一種新型恒功率超級(jí)電容器快速充電機(jī)設(shè)計(jì)

　　雙閉環(huán)電路原理圖如圖7所示，Vs是來(lái)自LEM霍爾電流傳感器LAH 25-NP輸出的電壓測(cè)量信號(hào)，通過(guò)一階濾波環(huán)節(jié)后進(jìn)入電流反饋端，即圖中電流比較器的負(fù)端。VO 48 V來(lái)自功率部分的輸出，由于TL431最大只能穩(wěn)壓到36 V，故需要對(duì)經(jīng)典TL431穩(wěn)壓電路進(jìn)行部分修改，以滿足48 V穩(wěn)壓要求。在TL431的3腳(即K極)引入24 V穩(wěn)壓管D4_Z1，TL431的端電壓約為24 V，從而可在安全工作區(qū)內(nèi)正常穩(wěn)壓工作。PC817實(shí)現(xiàn)電氣上的隔離，并通過(guò)輸出電壓Vce穩(wěn)壓。當(dāng)超級(jí)電容電壓接近48 V時(shí)，PC817輸出電流Ic增大，則Vce減小，同時(shí)進(jìn)入U(xiǎn)C3844補(bǔ)償端1腳的信號(hào)減小，相應(yīng)輸出PWM占空比也減??；當(dāng)超級(jí)電容電壓超過(guò)48 V時(shí)，UC3844補(bǔ)償端1腳拉低，PWM關(guān)斷，起到過(guò)壓保護(hù)的作用。

3 整機(jī)調(diào)試

　　實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了最大功率為1 kW的超級(jí)電容充電樣機(jī)，實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，對(duì)BMOD0165(額定48 V、165 F)超級(jí)電容模組充電時(shí)間約為5 min。圖8為電路中的關(guān)鍵工作波形，其電壓為30 V、充電電流約為10 A的充電波形。從上至下依次是Vds、Vpri、PWM信號(hào)和開關(guān)管峰值電流波形。由于緩沖電路的作用，使得波形干凈無(wú)雜波，基本沒(méi)有電壓尖峰。Vpri負(fù)電壓有一定變形，但是不影響電路性能。

　　本文研究了超級(jí)電容的充放電特性，分析了快速充電的方法，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了快速充電樣機(jī)，試驗(yàn)表明充電時(shí)間短，達(dá)到了應(yīng)用要求。

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