超级电容及双向DC-DC变流器储能装置检测保护与显 示电路的研究设计
《超级电容及双向DC-DC变流器储能装置检测保护与显 示电路的研究设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《超级电容及双向DC-DC变流器储能装置检测保护与显 示电路的研究设计（92页珍藏版）》请在文档大全上搜索。
1、华北科技学院毕业设计（论文）华 北 科 技 学 院 2009 届本科毕业设计（论文）论文题目：超级电容及双向DC-DC变流器储能装置检测保护与显 示电路的研究设计 学生姓名： 学 号： 系(部、院)： 电子信息工程学院 专 业： 自动化 班 级： 指导教师： 张全柱 2013年 3月 18日 目 录设计总说明VDesign General DescriptionVII1 绪 论11.1研究背景与课题意义11.2 超级电容储能系统综述21.3 双向DC-DC变流器综述21.4本文研究内容和章节安排22 超级电容及DC-DC变流器储能装置的检测保护与显示电路的总体设计32.1 双向DC-DC变流器
2、拓扑结构总体设计概述32.1.1 地铁接触网42.1.2单模块多通道并联 Buck-Boost 双向 DC-DC 变换器42.1.3 超级电容器组62.1.4 各种工作状态下的能量流动62.2双向DC-DC变流器控制系统的总体设计72.2.1 硬件控制系统总体设计72.2.2 软件控制系统总体设计82.3 本章小结103 超级电容器的储能原理及充放电特性的研究设计113.1 超级电容的原理简介113.2超级电容的充放电特性133.3超级电容优缺点分析163.3.1超级电容优点183.3.2超级电容缺点183.4 本章小结174 双向DC-DC变流器主电路检测与保护的研究设计174.1主电路的各
3、种控制器件174.1.1电压传感器184.1.2电流传感器184.1.3温度传感器194.1.4 隔离开关204.1.5 接触器214.1.6 风机继电器224.1.7 熔断器224.1.8 分流器224.2 主电路的技术要求234.2.1 主电路的技术要求234.2.2基于主电路技术要求的参数计算244.2.3其他技术要求264.3 主电路检测电路分析274.3.1电压检测电路分析274.3.2 电流检测电路分析284.3.3 温度检测电路分析.294.3.4 状态检测电路分析.304.3.5 参数计算314.4 主电路调理电路分析 324.4.1 电压调理电路分析324.4.2 电流调理电
4、路分析334.4.3 参数计算334.5 主电路保护电路分析334.5.1过流保护电路分析344.5.2电容保护电路分析344.5.3短路保护电路分析374.5.4故障保护电路分析374.5.5系统抗干扰保护电路分析374.6 本章小结.395基于数字信号处理器DSP320F2812的实时显示电路的研究设计405.1 数字信号处理器DSP320F2812简介405.2 TMS320F2812外围硬件电路415.2.1电源电路415.2.2复位与电源监控电路425.2.3 声光报警电路435.2.4 14独立式按键电路435.2.5 PS2接口电路435.2.6 SO12864液晶接口电路445
5、.2.7 RS232接口电路445.2.8 USB接口电路445.2.9 CAN接口电路455.2.10 网络控制器接口电路455.3 数据采集的实现465.3.1 TMS320F2812A/D转换单元概述465.3.2 A/D转换程序设计475.4 液晶SO12864显示电路设计505.4.1 液晶SO12864概述505.4.2 引脚说明505.4.3 主要技术参数515.4.4 时序图515.4.5 命令汇总525.4.5 本系统软件流程图545.4.6 显示界面仿真结果575.5 开发环境简介365.5.1 CCS软件简介375.5.2 CCS项目组成375.5.3 CCS使用375.
6、6 本章小结376 硬件PCB板的研究设计376.1制作硬件原理图及PCB板的一般步骤376.2本章小结377全文总结与展望 768参考文献77附录177附录277致谢82设计总说明能源作为现代社会发展不可或缺的主要推动力之一,不论在工业生产还是人民生活中都扮演着重要的角色，然而随着石油等不可再生能源的日渐枯竭,人类社会正面临着深刻的能源危机问题,整个社会经济发展模式必须向高能效、低能耗和低排放的模式转变,这已经成为人类社会发展的必然趋势。并且随着经济的发展，人类对电力的质量和可靠性的要求越来越高。而未来电网面临的一个重要问题是电网发电和电网负荷的不平衡，因而在用户负荷端加载储能系统解决电能供
7、需不平衡是一件很有意义的事情。本文提出一种基于超级电容的双向DC-DC变流器的储存装置，这种装置不同于传统的能耗式制动方式，它可以尽可能多的吸收城市轨道交通的制动能量，并且结构简单，易于环保，可靠性高，具有很好的发展前景。本文是对超级电容及双向DC-DC储存装置检测保护与显示电路的关键技术的研究设计，并给出了大量的实验验证和参数计算。首先，对超级电容及双向DC-DC变流器储存装置检测保护与显示电路的总体设计及优化进行研究。以单模块多通道并联 Buck-Boost 双向 DC-DC 变换器代替传统的DC-D C变换器，得到一种基于隔离型多重化拓扑的斩波电路方案，并结合实际模拟城轨接触网，分析了分
8、别在Buck和Boost两种模式的下的电路波形及能量流动情况；在这种基础上还对此装置进行了总体硬件控制电路设计和总体软件流程图的设计。其次，对超级电容储存原理及充放电特性进行了研究。主要介绍了超级电容的双电层原理，结合工程应用和动态特性对超级电容的等效电路模型进行了优化设计，又分析了超级电容在不同模式下的充、放电特点及用途，并通过参数计算及超级电容的充、放电波形验证了其充、放电时间，电压，能量及效率等重要参数。第三，对主电路的检测、调理及保护的关键技术进行了研究。分析了电压、电流、温度传感器等检测元件的电气特性，并计算了主电路的主要技术参数，给出了电压、电流等检测电路的设计电路图、元器件选型及
9、参数计算；为了易于参数选择和电路稳定设计了基于两级集成运放的调理电路，并进行了参数计算；再考虑到电路能够正常运行的基础上，设计了过流保护电路，电容保护电路，短路保护电路，故障保护电路及系统抗干扰保护电路等，并对其运行原理和优缺点进行了分析。最终，得出了经采样、调理电路所要的数据。最后，对基于数字信号处理器DSP320F2812的实时显示电路进行了研究设计。通过搭建了基于TMS320F2812芯最小系统及串行通信模式下的S012864液晶接口电路等硬件模块，同时给出了基于开发环境CCS3.3下的C语言编程，通过对大量实验和理论数据的对比分析和总结结果，得出了实验仿真结果，验证了本文提出的主电路检
10、测、调理和控制显示的可行性与正确性。关键词：超级电容，双向DC-DC变流器，传感器，TMS320F2812General description of the designEnergy as an integral part of the development of modern society, one of the main driving force, both in industrial production is still in peoples lives play an important role, but with the oil and other non-renewab
11、le energy depleting, human society is facing profound energy crisis, the entire socio-economic development model must be energy-efficient, low energy consumption and low emissions paradigm shift, it has become an inevitable trend of development of human society. And with the economic development, hu
