超级电容充放电控制电路毕业设计
多模式超级电容充电电路设计.
论文题目：多模式超级电容充电电路设计专业：微电子学本科生：珏萱（签名）___________指导教师：师之授（签名）___________摘要超级电容是一种介于传统电容器与蓄电池之间新型储能设备，具有可快速充电、大容量、工作温度范围宽、节能环保、寿命长等优点。
因此各国都加大了对超级电容的研究力度，被广泛应用于消费电子、太阳能发电、后备电源等方面，尤其是在电动汽车领域的研究应用受到全球的广泛关注。
如何快速高效的给超级电容进行充电，成为了新的研究的热点，本论文结合相关研究结果对多模式充电电路的整体设计方案进行了分析和设计。
目前对超级电容进行充电的方式主要有恒流充电、恒功率充电、恒流转恒压充电、脉冲电流充电以及恒压充电等。
本论文结合国内外对超级电容充放电原理及特性的研究结果，设计了具有恒流、恒功率以及恒压三种组合转换模式的充电电路，硬件电路包括Buck变换电路、PWM波驱动控制电路、充电模式控制电路，在对超级电容进行充电的同时，通过采样电路，将采样信号反馈给控制电路，实现三种充电模式转换，这样可以有效的解决在单一充电模式下的不足之处，在一定程度上提高超级电容的充电效率。
对所设计的多模式充电电路的输出电流、输出电压等参数进行了测试，所得到的测试结果表明，多模式充电电路能够实现三种充电模式组合转换，达到预期的设计要求。
关键词：超级电容，Buck变换器，PWM，多模式充电Subject: Multi-Mode Super capacitor charging circuit designSpecialty: Microelectronics Science and EngineeringName: JueXuan (Signature) ___________ Instructor: ShiZhishou (Signature) ___________ABSTRACTSuper capacitor is a range of new energy storage device between conventional capacitors and batteries, it has a fast charge, high-capacity, wide operating temperature range, energy saving, long life advantages. So countries have increased the research efforts of the super capacitor, it is widely used in consumer electronics, solar power, backup power and other aspects, especially all around the world is concerned about the field of electric vehicles application widely. How to quickly and efficiently charge the super capacitor, has become a new focus of research, this article combines research results on the multi-mode charging circuit design scheme and design are analyzed.Currently the super capacitor is charged mainly constant current charging mode, constant power charge, the constant flow of constant voltage charging, pulse current charging and constant voltage charging. Currently the super capacitor is charged mainly constant current charging mode, constant power charge, the constant flow of constant voltage charging, pulse current charging and constant voltage charging. Hardware circuit includes a Buck conversion circuit, PWM wave drive control circuit, the charging mode control circuit, At the same time the super capacitor is charged, by sampling circuit, the sampling signal back to the control circuit, converting three charge modes, which can effectively solve the shortcomings in a single charging mode, to some extent, improve the super capacitor charging efficiency.The design of multi-mode charging circuit output current, output voltage and other parameters were tested, the test Results show that the multi-mode charging circuit can achieve three charging modes to convert combination to achieve the desired design requirements.Key words: super capacitance, buck converter, PWM, multi-mode charge目录第1章绪论 (5)1.1 超级电容的研究背景及意义 (5)1.2超级电容的研究现状及发展趋势 (5)1.3 超级电容充放电原理 (6)1.3.1双电层电容原理 (6)1.3.2法拉第准电容原理 (7)1.4超级电容的充电方式 (7)1.4.1恒流充电 (8)1.4.2 恒功率充电 (9)1.4.3 恒压充电 (9)1.5课题的研究内容 (10)第2章多模式超级电容充电电路设计方案 (11)2.1总体电路设计方案 (11)2.2主电路设计案 (11)2.2.1Buck变换器的组成 (11)2.2.2Buck变换器工作原理 (12)2.2.3 功率MOSFET工作原理 (12)2.2.4 功率二极管工作原理 (13)2.3多模式充电电路设计方案 (13)2.3.1 充电模式控制电路原理 (14)2.4PWM控制电路设计 (15)2.4.1TL494引脚配置及其功能 (15)2.4.2TL494外围电路的设计及原理 (16)2.5 放电欠压保护电路设计 (17)2.5.1 放电欠压保护电路工作原理 (17)2.5.2TL431功能介绍 (18)2.5.3LM2903功能介绍 (19)2.5.4NMOSFET工作原理 (20)2.6 本章小结 (20)第3章硬件电路参数设计 (21)3.1主电路器件参数设计 (21)3.1.1Buck变换器开关管的选择 (21)3.1.2Buck变换器储能电感的选择 (21)3.1.3Buck变换器滤波电容的选择 (22)3.1.4Buck变换器续流二极管的选择 (22)3.2PWM驱动电路器件参数设计 (22)3.3多模式充电电路器件参数设计 (24)3.3.1 恒流充电电路参数计算 (24)3.3.2 恒功率充电电路参数计算 (25)3.3.3 恒压充电电路参数计算 (25)3.3.4 放电欠压保护电路参数计算 (26)3.5 本章小结 (27)第4章电路调试与测试 (28)4.1TL494输出测试 (28)4.2 多模式充电电路输出测试 (31)4.2.1 恒流充电结果测试 (31)4.2.2 恒功率充电结果测试 (32)4.2.3 恒压充电结果测试 (33)4.2.2 放电欠压结果测试 (33)4.3 本章小结 (34)第5章结论与展望 (35)5.1 结论 (35)5.2 展望 (35)5.3 心得体会 (35)致谢 (37)参考文献 (38)附录 (39)附录一整体电路图 (39)附录二硬件测试环境 (41)第1章绪论1.1 超级电容的研究背景及意义随着经济的发展，人口数量持续增长，人们对能源的需求量日益增加，但是传统化石能源的不可再生性，使得传统化石能源消耗殆尽已成必然趋势。
超级电容充放电控制电路毕业设计
摘要：超级电容是一种新型的储能元器件，它相比其它储能元器件有很多优势，比如比功率高、充电速度快、放电电流大、使用寿命长、不污染环境等。
其具有很大的发展前景，但由于超级电容个体电压不高，在实际应用过程中就需要将多个超级电容器串并联起来使用。
超级电容在充放电过程中，由于其参数存在离散型，即使是同一型号同一规格的超级电容器在其电压内阻、容量等参数上都存在一定的差异。
这样容易导致某些超级电容器过充或者过放，影响超级电容的使用寿命和系统的稳定性。
同时，超级电容器在充放电过程中，超级电容器电池组两端的电压会逐渐下降，尤其经过长时间大电流放电，电压下降明显，会直接影响负载的工作稳定性。
因此研究超级电容充放电控制电路对提高超级电容的使用寿命和系统稳定性十分重要。
本文主要对超级电容器电池组采取电压均衡和放电稳压就行设计研究。
超级电容器的充放电控制电路有恒压、恒流等。
放电稳压有稳压管稳压、三极管反馈稳压、集成芯片稳压等等方式。
联系到将超级电容用作后备电源，针对实际应用列出了详细的设计步骤和研究方案。
关键词: 超级电容电压均衡放电稳压1 绪论1.1 课题研究背景及意义1.1.1 课题研究背景当今社会由于石油、煤炭等传统能源日益枯竭，并且这些燃料燃烧对生态环境已经造成了严重的污染。
目前人们研究的层次还是局限于油、气混合动力燃料电池、化学电池的研究。
虽然其研究成果取得了一定的成就但是他们的缺点也日益暴露出来比如：使用寿命短、温度特性差、充放电速度慢、放电电流小、对环境仍有一定的污染等。
所以人们迫切希望能够找到一种绿色环保的储能装置代替传统的储能装置。
而超级电容器是上个世纪80年代初出现的新产品，是一种介于传统电容器和充电电池之间的新型储能器件。
它有其功率高、充电速度快、储存能量大、放电电流大、使用寿命长、免维护等优点。
随着便携式电气设备的普及，超级电容在电动汽车的研发、UPS电源、数码产品电源的发展获得了极大的应用。
1.1.2 课题研究意义超级电容器的单体电压不高，一般只有1V—4V，在实际的应用中通常根据需要将超级电容器串并联起来使用。
单片机的超级电容本科课程设计
近年来，随着工农业的迅速发展，世界能源消耗速度急剧增加。
因此，新能源和节能技术的开发已经成为世界各国科技工作者的当务之急。
而机车制动能量回收系统是目前国内外节能技术方面研究的热点之一。
对超级电容电压检测方案的研究和对超级电容时域模型的研究，将为超级电容的电压均衡方案和超级电容的电参数分析提供支持，从而为整个能量回收系统的控制策略提供理论依据。
本文首先对超级电容的发展及应用进行了探讨，主要针对串联超级电容组的充放电电压随时间变化的曲线设计了一个基于单片机的超级电容测试系统，可对超级电容在各种状态下的输出电压变化曲线进行测试。
该系统的设计思想是从超级电容组的各个单体电容两端采集电压信号，并通过电阻降压网络和多路开关通道切换电路将电压信号送至A/D转换器，单片机接收来自A/D转换器的数据，并通过程序控制在显示电路中显示，系统还设计了上位机部分，可对采集到的电压数据进行分析和保存等处理。
系统的软硬件设计都基于模块化思想，硬件部分设计有采样电路、A/D转换电路、显示电路等，软件可分为上位机和下位机两部分，上位机基于Visual C++ 6.0设计了一个可视化界面，方便操作，下位机有A/D转换、 LED显示等子程序，各个部分相互独立，方便主程序调用，便于修改，也简化了程序设计工作。
论文设计的基于A T89C51的超级电容测试系统可对超级电容在各种情况下的电压变化情况进行测试，并收集数据送至上位机分析处理，这对于超级电容的研究和应用都具有非常重要的作用。
关键词：超级电容，电压检测，proteus ，Visual C++Super capacitor test systemABSTRACTIn recent years, with the rapid development of industry and agriculture, world energy consumption rate increased dramatically. Therefore, the development of new energy and energy-saving technology has become a science and technology workers of the world's top priority. And locomotive braking energy recovery system at home and abroad and energy saving technology is one of the hot spot in the research,Studies of supercapacitor voltage detection scheme and on time-domain model of super capacitor, supercapacitor voltage balancing of electrical parameter analysis of programmes and Super capacitors to provide support, so as to control strategy provides the theoretical basis for the entire energy recovery system. Therefore these two studies will be throughout the core content of the paper.In this paper, first, the development and application of super capacitor is discussed, mainly in series super capacitor group of charging and discharging voltage changing with time curve based on single chip design a testing system, the super capacitor can be super capacitance in various states of the output voltage changing curves under test. Design ideas of the system of super capacitor group from every single capacitor voltage signal, and ends acquisition by resistancestep-down network and multi-channel switch channels switching circuit will voltage signal sent to the A/D converter, microcontroller receive signals from A/D converter data, and through the keyboard control in the display circuits showed that the system also devised a PC parts, but for the collected voltage data is analyzed and save processing. System based on the design of the software and hardware design of hardware part, modular thought A sampling circuit, A/D circuit, keyboard and display circuit, etc, the software can be divided into the PC and lower place machine two parts, PC based on Visual c + + 6.0 design A Visual interface, easy operation, lower level computer have A/D conversion, keypad scanning, LED display DengZi program, and parts of independent, convenient Lord procedure call, facilitate modification, also simplifies the program design work. The paper based on AT89C51 is designed to test system can super capacitor in various circumstances super capacitor voltage change of the situation, and collect test data sent first place machine analysis, this regarding the super capacitor research and application plays a very important role.KEY WORDS: Super capacitor, voltage detection, proteus,Visual C++毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
超级电容充电电路开题报告
毕业设计（论文）开题报告题目超级电容的充电电路研究专业班级学生指导教师2015 年一、毕业设计(论文)课题来源、类型1、课题来源：超级电容充电技术的科学研究2、课题类型：实验仿真二、选题的目的及意义目的：通过本课题的设计，了解超级电容充电的基本工作原理，特点及发展概况，掌握对超级电容充电的分析方法，手段。
利用所学的专业知识分析掌握超级电容充电的基本工作原理和实际电路的组成部分，根据要实现的电动汽车的实际需求，设计电路的原理图和最初的电路图，并对所设计的电路的正确性和可行性进行仿真验证，结合验证结果对电路中的各项参数进行优化，以获得比较理想的实际工作电路。
同时，培养学生独立发现问题、分析问题和解决问题的能力。
意义：特斯拉掀起了电动汽车的高潮，不少人向往清洁时髦的新能源汽车要进入寻常百姓家，而混合动力电动汽车被认为是本世纪解决汽车面临的石油能源危机和环境污染问题的有效方案之一【1】。
超级电容非常适合用于制动过程中能量回收，而且成本较低【2】。
通过与传统蓄电池组成复合电源，在启动、加速等高功率下采用超级电容供电，可以延长蓄电池寿命【3】。
另外电动车除了价格的可接受外，解决随时随地的充电问题是才是棘手。
而建设电动车充电网络是一项庞大的事业，谁又能将充电变得像加油一样便捷？众所周知，电动车的能量源泉是蓄电池，电动车从蓄电池中吸取的平均功率较低，峰值功率却反而很大，又因为电动车的启动和停车相对汽车比较频繁，使得蓄电池的放电过程变化很大。
与电池相比，超级电容可以弥补燃料电池的比功率不足，提高电池的寿命，最大限度的回收制动能量等效果。
因此超级电容的充电技术得到了人们的更广泛研究。
三、本课题在国内外的研究状况及发展趋势目前, 世界各国争相研究、并越来越多地将其应用到电动车上. 超级电容已经成为电动车电源发展的新趋势【4-9】，而超级电容的充电技术是被认为解决电动车动力问题的最佳途径。
日本是将超级电容应用于混合动力电动汽车的先驱, 超级电容是近年来日本电动车动力系统开发中的重要领域之一. 本田的 FCX燃料电池-超级电容混合动力车是世界上最早实现商品化的燃料电池轿车, 该车已于 2002 年在日本和美国的加州上市。
超级电容快速充电电路设计
超级电容快速充电电路
设计
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
LT3741 是一款固定频率、同步降压型 DC/DC 控制器，专为准确地调节高达 20A 的输出电流而设计。
平均电流模式控制器将在一个 0V 至 (V IN - 2V) 的宽输出电压范围内保持电感器电流调节作用。
已调电流由 CTRL 引脚上的一个模拟电压和一个外部检测电阻器来设定。
LT3741 运用了一种独特的拓扑结构，因而能够供应和吸收电流。
已调电压和过压保护功能电路利用一个连接在输出端和 FB 引脚之间的分压器来设定。
开关频率可通过一个外部电阻器或利用一个外部时钟信号在 200kHz 至 1MHz 的范围内进行设置。
超级电容充电电路设计
超级电容充电电路设计超级电容充电电路是一种常见的电子元件，它具有高容量、高能量密度和长寿命的特点，因此在许多领域得到广泛应用。
本文将介绍超级电容充电电路的设计原理和注意事项。
一、超级电容简介超级电容，也称为超级电容器或超级电容器，是一种具有高电容量和高能量密度的电子元件。
它的工作原理是利用电介质的电荷分离能力将电能存储起来，与传统的电解电容器相比，超级电容具有更高的电容量和更低的内阻，能够提供更高的存储能量和更大的放电电流。
二、超级电容充电电路设计原理超级电容充电电路设计的目的是将电源的电能稳定地输送到超级电容中进行储存。
以下是超级电容充电电路设计的几个关键原则：1. 电源选择：超级电容的充电电压范围通常在2.5V至3.6V之间，因此需要选择适合的电源供电。
常见的选择有锂电池、太阳能电池等。
2. 充电电流控制：超级电容的充电电流需要控制在合适的范围内，以避免过高的充电电流导致超级电容损坏。
可以通过电流限制电路或电流控制器来实现。
3. 充电电压监测：为了保证超级电容的安全和稳定，需要对充电电压进行实时监测和控制。
可以使用电压监测电路或电压控制器来实现。
4. 充电时间控制：超级电容的充电时间需要控制在合适的范围内，以保证充电效率和超级电容的寿命。
可以通过计时器或定时器来实现充电时间控制。
5. 温度控制：超级电容在高温环境下容易发生失效或损坏，因此需要进行温度控制。
可以通过温度传感器和温度控制回路来实现温度控制。
三、超级电容充电电路设计注意事项在设计超级电容充电电路时，需要注意以下几点：1. 选择合适的电源和电源电压。
电源的电压应该在超级电容的额定电压范围内，同时要保证电源的稳定性和可靠性。
2. 控制充电电流和充电电压。
充电电流不宜过大，以免损坏超级电容；充电电压需要实时监测和控制，以保证超级电容的安全和稳定。
3. 控制充电时间和温度。
充电时间应该控制在合适的范围内，以保证充电效率和超级电容的寿命；温度应该控制在适宜的范围内，以避免超级电容的失效或损坏。
毕业设计(论文)-超级电容器储能控制系统的研究[管理资料]
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超级电容器储能控制系统的研究摘要随着国民经济的发展和科技的进步，人民生活水平的不断提高，无论是工业、农业，还是商业，以及人民的日常生活都对电能质量提出了越来越高的要求。
于是，各种各样的电网补偿元件出现在实际生产中。
由于具有良好的性能，储能元件越来越受到人们的关注。
本文中对超级电容器的储能控制技术系统了研究。
超级电容器是一种新型的储能元件，具有储电能力强，功率密度高的优点，可以快速充放电，而且寿命长，充电反复次数高，是高效实用的储能元件。
文中首先对超级电容器出现的背景进行了说明，并且介绍了超级电容器的结构和原理，并对简单的储能控制技术进行研究。
然后，本文在上文理论基础上建立了简单的超级电容器储能控制系统，研究设计了其中各个模块的构成和作用。
最后，利用MATLAB对该系统的作用进行仿真，得出结论。
结果表明：超级电容器储能控制系统能够很好的提高和改善电网电能质量。
关键词：电能质量；超级电容器；储能控制系统；仿真目录1 绪论..................................................................... １问题的提出.............................................................. １电压质量及其重要性...................................................... １电压干扰的方面........................................................ ２电压质量问题的重要性.................................................. ４引起电压干扰的原因与解决办法............................................ ４引起电压干扰的原因.................................................... ５解决电压质量波动的措施................................................ ５储能设备的发展现状...................................................... ５本章小结................................................................ ６2 超级电容器简介........................................................... ７超级电容器的产生背景.................................................... ７超级电容器的原理及分类.................................................. ７超级电容器的特点........................................................ ８超级电容器的应用........................................................ ８本章小结................................................................ ９3 超级电容器储能系统结构及控制技术....................................... １０超级电容器的等效电路模型.............................................. １０超级电容器储能系统基本理论............................................ １０超级电容器储能控制系统主电路.......................................... １１整流单元的选择........................................................ １１逆变器的选择与控制.................................................... １３逆变器的选择........................................................ １３逆变器的控制方法.................................................... １４DSP控制系统........................................................... １６ ABC-DQ0坐标变换........................................................ １６本章小结.............................................................. １８4 SPWM控制技术.......................................................... １９PWM控制技术........................................................... １９SPWM调制方法.......................................................... １９采样型SPWM法......................................................... ２１自然采样法.......................................................... ２１规则采样法.......................................................... ２２SPWM波形的实现........................................................ ２４模拟调制方法........................................................ ２４ SPWM 芯片控制....................................................... ２４本章小结.............................................................. ２５5 超级电容控制系统的设计................................................. ２６超级电容器控制系统的主电路构成........................................ ２６功率主电路的设计...................................................... ２６DSP控制电路和抗干扰设计............................................. ２７ DSP控制电路的设计理论............................................. ２７ TMS320C5410芯片的基本介绍........................................... ２７ DSP控制电路设计..................................................... ３１..................................................................... ３５ DSP控制系统的抗干扰设计............................................. ３６PI控制器设计......................................................... ３７ PI控制器原理....................................................... ３７ PI调节器的参数整定.................................................. ３８本章小结.............................................................. ３９6 超级电容器控制系统仿真............................................... ４０仿真模型的建立........................................................ ４０滤波器的设计........................................................ ４０ PI控制器设计........................................................ ４１仿真数据.............................................................. ４１结果分析.............................................................. ４２本章小结.............................................................. ４２7 结论................................................................... ４３1 绪论问题的提出随着国民经济的发展和人民物质文化生活水平的不断提高，社会和人民生活对电力需求越来越大，这极大地促进了电力事业的发展，使电网不断扩大，与此同时，用户对供电质量和供电可靠性的要求越来越高，甚至连电源的瞬时中断也不能接受，任何微小的电力问题都会对社会造成无法估计的损失。
《超级电容储能控制系统研究与设计》
《超级电容储能控制系统研究与设计》篇一一、引言随着现代科技的不断发展，对储能技术的需求也日益增强。
其中，超级电容因其高效、快速充电与放电的特点，逐渐在电动汽车、电网调频等重要领域中得到广泛应用。
然而，超级电容储能的效率和安全性依赖于其控制系统，因此对超级电容储能控制系统的研究与设计变得尤为重要。
本文旨在研究超级电容储能控制系统的关键技术和设计思路，以提升超级电容的应用性能和安全性。
二、超级电容储能系统概述超级电容是一种新型的储能器件，其工作原理基于电化学双层电容和法拉第准电容效应。
相较于传统电池，超级电容具有充电速度快、循环寿命长、充放电效率高等优点。
然而，由于超级电容的电压和电流变化迅速，其管理系统的设计需要更精确的控制策略和算法。
三、超级电容储能控制系统研究1. 控制策略研究超级电容储能控制系统的核心是控制策略。
目前，常见的控制策略包括恒流充电、恒压充电、恒温控制等。
这些策略需要综合考虑超级电容的充放电特性、环境温度、负载变化等因素，以实现最优的能量管理。
此外，智能控制算法如模糊控制、神经网络控制等也被广泛应用于超级电容储能控制系统中，以提高系统的自适应性和鲁棒性。
2. 能量管理算法设计能量管理算法是超级电容储能控制系统的关键技术之一。
算法需要实现对超级电容的实时监控、状态评估、剩余能量预测等功能。
通过合理的能量管理算法，可以有效地提高超级电容的充放电效率，延长其使用寿命。
目前，常见的能量管理算法包括基于规则的算法、基于优化的算法和基于学习的算法等。
四、超级电容储能控制系统设计1. 硬件设计超级电容储能控制系统的硬件部分主要包括主控制器、传感器、执行器等。
主控制器负责接收传感器信号，根据控制策略和能量管理算法进行决策，并输出控制信号给执行器。
传感器用于实时监测超级电容的状态，如电压、电流、温度等。
执行器则负责实现主控制器的决策，如开关超级电容的充放电等。
2. 软件设计软件部分主要包括操作系统、控制算法、通信协议等。
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摘要：
超级电容是一种新型的储能元器件，它相比其它储能元器件有很多优势，比如比功率高、充电速度快、放电电流大、使用寿命长、不污染环境等。
其具有很大的发展前景，但由于超级电容个体电压不高，在实际应用过程中就需要将多个超级电容器串并联起来使用。
超级电容在充放电过程中，由于其参数存在离散型，即使是同一型号同一规格的超级电容器在其电压内阻、容量等参数上都存在一定的差异。
这样容易导致某些超级电容器过充或者过放，影响超级电容的使用寿命和系统的稳定性。
同时，超级电容器在充放电过程中，超级电容器电池组两端的电压会逐渐下降，尤其经过长时间大电流放电，电压下降明显，会直接影响负载的工作稳定性。
因此研究超级电容充放电控制电路对提高超级电容的使用寿命和系统稳定性十分重要。
本文主要对超级电容器电池组采取电压均衡和放电稳压就行设计研究。
超级电容器的充放电控制电路有恒压、恒流等。
放电稳压有稳压管稳压、三极管反馈稳压、集成芯片稳压等等方式。
联系到将超级电容用作后备电源，针对实际应用列出了详细的设计步骤和研究方案。
关键词: 超级电容电压均衡放电稳压
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 课题研究背景
当今社会由于石油、煤炭等传统能源日益枯竭，并且这些燃料燃烧对生态环境已经造成了严重的污染。
目前人们研究的层次还是局限于油、气混合动力燃料电池、化学电池的研究。
虽然其研究成果取得了一定的成就但是他们的缺点也日益暴露出来比如：使用寿命短、温度特性差、充放电速度慢、放电电流小、对环境仍有一定的污染等。
所以人们迫切希望能够找到一种绿色环保的储能装置代替传统的储能装置。
而超级电容器是上个世纪80年代初出现的新产品，是一种介于传统电容器和充电电池之间的新型储能器件。
它有其功率高、充电速度快、储存能量大、放电电流大、使用寿命长、免维护等优点。
随着便携式电气设备的普及，超级电容在电动汽车的研发、UPS电源、数码产品电源的发展获得了极大的
应用。
1.1.2 课题研究意义
超级电容器的单体电压不高，一般只有1V—4V，在实际的应用中通常根据需要将超级电容器串并联起来使用。
由于超级电容的离散性，即使是同一规格同一批次生产的超级电容器在其电压、内阻、容量等参数上都存在着差异性，这是由制造过程中工艺和材质不均和机械误差造成的。
而在使用中需要采用串并联的方式提高整体的输出电压和输出电流，由于这种差异性的存在如果直接给超级电容进行充电或者放电很容易造成超级电容的过充或者过放，进而缩短超级电容器的使用寿命，并且影响系统的稳定性。
所以研究超级电容的充放电控制电路对于推动超级电容的发展将起到很大的作用。
同样超级电容器的放电特性与普通电容器一样，随着放电时间的延长，其输出电压是随指数函数下降的，虽然超级电容的容量很大，电压压降幅度小，但微小的电压波动也会影响到整个系统的稳定性。
所以超级电容在放电时也要有稳压升压电路系统。
本次课题设计主要研究以上两个方面及超级电容的充放电控制电路。
1.2 超级电容介绍
1.2.1 超级电容优点
1.高功率应用
超级电容的串联内阻非常低，因此可以应对在需要较大电流放电的环境。
这是其他电池不具备的优势。
2.超级电容的适用电压范围广
目前的电池多数都是在很窄的电压范围内工作。
超出了电池的工作电压就不能够正常使用。
而超级电容的工作电压比较宽，可以面对更多的场合。
3.超级电容绿色环保，不发生化学反应，对环境不会造成污染。
4. 超级电容寿命长
超级电容的电能存储为纯粹的物理变化，因此在电容的使用中，不存在物质的转换，保证了电容的长期使用可靠性，超级电容提供长达10万-50万次的使用寿命。
5. 超级电容维护和保养方便
因超级电容可以低电压使用，所以可以将超级电容器放电至零伏，在存储中可以无电操作，大大降低了超级电容的维护和保养成本。
在带电使用过程中，只要保证在额定电压下工作，级别不需要做维护保养。
6. 超级电容适用温度范围宽
超级电容有很好的温度适用性，可以在较低的温度正常使用。
乃至在-40度的情况下仍可正常使用，解决了多数电池在低温情况下失效的问题。
1.2.2 超级电容的发展现状
21世纪，随着全球气候变暖，资源短缺，全世界很多国家都在开发新的绿色环保能源，而超级电容生产所用的材料普遍是绿色环保的。
因此超级电容作为一种新型的环保储能元器件正在被越来越多的国家所研究和生产。
超级电容器从诞生到现在，已经历了三十多年的发展历程。
目前，微型超级电容器在小型机械设备上得到广泛应用，例如电脑内存系统、照相机、音频设备和间歇性用电的辅助设施。
而大尺寸的柱状超级电容器则多被用于汽车领域和自然能源采集上，并可预见在该两大领域的未来市场上，超级电容器有着巨大的发展潜力。
国外研究超级电容器起步较早，技术相对比较成熟。
他们均把超级电容器项目作为国家级的重点研究和开发项目。
美国、日本、韩国等国家一直致力于开发高比功率和高比能量的超级电容器。
在超级电容器的研究中，许多工作都是开发在各种电解液中又叫高比能量的电极材料。
目前应用超级电容器的材料主要有碳基材料、金属氧化物及水合物材料和导电聚合物材料三种。
近几年来，由于看好超级电容的大好发展前景，中国一些公司也试探进入这一领域，并且已经具备了一定的技术研发实力。
1.2.3 造成超级电容不均压的影响因素
在对串联超级电容电池组进行充电的过程中，由于各单体电容器之间存在的差异，会导致各电容充电速率不同，使得单体电容两端电压不均衡，最终导致电容过充过放，影响超级电容的寿命和电路的稳定性。
1.3 论文内容安排。