超級電容器電壓均衡系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著人們對于生態(tài)環(huán)境保護關(guān)注的增加以及社會經(jīng)濟的發(fā)展，作為一種“綠色”能量存儲器件，超級電容器越來越受到人們的重視。在串聯(lián)超級電容組系統(tǒng)中，由于超級電容單體在性能參數(shù)方面存在一定的分散性，導(dǎo)致單體間電壓存在差異，降低了系統(tǒng)的電能存儲容量。因此，對超級電容器的電壓均衡電路進行研究，提高系統(tǒng)的儲能效率具有十分重要的意義。
　　本文首先依據(jù)等效變換法，詳細介紹了反激式變換器的演變過程，以及反激式變換器的結(jié)構(gòu)、原理，對其磁通連續(xù)、磁通斷續(xù)

2、以及磁通臨界連續(xù)三種工作狀態(tài)進行詳細的分析比較。在此基礎(chǔ)之上，利用狀態(tài)空間法，建立基于反激式變換器的串聯(lián)超級電容器組的電壓均衡電路的狀態(tài)空間方程，經(jīng)過線性化處理，消去直流項和二階項，推導(dǎo)出電路的小信號交流數(shù)學模型，建立小信號電路模型。
　　本文在推導(dǎo)出的小信號交流電路模型基礎(chǔ)上，對電路中反激式變換器匝數(shù)比、線圈電感、磁芯、導(dǎo)線尺寸等參數(shù)進行詳細的計算分析。對電路中的功率開關(guān)管、變壓器、濾波電容等元件進行分析與選型。為了減小電感線圈

3、的沖擊電壓的影響，盡可能并達到降低能量損耗的效果，對緩沖電路進行了詳細的比較分析，選定準諧振緩沖電路。詳細闡述了以芯片AP4313為核心的恒流控制電路的結(jié)構(gòu)以及工作原理。
　　最后，本文對實驗監(jiān)測控制系統(tǒng)與軟件流程進行了詳細介紹，并對容量相同初始電壓不同、容量不同初始電壓相同的串聯(lián)電容充電均衡過程以及串聯(lián)超級電容組的自均衡過程進行了仿真分析，同時，對三個單體串聯(lián)的超級電容組進行了實驗測試，實驗結(jié)果證明了基于反激式變換器的串聯(lián)超級電