基于SEPIC电路的电容器智能充电系统技术方案

本发明专利技术公开了基于SEPIC电路的电容器智能充电系统，包括主电路、控制电路、电流传感器、电压传感器、电容器、温度传感器，主电路由供电模块、SEPIC主电路模块、高频变压器模块组成；控制电路由主控电路模块、DC/DC转换模块、A/D转换模块、IGBT驱动模块和上位机监控模块组成，通过SEPIC主电路模块的高效转换效率和输出可调使得电容器充电时间缩短，充电速度快；高频变压器模块弥补了SEPIC主电路模块升压不足的缺陷，采用大电流恒流后恒压的方式使电容器充电时间大大缩短，主控电路模块和上位机模块通信使系统参数能在线修改，在线监测，提高了电容器充电的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电容器智能充电系统领域，具体涉及基于SEPIC电路的电容器智能充电系统。
技术介绍
超级电容是20世界70年代发展起来的一种介于传统静电电容与化学电池之间的新型储能器件；超级电容与传统静电电容相比，比容量是传统电容的2000到6000倍，具有提供瞬间大电流、快速充电、电容量大的特征；与化学电池相比，比功率是化学电池的10倍，功率密度是化学电池的100倍，可以大电流充电，充满电的时间只需几秒到数分钟，具有充电效率高，充电循环次数多，无污染、免维护、工作温度范围宽、无记忆且安全等优点；因此，超级电容受到各个国家的高度重视，并对其展开了大量研究，被广泛引用于风能与太阳能发电、机车启动系统、电能武器、通讯、消费和娱乐电子、信号监控、后背电源以及叉式升降机的电源灯方面，尤其是在电动车领域中的开发应用已引起全球的广泛关注，成为了当前能源
的热点。随着社会的发展，电容器特别是超级电容广泛应用在各种领域，尤其在城市电动机车领域已成为被关注的重点；使用蓄电池储能的机车由于其动力不足、充电时间长、污染较严重等问题，亟待解决，而相对于使用蓄电池储能的机车，使用超级电容的机车在启动、爬坡等方面有明显的优势，而且有充电时间短、安全无污染、充电无需人工参与等优点，得以在电动机车领域推广使用；但是，目前专门用于电容器的充电系统少之又少，应用给蓄电池充电的充电系统存在充电时间很长的严重问题，会缩短电容器的寿命、影响电容器大电流快速充电的特性发挥。为缩短电容器的充电时间、充分发挥电容器的特性，有必要研究一种基于SEPIC电路的电容器智能充电系统，根据电容器的充放电特性，专用于电容器的充电，既能达到快速充电，又能提高电容器寿命和保护电容器的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供能快速充电和提高电容器使用寿命的基于SEPIC电路的电容器智能充电系统。本专利技术通过以下技术方案实现:基于SEPIC电路的电容器智能充电系统，包括主电路、控制电路、电流传感器、电压传感器、电容器、温度传感器，所述主电路包括供电模块、SEPIC主电路模块、高频变压器模块；所述控制电路包括主控电路模块、DC/DC转换模块、A/D转换模块、IGBT驱动模块和上位机监控模块，所述供电模块连接SEPIC主电路模块和DC/DC转换模块，所述SEPIC主电路模块连接高频变压器模块，所述高频变压器模块连接电流传感器，所述电流传感器连接电压传感器，所述电压传感器连接电容器，所述电容器连接温度传感器，所述温度传感器、电压传感器、电流传感器还连接A/D转换模块，所述A/D转换模块连接主控电路模块，所述DC/DC转换模块也连接主控电路模块，所述主控电路模块还连接IGBT驱动模块，所述IGBT驱动模块连接SEPIC主电路模块，所述上位机监控模块连接主控电路模块；所述主控电路模块包括隔离输入模块、继电器输出模块、PWM输出模块、故障保护模块、主控芯片、人机交互模块和RS232通信模块，所述主控芯片分别连接隔离输入模块、继电器输出模块、PWM输出模块、故障保护模块、人机交互模块和RS232通信模块，所述主控芯片为ARM内核的单片机STM32F103RBT6 ;所述供电模块可以为蓄电池或直流电源，由于SEPIC电路的升降压特性可在不同电压等级系统中应用；所述上位机监控模块还设有数据存储和监控的功能。本专利技术通过SEPIC主电路模块将供电模块的电压升高或降低，再将经过SEPIC主电路模块得到的电压通过高频变压器模块进一步对供电模块升降压得到大电流、高电压提供给电容器，然后电流传感器、电压传感器、温度传感器分别对电容器上的电流、电压、温度进行采样，采样得到的信号传输到A/D转换模块中，再经A/D转换模块传输到主控电路模±夬，信号经过主控电路模块处理后通过PWM输出模块调节PWM的占空比在IGBT驱动模块上可控制SEPIC主电路模块的输出，使得输出可以调节；主控电路模块还通过RS232通信模块将数据传输到上位机监控模块，并将这些数据实时显示和存储。本专利技术的有益之处在于:1)通过SEPIC主电路模块的高效转换效率和输出可调使得电容器充电时间缩短，充电速度快；2 )供电模块可以为蓄电池或直流电源，保证供电模块的多样化，而且加入了电流传感器和电压传感器，电容器恒流充电保证充电速度，再恒压充电能保护电容器的使用寿命；3)主控电路模块通过RS232通信模块将数据传输到上位机监控模块，使得上位机监控模块能监控整个系统运行状况，对系统所有参数进行监测，保证了系统安全可靠。【附图说明】图1为本专利技术的示意图。图2为本专利技术主控电路模块的示意图。【具体实施方式】下面结合附图与【具体实施方式】，对本专利技术作进一步描述。见图1至图2，基于SEPIC电路的电容器智能充电系统，包括主电路、控制电路、电流传感器、电压传感器、电容器、温度传感器，所述主电路包括供电模块、SEPIC主电路模块、高频变压器模块；所述控制电路包括主控电路模块、DC/DC转换模块、A/D转换模块、IGBT驱动模块和上位机监控模块，所述供电模块连接SEPIC主电路模块和DC/DC转换模块，所述SEPIC主电路模块连接高频变压器模块，所述高频变压器模块连接电流传感器，所述电流传感器连接电压传感器，所述电压传感器连接电容器，所述电容器连接温度传感器，所述温度传感器、电压传感器、电流传感器还连接A/D转换模块，所述A/D转换模块连接主控电路模块，所述DC/DC转换模块也连接主控电路模块，所述主控电路模块还连接IGBT驱动模块，所述IGBT驱动模块连接SEPIC主电路模块，所述上位机监控模块连接主控电路模块；所述主控电路模块包括隔离输入模块、继电器输出模块、PWM输出模块、故障保护模块、主控芯片、人机交互模块和RS232通信模块，所述主控芯片分别连接隔离输入模块、继电器输出模块、PWM输出模块、故障保护模块、人机交互模块和RS232通信模块，所述主控芯片为ARM内核的单片机STM32F103RBT6 ;所述供电模块可以为蓄电池或直流电源，由于SEPIC电路的升降压特性可在不同电压等级系统中应用；所述上位机监控模块还设有数据存储和监控的功會泛。本实施方式中，所述供电模块可以是蓄电池或直流电源，能分别给SEPIC主电路模块和主控电路模块供电；所述SEPIC主电路模块将供电模块的电压升高或降低并在高频变压器模块的原边产生高频P当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于SEPIC电路的电容器智能充电系统，包括主电路和控制电路，其特征在于：还包括电流传感器、电压传感器、电容器、温度传感器，所述主电路包括供电模块、SEPIC主电路模块、高频变压器模块；所述控制电路包括主控电路模块、DC/DC转换模块、A/D转换模块、IGBT驱动模块和上位机监控模块,所述供电模块连接SEPIC主电路模块和DC/DC转换模块，所述SEPIC主电路模块连接高频变压器模块，所述高频变压器模块连接电流传感器，所述电流传感器连接电压传感器，所述电压传感器连接电容器，所述电容器连接温度传感器，所述温度传感器、电压传感器、电流传感器还连接A/D转换模块，所述A/D转换模块连接主控电路模块，所述DC/DC转换模块也连接主控电路模块，所述主控电路模块还连接IGBT驱动模块，所述IGBT驱动模块连接SEPIC主电路模块，所述上位机监控模块连接主控电路模块；所述主控电路模块包括隔离输入模块、继电器输出模块、PWM输出模块、故障保护模块、主控芯片、人机交互模块和RS232通信模块，所述主控芯片分别连接隔离输入模块、继电器输出模块、PWM输出模块、故障保护模块、人机交互模块和RS232通信模块,所述主控芯片为ARM内核的单片机STM32F103RBT6。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：洪光，曲鹏，傅冠生，詹娜，
申请(专利权)人：宁波市江北九方和荣电气有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33