串联超级电容器组开关电感通断法均衡研究
2019-07-27 09:04:49 点击：
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4实验结果分析
均衡实验照片见图4。图5为电容量分别为6.45F和7.9F的两只超级电容器在恒压源为13.4V，充电电阻为20Ω无电压均衡电路充电时的电容电压实验波形。充电结束时候，单体的电压差为1.2V。
电感值为3.3mH,开关频率为1.2kHz的开关电感电压均衡模块启动时的实验结果见图6，在均衡电路的作用下，充电结束时候，单体的电压差别为0.08V，且均衡点的电压可以根据需要进行调整。图7为开关电感均衡模块动后26s内超级电容电压实验波形，从图7中可以看出，电容电压从不均衡状态到达均衡状态仅为16s。
该次实验结果与仿真结果相比，仿真结果超级电容器组均衡时单体电压差为零，实验结果超级电容器组均衡时单体电压差为0.08V，这是因为对于DSP驱动电路需要将均衡点电压差设置为一个大于0的数。
均衡速度实验结果与仿真结果均衡速度均为秒级，但是数值上有差距。因为超级电容器实际电容器充放电特性非常复杂，具有多个时间常数，更具体地说具有分布电容和电阻。但为分析问题的方便，做仿真时将其设定为简单的电阻和电容串联的简化模型。基于简化模型可以很好的代表超级电容器的主要特征，由此可推断出有用的结论而无需增加不必要的复杂性。
5结语
笔者首先从电路知识出发，分析了开关电感均衡的过程，并以此为基础确定了开关占空比的工作范围，通过计算推导出开关频率f与电感L的关系式。
然后根据前面的计算结果，结合控制电路进行了仿真，由仿真结果选择了主电路各功率元件的参数。
最后介绍了主电路和控制系统软硬件各部分的功能及实现方法，完成了超级电容器开关电感法电压均衡实验，得到了比较理想的均衡效果和均衡速度。