有著不可替代的位 置。但是超級電容組的充電需要一個電壓隨超級電容兩端電壓變化而變化的電源，這樣對 超級電容充電電源的要求就變高了，而且充電電源的電壓要高于超級電容兩端電壓才能為 超級電容充電；而且超級電容的放電也是隨著自身電壓的減小而功率密度也減小的，并且 不能給高于超級電容自身電壓的裝置供電。
[0003] 目前常用的方法是單向的升壓或降壓來實現(xiàn)超級電容的充電與放電。這樣就會造 成超級電容的充電電源只能是電壓高于超級電容的電壓，超級電容的放電裝置要求的工作 電壓只能是接近或低于超級電容的電壓。這樣不僅使超級電容的應(yīng)用不夠靈活，而且也局 限了超級電容的使用方式。 實用新型內(nèi)容
[0004] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種針對超級 電容的雙向電流電壓可調(diào)的充放電系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠消除超級電容充放電的局限，具有雙 向、電流電壓可調(diào)、調(diào)控簡單的特點。
[0005] 本實用新型所述的一種超級電容的雙向電流電壓可調(diào)充放電系統(tǒng)，由四個帶有反 向二極管的1681'模塊（〇1、〇2、〇3、〇4)、一個蓄流電感仏1)、兩個輸入輸出端中間儲能電容 (C1、C2)、兩個電壓采集模塊（Vml、Vm2)、兩個電流采集模塊（Cml、Cm2)、兩個雙單元IGBT驅(qū) 動模塊（D1、D2)和一個由意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的STM32103VE微處理器（Ml)組成。
[0006] 微處理器的四個控制端通過兩個雙單元IGBT驅(qū)動模塊連接四個IGBT模塊的控制 輸入端，微處理器的信號采集端分別連接兩個電壓采集模塊和兩個電流采集模塊。IGBT模 塊在斷開狀態(tài)時相當于一個反向二極管，即正向截止，反向?qū)ǎ籌GBT模塊在導(dǎo)通狀態(tài)時 與導(dǎo)線的作用相同。蓄流電感在系統(tǒng)中作為在變壓時的中間蓄流部分。兩個輸入輸出端中 間儲能電容在系統(tǒng)中作為中間儲能和輸入輸出濾波部分，使輸入輸出更為平滑。而兩個電 壓采集模塊和兩個電流采集模塊則是對整個系統(tǒng)的進出端口進行監(jiān)控的部分。微處理器則 根據(jù)反饋的輸入電壓電流和輸出電壓電流，來控制四個IGBT的開通和關(guān)斷，進而協(xié)調(diào)輸入 電壓電流和輸出電壓電流的關(guān)系。
[0007] 本實用新型的工作原理是：在此充放電系統(tǒng)的輸入端與輸出端分別加入電壓采集 模塊和電流采集模塊，然后實時監(jiān)測輸入端與輸出端的電壓與電流。根據(jù)具體項目的要求 以及實時的反饋信息對系統(tǒng)的工作狀態(tài)進行切換，或者是BUCK降壓電路，或者是BOOST升 壓電路，亦或者是反向的BUCK降壓電路或反向的BOOST升壓電路。通過改變微處理器Ml 控制四個IGBT模塊開關(guān)信號的頻率和導(dǎo)通占空比，系統(tǒng)可做到恒流輸出、恒流輸入、恒壓 輸出、恒壓輸入、恒功率輸出和恒功率輸入。這樣本系統(tǒng)在復(fù)雜的工況下，就可以靈活的應(yīng) 用。
[0008] 本實用新型充放電方法及其實現(xiàn)系統(tǒng)的應(yīng)用，其突出效果為：采用數(shù)量較少的器 件既可實現(xiàn)對超級電容寬電壓范圍的充放電的目的，避免了充放電電壓和阻抗不匹配而造 成的電源或功率器件的損壞的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0009] 圖1 :本實用新型的整體設(shè)計結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010] 圖2 :本實用新型在充電電壓高于超級電容電壓時IGBT模塊Q1閉合的充電電路 結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 圖3 :本實用新型在充電電壓高于超級電容電壓時IGBT模塊Q1斷開的充電電路 結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012] 圖4 :本實用新型在充電電壓低于超級電容電壓或充電電壓不足以維持超級電容 恒流狀態(tài)充電時IGBT模塊Q4閉合的充電電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖5 :本實用新型在充電電壓低于超級電容電壓或充電電壓不足以維持超級電容 恒流狀態(tài)充電時IGBT模塊Q4斷開的充電電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014] 圖6 :本實用新型在放電電壓要求比超級電容電壓低時IGBT模塊Q2閉合的放電 電路不意圖。
[0015] 圖7 :本實用新型在放電電壓要求比超級電容電壓低時IGBT模塊Q2斷開的放電 電路不意圖。
[0016] 圖8 :本實用新型在放電電壓要求比超級電容電壓高時IGBT模塊Q3閉合的放電 電路不意圖。
[0017] 圖9 :本實用新型在放電電壓要求比超級電容電壓高時IGBT模塊Q3斷開的放電 電路不意圖。
[0018] 圖10 :本實用新型中電壓采集模塊的原理圖。
[0019] 圖11 :本實用新型在系統(tǒng)供電來自50V恒壓源的狀態(tài)下，系統(tǒng)20A恒流為超級電 容組充電的超級電容組電壓變化示意圖。
[0020] 圖12 :本實用新型在超級電各組為系統(tǒng)供電并且系統(tǒng)功率輸出為25V恒壓、負載 為定值電阻的狀態(tài)下，超級電容組電壓變化示意圖。

【具體實施方式】
[0021] 實施例1 :
[0022] 本實用新型的思路是利用可切換的升壓與降壓電路對超級電容的輸入和輸出電 壓進行調(diào)整，進而對超級電容進行平穩(wěn)的充電和放電。
[0023] 本實用新型的電流電壓可調(diào)的雙向充放電系統(tǒng)具有U1和U2雙端口（如圖1所 示），由四個各自并聯(lián)與自身導(dǎo)通方向相反二極管的IGBT模塊（Ql、Q2、Q3、Q4)、兩個雙單 元IGBT驅(qū)動模塊（D1、D2)、一個蓄流電感（L1)、兩個輸入輸出端中間儲能電容（C1、C2)、兩 個電壓采集模塊（Vml、Vm2)、兩個電流采集模塊（Cml、Cm2)和一個微處理器（Ml)組成。
[0024] 在U1的正極端和U2的正極端間依次串聯(lián)有第一電流采集模塊Cml，集電極端與 第一電流采集模塊Cml后端相連接、發(fā)射極端與蓄流電感L1前端相連接的第一 IGBT模塊 Q1，蓄流電感L1，發(fā)射極端與蓄流電感L1后端相連接、集電極端與第二電流采集模塊Cm2 前端相連接的第二IGBT模塊Q2,第二電流采集模塊Cm2 ;第一電壓采集模塊Vml和第一中 間蓄能電容C1并聯(lián)，該并聯(lián)電路的一端接在第一 IGBT模塊Q1的集電極端，另一端接在U1 的負極端；第二中間蓄能電容C2和第二電壓采集模塊Vm2并聯(lián)，該并聯(lián)電路的一端接在第 二IGBT模塊的集電極端，另一端接在U2的負極端；第三IGBT模塊Q3的集電極端接在第一 IGBT模塊Q1的發(fā)射極端，其發(fā)射極端接在U1的負極端；第四IGBT模塊Q4的集電極端接在 第二IGBT模塊Q2的發(fā)射極端，其發(fā)射極端接在U2負極端；微處理器Ml通過第一 IGBT驅(qū) 動控制模塊D1與第一 IGBT模塊Q1和第三IGBT模塊Q3的門極端連接，通過第二IGBT驅(qū) 動控制模塊D2與第二IGBT模塊Q2和第四IGBT模塊Q4的門極端連接；同時，微處理器Ml 直接接收來自第一電流采集模塊Vml、第二電流采集模塊Vm2、第一電壓采集模塊Vml、第二 電壓采集模塊Vm2的電流和電壓信號；
[0025] 本實施例中，所述的超級電容均是錦州凱美能源有限公司定制的400V20F的超級 電容組；所述的IGBT模塊（Q1Q2Q3Q4)均采用英飛凌公司生產(chǎn)的FZ600R17KE3的IGBT功 率模塊，此模塊可承受1700V電壓和600A的電流；所述的電感（L1)均采用的是自制的電 感，匝數(shù)為25,線圈由線芯結(jié)構(gòu)為7根、直徑為2. 5mm的銅導(dǎo)線纏繞而成，磁芯采用的是鐵 氧體材料。經(jīng)測試電感大小為5. 6mH，可承受200A的電流；所述的兩個中間蓄能電容（C1、 C2)均采用深圳雅康達電容器有限公司供應(yīng)的400V、4700uF的電容器；所述的兩個電壓采 集模塊（Vml、Vm2)均由艾富利半導(dǎo)體公司供應(yīng)的AD7606電壓采集模塊與分壓電阻組合而 成，原理圖如圖6(電壓采集時，先對要采集的電壓通過阻值為100K的電阻R1和阻值為1K 的電阻R2進行電阻分壓，將電壓分到5V以內(nèi)，然后再用AD7606電壓采集模塊對5V以內(nèi)的 電壓進行采集）。所述的兩個電流采集模塊（Cml、Cm2)均采用LEM電流傳感器，具體型號 為LA200-P，測量范圍+/-200A ;所述的微處理器（Ml)采用的是意法半導(dǎo)體有限公司生產(chǎn)的 STM32 "增強型"系列芯片STM32F103VE ;所述的IGBT雙單元驅(qū)動模塊（D1、D2)均采用的是 CONCEPT公司生產(chǎn)的2SD315AI的IGBT驅(qū)動模塊。本實用新型的特點在于通過四個IGBT的 開關(guān)動作可實現(xiàn)雙向升壓與降壓，并且可以平穩(wěn)的對超級電容的輸入和輸出的電流電壓進 行定向的控制。
[0026] 實施例2 :
[0027] 以超級電容充電為例，將U1作為充電電源輸入端，U2作為超級電容接入端。U1電 壓高于U2電壓時，微處理器Ml僅對Q1進行脈沖寬度調(diào)制的閉合和斷開控制，而對Q2、Q3、 Q4則給出斷開信號控制，則此時IGBT模塊Q2、Q3、Q4的作用相當于一個二極管。當Q1閉 合時系統(tǒng)電路就可以簡化為如圖2所示的電路，模塊Q1的作用相當于導(dǎo)線，此時電路中蓄 流電感L1處于儲能階段，U1端為蓄流電感L1和中間儲能電容C2提供能量，進而為U2端 供電；當Q1斷開時整個電路就可以簡化為如圖3所示的電路，模塊Q1的作用相當于二極 管，此時電路中蓄流電感L1釋放能量，為中間儲能電容C2補償能量，進而為U2端供電。所 以此時系統(tǒng)電路的狀態(tài)為由U1到U2的BUCK降壓電路。由于BUCK電路原理與下文所述的 BOOST電路原理為公知技術(shù)，本專利中不再贅述。通過輸入端和輸出端的電壓和電流采集與 對比，由微處理器Ml根據(jù)反饋的信息進行邏輯運算，進而改變Q1控制信號的調(diào)制頻率和導(dǎo) 通脈沖寬度來控制BUCK電路的降壓比例，進而控制輸出端的電壓和電流。通過這樣的控制 邏輯可以對超級電容進行恒流或者恒壓的充電。
[0028] 當U1端電壓低于U2端電壓或U1端電壓不足以維持恒流狀態(tài)充電時，在微處理器 Ml的控制下閉合Q1，此時Q1的作用相當于導(dǎo)線，對Q2和Q3給出斷開信號控制，此時IGBT 模塊Q2和Q3的作用相當于一個二極管，對Q4進行導(dǎo)通脈沖寬度調(diào)制的閉合和斷開控制。 當Q4閉合時系統(tǒng)電路就可以簡化為如圖4所示的電路，Q4的作用相當于導(dǎo)線，此時U1端 為蓄流電感L1提供能量，U2端的供電完全由中間儲能電容C2提供；當Q4斷開時系統(tǒng)電路 就可以簡化為如圖5所示的電路，此時電路中蓄流電感L1釋放能量，U1端電源與蓄流電感 L1同時為中間儲能電容C2提供能量，進而為U2端供電。那么系統(tǒng)狀態(tài)將從由U1到U2的 BUCK降壓電路轉(zhuǎn)換成由U1到U2的BOOST升壓電路。BOOST電路升壓原理在這里就不贅述 (公知技術(shù)）。通過輸入端和輸出端的電壓電流采集與對比，由微處理器Ml根據(jù)反饋的信 息進行邏輯運算，進而改變Q4控制信號的調(diào)制頻率和導(dǎo)通脈沖寬度來控制BOOST電路的升 壓比例，進而輸出端的電壓和電流。通過這樣的邏輯可以對超級電容進行恒流或者恒壓的 充電。
[0029] 如圖11所示，系統(tǒng)在供電來自50V恒壓源的狀態(tài)下，20A恒流為超級電容組充電的 超級電容組電壓變化示意圖，系統(tǒng)經(jīng)過由U1到U2的BUCK降壓電路到由U1到U2的BOOST 升壓電路。由圖可見，在系統(tǒng)的控制下，超級電容組充電平穩(wěn)。
[0030] 實施例3 :
[0031] 再以超級電容放電為例，將U2端作為超級電容接入端，U1端作為功率輸出端。當 輸出端電壓要求比超級電容電壓低時，微處理器Ml僅對Q2進行導(dǎo)通脈沖寬度調(diào)制控制，對 Q1、Q3、Q4給出斷開信號控制，則此時IGBT模塊Q1、Q3、Q4的作用相當于一個二極管。當Q2 閉合時系統(tǒng)電路就可以簡化為如圖6所示的電路，此時電路中蓄流電感L1處于儲能階段， U2端為蓄流電感L1和中間儲能電容C1提供能量，進而為U1端供電；當Q2斷開時系統(tǒng)電路 就可以簡化為如圖7所示的電路，此時電路中蓄流電感L1釋放能量，為中間儲能電容C1補 償能量，進而為U1端供電。所以此時系統(tǒng)電路的狀態(tài)為由U2到U1的BUCK降壓電路。通 過輸入端和輸出端的電壓電流采集與對比，由微處理器Ml根據(jù)反饋的信息進行邏輯運算， 進而改變Q2控制信號的調(diào)制頻率和導(dǎo)通脈沖寬度來控制BUCK電路的降壓比例，進而控制 輸出端的電壓和電流，實現(xiàn)對超級電容的恒流或者恒壓放電。
[0032] 當輸出端電壓要求比超級電容電壓高時，在微處理器Ml的控制下閉合Q2,此時Q2 的作用相當于導(dǎo)線，對Q1和Q4給出斷開信號控制，此時IGBT模塊Q1和Q4的作用相當于 一個二極管，對Q3進行導(dǎo)通脈沖寬度調(diào)制的閉合和斷開控制。當Q3閉合時系統(tǒng)電路就可 以簡化為如圖8所示的電路，此時U2端為蓄流電感L1提供能量，U1端的供電完全由中間 儲能電容C1提供；當Q3斷開時系統(tǒng)電路就可以簡化為如圖9所示的電路，此時電路中蓄流 電感L1釋放能量，U2端超級電容組與蓄流電感L1同時為中間儲能電容C1提供能量，進而 為U1端供電。那么系統(tǒng)狀態(tài)將從由U2到U1的BUCK降壓電路轉(zhuǎn)換成由U2到U1的BOOST 升壓電路。通過輸入端和輸出端的電壓電流采集與對比，由微處理器Ml根據(jù)反饋的信息進 行邏輯運算，進而改變Q3控制信號的調(diào)制頻率和導(dǎo)通脈沖寬度來控制BUCK電路的降壓比 例，進而控制輸出端的電壓和電流，實現(xiàn)對超級電容的恒流或者恒壓放電。
[0033] 如圖12所示，系統(tǒng)在供電來自超級電容組并且功率輸出為25V恒壓、負載為定值 電阻的狀態(tài)下，超級電容組電壓變化示意圖，系統(tǒng)經(jīng)過由U2到U1的BOOST升壓電路到由U2 到U1的BUCK降壓電路。由圖可見，在系統(tǒng)的控制下，超級電容組放電平穩(wěn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種超級電容的電流電壓可調(diào)的雙向充放電系統(tǒng)，其特征在于：具有U1和U2雙端 口，并由四個各自并聯(lián)與自身導(dǎo)通方向相反二極管的IGBT模塊Ql、Q2、Q3、Q4，兩個雙單元 IGBT驅(qū)動模塊D1、D2, 一個蓄流電感L1，兩個中間儲能電容Cl、C2,兩個電壓采集模塊Vml、 Vm2,兩個電流采集模塊Cml、Cm2和一個微處理器Ml組成； 在U1的正極端和U2的正極端間依次串聯(lián)有第一電流采集模塊Cml，集電極端與第一 電流采集模塊Cml后端相連接、發(fā)射極端與蓄流電感L1前端相連接的第一 IGBT模塊Q1，蓄 流電感L1，發(fā)射極端與蓄流電感L1后端相連接、集電極端與第二電流采集模塊Cm2前端相 連接的第二IGBT模塊Q2,第二電流采集模塊Cm2 ;第一電壓采集模塊Vml和第一中間蓄能 電容C1并聯(lián)，該并聯(lián)電路的一端接在第一 IGBT模塊Q1的集電極端，另一端接在U1的負極 端；第二中間蓄能電容C2和第二電壓采集模塊Vm2并聯(lián)，該并聯(lián)電路的一端接在第二IGBT 模塊的集電極端，另一端接在U2的負極端；第三IGBT模塊Q3的集電極端接在第一 IGBT模 塊Q1的發(fā)射極端，其發(fā)射極端接在U1的負極端；第四IGBT模塊Q4的集電極端接在第二 IGBT模塊Q2的發(fā)射極端，其發(fā)射極端接在U2負極端；微處理器Ml通過第一 IGBT驅(qū)動控 制模塊D1與第一 IGBT模塊Q1和第三IGBT模塊Q3的門極端連接，通過第二IGBT驅(qū)動控 制模塊D2與第二IGBT模塊Q2和第四IGBT模塊Q4的門極端連接；同時，微處理器Ml直接 接收來自第一電流采集模塊Vml、第二電流采集模塊Vm2、第一電壓采集模塊Vml、第二電壓 采集模塊Vm2的電流和電壓信號；在微處理器Ml的作用下，通過四個IGBT的開關(guān)動作實現(xiàn) 雙向升壓與降壓，對超級電容的輸入和輸出的電流電壓進行定向的控制。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種超級電容的電流電壓可調(diào)的雙向充放電系統(tǒng)，其特征在 于：將U1端作為充電電源輸入端，U2端作為超級電容接入端；當U1電壓高于U2電壓時，微 處理器Ml僅對模塊Q1進行脈沖寬度調(diào)制的閉合和斷開控制，而對模塊Q2、Q3、Q4則給出斷 開信號控制，此時模塊Q2、Q3、Q4的作用相當于一個二極管；當Q1閉合時系統(tǒng)，模塊Q1的 作用相當于導(dǎo)線，電路中蓄流電感L1處于儲能階段，U1端為蓄流電感L1和中間儲能電容 C2提供能量，進而為U2端供電；當Q1斷開時，模塊Q1的作用相當于二極管，此時電路中蓄 流電感L1釋放能量，為中間儲能電容C2補償能量，進而為U2端供電；系統(tǒng)電路的狀態(tài)為由 U1到U2的BUCK降壓電路；通過輸入端和輸出端的電壓和電流采集與對比，由微處理器Ml 根據(jù)反饋的信息進行邏輯運算，進而改變Q1控制信號的調(diào)制頻率和導(dǎo)通脈沖寬度來控制 BUCK電路的降壓比例，進而控制輸出端的電壓和電流，實現(xiàn)對超級電容進行恒流的充電。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種超級電容的電流電壓可調(diào)的雙向充放電系統(tǒng)，其特征在 于：當U1端電壓低于U2端電壓或U1端電壓不足以維持恒流狀態(tài)充電時，在微處理器Ml的 控制下閉合Q1，此時Q1的作用相當于導(dǎo)線；對Q2和Q3給出斷開信號控制，此時Q2和Q3的 作用相當于一個二極管，對Q4進行導(dǎo)通脈沖寬度調(diào)制的閉合和斷開控制；當Q4閉合時，Q4 的作用相當于導(dǎo)線，此時U1端為蓄流電感L1提供能量，U2端的供電完全由中間儲能電容 C2提供；當Q4斷開時，Q4的作用相當于二極管，此時電路中蓄流電感L1釋放能量，U1端電 源與蓄流電感L1同時為中間儲能電容C2提供能量，進而為U2端供電；系統(tǒng)電路的狀態(tài)為 由U1到U2的BOOST升壓電路；通過輸入端和輸出端的電壓電流采集與對比，由微處理器Ml 根據(jù)反饋的信息進行邏輯運算，進而改變Q4控制信號的調(diào)制頻率和導(dǎo)通脈沖寬度來控制 BOOST電路的升壓比例，進而控制輸出端的電壓和電流，實現(xiàn)對超級電容進行恒流的充電。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種超級電容的電流電壓可調(diào)的雙向充放電系統(tǒng)，其特征在 于：將U2端作為超級電容接入端，U1端作為功率輸出端；當U1端電壓比U2端電壓低時，微 處理器Ml僅對Q2進行導(dǎo)通脈沖寬度調(diào)制的閉合和斷開控制，對Q1、Q3、Q4給出斷開信號控 制，此時Q1、Q3、Q4的作用相當于一個二極管；當Q2閉合時，Q2的作用相當于導(dǎo)線，此時電 路中蓄流電感L1處于儲能階段，U2端為蓄流電感L1和中間儲能電容C1提供能量，進而為 U1端供電；當Q2斷開時，Q2的作用相當于二極管，此時電路中蓄流電感L1釋放能量，為中 間儲能電容C1補償能量，進而為U1端供電；系統(tǒng)電路的狀態(tài)為由U2到U1的BUCK降壓電 路；通過輸入端和輸出端的電壓電流采集與對比，由微處理器Ml根據(jù)反饋的信息進行邏輯 運算，進而改變Q2控制信號的調(diào)制頻率和導(dǎo)通脈沖寬度來控制BUCK電路的降壓比例，進而 控制輸出端的電壓和電流，實現(xiàn)對超級電容的恒流或者恒壓的放電。
5.如權(quán)利要求1所述的一種超級電容的電流電壓可調(diào)的雙向充放電系統(tǒng)，其特征在 于：將U2端作為超級電容接入端，U1端作為功率輸出端；當U1端電壓求比U2端電壓高時， 在微處理器Ml的控制下閉合Q2,此時Q2的作用相當于導(dǎo)線，對Q1和Q4給出斷開信號控 制，此時Q1和Q4的作用相當于一個二極管，對Q3進行導(dǎo)通脈沖寬度調(diào)制的閉合和斷開控 制；當Q3閉合時，Q3的作用相當于導(dǎo)線，此時U2端為蓄流電感L1提供能量，U1端的供電 完全由中間儲能電容C1提供；當Q3斷開時，Q3的作用相當于二極管，此時電路中蓄流電感 L1釋放能量，U2端超級電容組與蓄流電感L1同時為中間儲能電容C1提供能量，進而為U1 端供電；那么電路系統(tǒng)的狀態(tài)為由U2到U1的BOOST升壓電路；通過輸入端和輸出端的電壓 電流采集與對比，由微處理器Ml根據(jù)反饋的信息進行邏輯運算，進而改變Q3控制信號的調(diào) 制頻率和導(dǎo)通脈沖寬度來控制BUCK電路的降壓比例，進而控制輸出端的電壓和電流，實現(xiàn) 對超級電容的恒流或者恒壓放電。
【文檔編號】H02J7/00GK203850873SQ201420226850
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】韓煒, 付成偉, 閆文龍 申請人:吉林大學