应用于超级电容器的数控恒流源

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1、第19卷第14期电子设计工程2011年7月Vo1．19No．14ElectronicDesignEngineeringJu1．201l应用才超级电容器的数控恒流源王凯，张莉，李琛(大连理工大学电气工程与应用电子技术系，辽宁大连116024)摘要：针对研究超级电容器的大电流充电性能的目的，设计了一种基于单片机控制的恒流测试系统。笔者采用大功率MOSFET设计的恒流源以及对应用效果进行了分析。通过对实际超级电容器进行测试，结果表明：该电路具有结构简单，电流稳定性强，并且可应用于大电流的场合下。关键词：恒流源；程控；大电流：超级电容器中图分类号

2、：TM919文献标识码：A文章编号：1674—6236(2011)14—0120—03Anumericalcontrolledconstantcurrentsourcebasedonsuper．capacitorWANGKai，ZHANGLi，LIChen(DeptofElectricalandElectronicsEngineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，China)Abstract：Inordertoresearchthechargingperformanceofsup

3、er-capacitors，aconstantcurrenttestsystemwhichisbasedonmierocontrollerisdesigned．Theauthorusesaprogram-controlledconstantcurrentsourcewhichfocusesonhigh-powerMOSFETandanalyzestheapplicationofresults．Theresultwhichteststhesuper-capacitorshowsthatthecircuithasasimplestructur

4、eandthecurentisverystable，whichcanbeappliedtothesituationwhichrequireshighcurrent．Keywords：constant·currentsource；programcontrolled；highcurrent；super-capacitor超级电容器是一种具有高能量密度的新型储能元器件．电路、电压及电流检测电路、液晶显示电路、键盘电路等组具有比常规电容器更大的比容量，比蓄电池更高的比功率，成，如图1所示。是一种兼备静电电容和电池优良特性的新型元件【lJ。它可提供

5、超大能量，并可以在极短的时间内释放。使用寿命长，环境友好，因此在混合动力电动车、脉冲电源系统和应急电源等PICf源电路I领域具有广泛的应用前景。在诸多超级电容器的测试方法研系t超究中，恒流循环充放电测试法是一种比较直观、准确的测试匦]

6、．统—恒流充电主电路卜-级电容方法，也是其主要的测试方法嘲。通过在超级电容器上施加恒器—定的电流，对超级电容器进行充放电试验，研究超级电容端电压随时问变化的规律可以分析获得超级电容器在不同电图1系统组成示意图Fig．1Structurediagramofsystem流下的容量、容量随充放电电流变化的衰减程度

7、、等效串联电阻等参数[31。系统的工作流程是：系统上电复位后，先设定充电电流，目前我国在超级电容器的研究方面尚处于初级阶段，针首先设定充放电起止电压值和充电电流值。然后，空载调整对超级电容器的性能测试和实验研究手段还不完备，如缺乏到设定值，启动充电功能。在充电工作过程中，电流检测电路大电流快速充电测试装置等．笔者针对超级电容器的性能跟踪采样充放电电路中的实际电流值，并与设定值比较，实测试，设计了一种基于单片机控制的测试系统，对超级电时步进修正改变输入的参考电压值。电压检测电路跟踪采样容器进行恒流充电测试。该系统采用PIC18F452单片机

8、控超级电容器两端的电压值，与设定值比较。当等于或高于设制，通过对输出电流和输出电压实时监控，实时调整输出电定值时则停止充电。流值，从而提高恒流输出的精度。由于供电电源功率的限制，本恒流源可以使用单片机与电脑进行通信，将采集到的系统的恒流输出范围是0—3A，0～l10V。负载的端电压电压和电流的实时分别采样进行实时存储和处理，在充电结束后绘制成充电特性曲线和电流稳定性曲线。1系统构成和工作原理系统主要由PIc系统、恒流充电主电路、开关电源模块2恒流源主电路在恒流源电路中，采用运放控制功率管的开关状态．来收稿日期：2011-05—06稿件编号

9、：201105027作者简介：王凯(1985一)，男，山东滨州人，博士研究生。研究方向：超级电容器的制备和恒流测试系统的研究。-120-王凯，等应用于超级电容器的数控恒流源实现稳流功能，这种电