基于sepic電路的電容器智能充電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電容器智能充電系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及基于SEPIC電路的電容器智能充電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]超級(jí)電容是20世界70年代發(fā)展起來的一種介于傳統(tǒng)靜電電容與化學(xué)電池之間的新型儲(chǔ)能器件；超級(jí)電容與傳統(tǒng)靜電電容相比，比容量是傳統(tǒng)電容的2000到6000倍，具有提供瞬間大電流、快速充電、電容量大的特征；與化學(xué)電池相比，比功率是化學(xué)電池的10倍，功率密度是化學(xué)電池的100倍，可以大電流充電，充滿電的時(shí)間只需幾秒到數(shù)分鐘，具有充電效率高，充電循環(huán)次數(shù)多，無污染、免維護(hù)、工作溫度范圍寬、無記憶且安全等優(yōu)點(diǎn)；因此，超級(jí)電容受到各個(gè)國家的高度重視，并對(duì)其展開了大量研究，被廣泛引用于風(fēng)能與太陽能發(fā)電、機(jī)車啟動(dòng)系統(tǒng)、電能武器、通訊、消費(fèi)和娛樂電子、信號(hào)監(jiān)控、后背電源以及叉式升降機(jī)的電源燈方面，尤其是在電動(dòng)車領(lǐng)域中的開發(fā)應(yīng)用已引起全球的廣泛關(guān)注，成為了當(dāng)前能源技術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。
[0003]隨著社會(huì)的發(fā)展，電容器特別是超級(jí)電容廣泛應(yīng)用在各種領(lǐng)域，尤其在城市電動(dòng)機(jī)車領(lǐng)域已成為被關(guān)注的重點(diǎn)；使用蓄電池儲(chǔ)能的機(jī)車由于其動(dòng)力不足、充電時(shí)間長、污染較嚴(yán)重等問題，亟待解決，而相對(duì)于使用蓄電池儲(chǔ)能的機(jī)車，使用超級(jí)電容的機(jī)車在啟動(dòng)、爬坡等方面有明顯的優(yōu)勢，而且有充電時(shí)間短、安全無污染、充電無需人工參與等優(yōu)點(diǎn)，得以在電動(dòng)機(jī)車領(lǐng)域推廣使用；但是，目前專門用于電容器的充電系統(tǒng)少之又少，應(yīng)用給蓄電池充電的充電系統(tǒng)存在充電時(shí)間很長的嚴(yán)重問題，會(huì)縮短電容器的壽命、影響電容器大電流快速充電的特性發(fā)揮。
[0004]為縮短電容器的充電時(shí)間、充分發(fā)揮電容器的特性，有必要研究一種基于SEPIC電路的電容器智能充電系統(tǒng)，根據(jù)電容器的充放電特性，專用于電容器的充電，既能達(dá)到快速充電，又能提高電容器壽命和保護(hù)電容器的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了提供能快速充電和提高電容器使用壽命的基于SEPIC電路的電容器智能充電系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):基于SEPIC電路的電容器智能充電系統(tǒng)，包括主電路、控制電路、電流傳感器、電壓傳感器、電容器、溫度傳感器，所述主電路包括供電模塊、SEPIC主電路模塊、高頻變壓器模塊；所述控制電路包括主控電路模塊、DC/DC轉(zhuǎn)換模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、IGBT驅(qū)動(dòng)模塊和上位機(jī)監(jiān)控模塊，所述供電模塊連接SEPIC主電路模塊和DC/DC轉(zhuǎn)換模塊，所述SEPIC主電路模塊連接高頻變壓器模塊，所述高頻變壓器模塊連接電流傳感器，所述電流傳感器連接電壓傳感器，所述電壓傳感器連接電容器，所述電容器連接溫度傳感器，所述溫度傳感器、電壓傳感器、電流傳感器還連接A/D轉(zhuǎn)換模塊，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊連接主控電路模塊，所述DC/DC轉(zhuǎn)換模塊也連接主控電路模塊，所述主控電路模塊還連接IGBT驅(qū)動(dòng)模塊，所述IGBT驅(qū)動(dòng)模塊連接SEPIC主電路模塊，所述上位機(jī)監(jiān)控模塊連接主控電路模塊；所述主控電路模塊包括隔離輸入模塊、繼電器輸出模塊、PWM輸出模塊、故障保護(hù)模塊、主控芯片、人機(jī)交互模塊和RS232通信模塊，所述主控芯片分別連接隔離輸入模塊、繼電器輸出模塊、PWM輸出模塊、故障保護(hù)模塊、人機(jī)交互模塊和RS232通信模塊，所述主控芯片為ARM內(nèi)核的單片機(jī)STM32F103RBT6 ;所述供電模塊可以為蓄電池或直流電源，由于SEPIC電路的升降壓特性可在不同電壓等級(jí)系統(tǒng)中應(yīng)用；所述上位機(jī)監(jiān)控模塊還設(shè)有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和監(jiān)控的功能。
[0007]本發(fā)明通過SEPIC主電路模塊將供電模塊的電壓升高或降低，再將經(jīng)過SEPIC主電路模塊得到的電壓通過高頻變壓器模塊進(jìn)一步對(duì)供電模塊升降壓得到大電流、高電壓提供給電容器，然后電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器分別對(duì)電容器上的電流、電壓、溫度進(jìn)行采樣，采樣得到的信號(hào)傳輸?shù)紸/D轉(zhuǎn)換模塊中，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊傳輸?shù)街骺仉娐纺！缐?，信?hào)經(jīng)過主控電路模塊處理后通過PWM輸出模塊調(diào)節(jié)PWM的占空比在IGBT驅(qū)動(dòng)模塊上可控制SEPIC主電路模塊的輸出，使得輸出可以調(diào)節(jié)；主控電路模塊還通過RS232通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)監(jiān)控模塊，并將這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示和存儲(chǔ)。
[0008]本發(fā)明的有益之處在于:1)通過SEPIC主電路模塊的高效轉(zhuǎn)換效率和輸出可調(diào)使得電容器充電時(shí)間縮短，充電速度快；2 )供電模塊可以為蓄電池或直流電源，保證供電模塊的多樣化，而且加入了電流傳感器和電壓傳感器，電容器恒流充電保證充電速度，再恒壓充電能保護(hù)電容器的使用壽命；3)主控電路模塊通過RS232通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)監(jiān)控模塊，使得上位機(jī)監(jiān)控模塊能監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀況，對(duì)系統(tǒng)所有參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，保證了系統(tǒng)安全可靠。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明主控電路模塊的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0012]見圖1至圖2，基于SEPIC電路的電容器智能充電系統(tǒng)，包括主電路、控制電路、電流傳感器、電壓傳感器、電容器、溫度傳感器，所述主電路包括供電模塊、SEPIC主電路模塊、高頻變壓器模塊；所述控制電路包括主控電路模塊、DC/DC轉(zhuǎn)換模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、IGBT驅(qū)動(dòng)模塊和上位機(jī)監(jiān)控模塊，所述供電模塊連接SEPIC主電路模塊和DC/DC轉(zhuǎn)換模塊，所述SEPIC主電路模塊連接高頻變壓器模塊，所述高頻變壓器模塊連接電流傳感器，所述電流傳感器連接電壓傳感器，所述電壓傳感器連接電容器，所述電容器連接溫度傳感器，所述溫度傳感器、電壓傳感器、電流傳感器還連接A/D轉(zhuǎn)換模塊，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊連接主控電路模塊，所述DC/DC轉(zhuǎn)換模塊也連接主控電路模塊，所述主控電路模塊還連接IGBT驅(qū)動(dòng)模塊，所述IGBT驅(qū)動(dòng)模塊連接SEPIC主電路模塊，所述上位機(jī)監(jiān)控模塊連接主控電路模塊；所述主控電路模塊包括隔離輸入模塊、繼電器輸出模塊、PWM輸出模塊、故障保護(hù)模塊、主控芯片、人機(jī)交互模塊和RS232通信模塊，所述主控芯片分別連接隔離輸入模塊、繼電器輸出模塊、PWM輸出模塊、故障保護(hù)模塊、人機(jī)交互模塊和RS232通信模塊，所述主控芯片為ARM內(nèi)核的單片機(jī)STM32F103RBT6 ;所述供電模塊可以為蓄電池或直流電源，由于SEPIC電路的升降壓特性可在不同電壓等級(jí)系統(tǒng)中應(yīng)用；所述上位機(jī)監(jiān)控模塊還設(shè)有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和監(jiān)控的功會(huì)泛。
[0013]本實(shí)施方式中，所述供電模塊可以是蓄電池或直流電源，能分別給SEPIC主電路模塊和主控電路模塊供電；所述SEPIC主電路模塊將供電模塊的電壓升高或降低并在高頻變壓器模塊的原邊產(chǎn)生高頻P