超级电容器是一种介于电池和静电电容之间的新型储能元件,其功率密度比电池高数十倍,能量密度比静电电容高数十倍。具有充放电速度快、对环境无污染、循环寿命长等优点,有希望成为21世纪的新型绿色能源。 设计了一个主回路以BUCK降压电路为主,控制回路以单片机89C51为核心的超级电容器充放电测试系统,用于测试超级电容器充放电性能。本系统通过检测超级电容器的端电压、电流和温度,并将采集到的信号由ADC0809转换为数字信号,送入89C51分析处理后,再经DAC0832输出,调节脉宽调制器TL494的电压信号,调整PWM的输出值,控制BUCK转换电路中MOSFET功率开关的占空比,从而改变输出直流电压的大小,实现恒流控制。超级电容器充电方法采用分阶段恒流充电,依照充电状态的不同,适时调整充电电流大小,避免过充电造成超级电容器损害。在其控制方法和实现手段上,主要通过单片机的设定值与实测值的比较来控制电路的输出,也可以通过模糊控制技术来实现,并用MATLAB进行了仿真实验,仿真结果证明采用模糊控制能够取得更好的效果。在整个系统的保护功能方面,采用了过压、过流以及过热等的保护方法,实现软硬件对系统的保护。 利用本测试系统可以对超级电容器进行恒电流充放电,其充放电曲线基本上呈现线性。模糊控制能针对电容器充电状态的不同,适时给予不同的充电电流,不至于发生大电流过充造成超级电容器受损的情况,确保使用寿命。 解决了系统的电磁兼容,从而能够保证系统能够安全可靠地工作。在电路装置硬件电路、软件以及印制电路板设计中所采取了一些抗干扰措施,可以有效地预防一些干扰带来的误差,提高了系统的可靠性和稳定性。