级电容储能模块的设计闽南理工学院毕业设计充电电路设计稳压输出电路太阳能超级电容开关电源整体设计结束语参考文献致谢闽南理工学院毕业设计第章绪论课题背景及目的随着经济的发展和社会的进步，人们对能源提出了越来越高的要求，寻找新能源已成为当前人类面临的迫切课题。

由于太阳能发电具有火电水电核电所无法比拟的清洁性安全性资源的广泛性和充足性，太阳能被认为是二十世纪最重要的能源。

太阳能是种清洁高效的可再生能源。

在阳光充足的白天，屋顶的光伏电池将太阳能转化成电能，供人们在夜晚使用。

据专家预测，到年，全球的光伏发电量将占世界总发电量的，年后将成为世界能源的支柱。

太阳能的存储是太阳能产品发展的关键，目前主要采用各种电池，但是电池的充电时间长寿命短以及不环保直是太阳能产品发展的瓶颈，而超级电容器作为种充电快寿命长绿色环保型储能元件，它给太阳能产品的发展带来了新的活力。

超级电容物理过程的储能特性，决定了它与电池的结合在太阳能有天然的应用优势，吸收早晚间阴雨天等电池不能吸收的弱小的不稳定的太阳能。

从而让电池里保持更多的电能，从电池寿命维持的特性上来说，保护了电池，延长电池的使用寿命，增强了整个太阳能系统的稳定性，达到了节能环保的目的。

超级电容与电池结合使用的原理是，利用超级电容可以吸收弱小电流的特点，在太阳能板产生的电流不够大时，先向超级电容进行充电，然后控制超级电容里的电能稳定地充进电池。

通过将电池不能吸收的电能补充到电池里，保证了电池有足够的电能提供给设备使用，从而保证了电池的寿命，达到保证太阳能系统稳定性的目的。

使用了超级电容与电池结合的容电复合方案，可以有以下几个优势可以将目前电池只有不到年的野外使用寿命延长到年以上。

可以保证系统的正常工作时间超过原有系统以上。

成本基本上不会有太大的变化。

超级电容本身具有以下几个明显优势第章绪论大小电流充放电速度快容量大与传统电容相比寿命长免维护超级电容器能反复充万次以上环保高低温特性好度到度整体使用维护成本低节能，能量转换率高可吸收弱小电流所以，将超级电容作为太阳能设备系统的储能装置，是个非常不错的选择。

超级电容实现了真正的低碳环保，超级电容本身的生产回收材料都是环保的。

使用超级电容作为太阳能设备系统的储能装置，符合国家的节能减排指示。

使用超级电容作为储能器件，可以适当降低太阳能板的使用数量，减少太阳能板的生产能耗。

超级电容的能量转换效率高，可以高达以上，使太阳能板转换下来的电能得到充分利用。

电池的充放电平均效率低于。

超级电容的温度特性好，在零下度甚至更低的低温下也可以正常使用，这特性决定了它能满足中国东西南北巨大的温度差异地域的使用。

电池所储能量在温度低于度时，已经放电困难当温度低于零下度，基础上就放不出电能了。

使用超级电容作为储能装置的太阳能设备系统，可以不用再去维护储能装置，降低维护更换电池的费用。

超级电容本身的使用年限超过年，在低温情况下使用还可以超过年其充放电次数更是高达万次以上。

这就表明整个太阳能设备系统的储能装置可以终身免维护使用，从而达到降低成本的要求。

由于超级电容可以吸收所有的由太阳能板产生的电能，所以不管是早晚间还是阴雨天的弱小电流，都可以被吸收存储起来。

充足的电能，保证了整个太阳能设备全天候的正常工作。

近年来，在许多领域种越来越多地应用到开关电源。

例如邮电通讯军事设备交通设备仪器设备工业设备家用设备等方面。

并且开关电源在这些取得显著效益。

全球有定规模的开关电源制造厂商约多家。

开关电源能够如此迅速的发展，最主要的原因还是来源于巨大的市场需求。

此外，磁性材料电子器件控制理论变换技术等技术的发展以及仿真软件的不断涌现与完善，使得开关电源的研发水平和制造水平大大提高，由此电源开关具有了高功率密度高可靠性高效等特点。

这些都极大地推动了开关电源的发展和完善。

可以说，开关电源处于电源技术的核心地位，它是在新型功率器件新型电路拓扑不断出现的条件以及实际需要的推动发展起来的。

因此研究开关电源具有很好的科研价值和经济价值。

国内外研究状况国内外超级电容的发展现状超级电容器的发展始于世纪年代，起先被认为是种低功率低能量长使用寿命的器件。

但到了世纪年代，由于混合电动汽车的兴起，超级电容器才受到广泛的关注并开始迅速发展起来。

现今，大功率的超级电容器被视作种大功率物理二次电源，各发达国家都把对超级电容器的研究列为国家重点战略研究项目。

目前，超级电容器在电力系统中的应用越来越受到关注，如基于双电层电容储能的静止同步补偿器和动态电压降低，当超级电容释放储能的的能量时，其端电压将下降到初始电压的。

因此需要相应的升压控制电路避免由于超级电容阵列电压的降低影响负载的正常运行，提高超级电容储能的利用率。

我们采用公司的升压型芯片。

具有很宽的输入输出电压范围，它可以将的输入电压升高到输出，同时，由于其采用了低至的电流检测电压和公司特有的空闲模式，转换效率高达以上，具有最高的电流输出能力，升压电路如图所示。

图稳压输出电路电路图为固定频率，电流反馈型控制器，内部采用双极型多输入比较器，可同时处理输出误差信号电流检测信号和斜率补偿信号，由于省去了传统的误差放大器，从而抑制了由误差放大产生的相移。

能够驱动多种类型的沟道，这里选择的是。

由于芯片工作在以上的高频状态，所以二极管应选取可高速关断的肖基特二极管，这里选择的是。

超级电容以个串联，组并联的方式构成。

每个超级电容的能量输出为其中，为芯片的最低启动电压。

故超级电容阵列的能量总输出为，超级电容阵列的容量为本超级电容替代模块的容量为，最大输出电流为，若要扩大其应用范围只需要改变超级电容的串并联数量和相应的芯片即可。

太阳能超级电容开关电源整体设计太阳能超级电容开关电源整体电路设计流程图如图所示。

它包括基于的智能太阳能充电系统，充电电路，超级电容储能模块，稳压输出电路，高频开关电源模块等。

图太阳能超级电容开关电源整体电路设计流程图基于的智能太阳能充电系统充电电路超级电容储能模块稳压输出电路高频开关电源模块闽南理工学院毕业设计第章结束语太阳能作为种新型的优秀能源，由于其清洁性安全性资源的广泛性和充足性，在使得太阳能成为未来最重要的能源之。

而将太阳能与超级电容相结合，则更加强了太阳了再实际生产生活中的应用能力。

开关电源在电子设备电力设备和通信系统的直流供电中得到广泛应用，高频开关电源中，变换是其核心。

随着半导体技术的发展，高集成度，功能强大的大规模集成电路不断出现，使电子设备不断缩小，重量不断减轻，相应地要求系统供电电源的体积和重量相应减小，如何减小电源的体积是开关电源研究的个方向这需要研究变换器的拓扑结构，新的材料，高性能的电子元器件等。

另个方面，开关电源在电信机房，电力系统中的应用，主要是如何保证其具有尽可能高的效率，安全可靠，长期运行。

此类电源，在设计时应充分考虑其转换的拓扑结构，使开关管有尽可能高的利用率，尽量少的发热和电流电压冲出，抑制电磁干扰，充分的保护。

使电源具有智能化，实现遥测遥控和远监控的功能。

本研究就是将太阳能，超级电容，开关电源三者结合，结合三者之所长。

今后的工作是不断提高太阳能的利用率以及进步加强模块的智能化，强化保护功能。

完善热拨插功能在多模块使用时，自动实现多模冗余能力，同时提高均流能力。

闽南理工学院毕业设计第章参考文献张步涵，王云玲，曾杰超级电容器储能技术及应用水电能源科学期刘健，陈志明。

开关电容变换器的最佳控制方法。

电子学报，期张慧研，齐智平超级电容器储能电源的设计分析电源技术，期卢琳，殳国华，张仕文基于的智能太阳能充电系统研究电力电子技术，期赖后翔高频开关电源模块的研究湖南大学，互联网替代蓄电池的超级电容储能模块设计电子工程世界，徐久玲，谢云祥，彭军开关电源的新技术与发展前景电气时代，期互联网超级电容在太阳能路灯设计中的应用电子工程网，闽南理工学院毕业设计致谢这次毕业论文能够得以顺利完成，并非我人之功劳，是所有指导过我的老师，帮助过我的同学和直关心支持着我的家人对我的教诲帮助和鼓励的结果。

我要在这里对他们表示深深的谢意，感谢我的指导老师王健老师，没有您的悉心指导就没有这篇论文的顺利完成。

感谢辅导员张秋萍老师，四年的生活相处不久，却从您身上学到了太多，必将终身受益。

感谢所有教授过我课程的闽南理工的老师们，是你们诲人不倦才有了现在的我。

感谢我的父母，没有你们，就没有我的今天，你们的支持与鼓励，永远是支撑我前进的最大动力。

感谢身边所有的朋友与同学，谢谢你们四年来的关照与宽容，与你们起走过的缤纷时代，将会是我生最珍贵的回忆。

感谢所有校园里认识的和不认识的人，来过的和走了的人，愿你们珍惜握在手里的现在。

最后对老师，同学和家人再次致以我最衷心的感谢，马上就要走出校门，闽南理工学院毕业设计走上工作岗位，我将带着你们所传授的技能，带着你们对我的关心和爱护，努力地去打拼，去奋斗，多谢你们，闽南理工学院毕业设计太阳能超级电容的实验室用开关电源设计系别电子与电气工程系专业电子信息工程电子工程方向班级学号学生姓名周明辉指导教师王健职称教授年月日教务处制，太阳能超级电容的实验室用开关电源设计周明辉电子与电气工程系毕业设计原创性声明本人郑重声明所呈交的毕业设计是我在导师的指导下进行研究所取得的研究成果。

据我所知，除了文中特别加以注明引用的内容外，本设计不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本设计的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明，并表示了谢意。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名日期年月日毕业设计版权使用授权书本设计作者完全了解学院有关保留使用毕业设计的规定，同意学院保留并向国家有关部门或资料库送交毕业设计的纸质版和电子版，允许毕业设计进入学院图书馆被查阅和借阅，本人授权闽南理工学院可以将我的毕业设计的全部或者部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印缩印或者扫描等复制手段保存和汇编本毕业设计。

保密在年解密后适用本授权书本设计属于不保密。

请在以上相应的方框内打作者签名日期年月日指导教师签名日期年月日毕业设计答辩小组成员名单姓名职称单位备注组长闽南理工学院毕业设计太阳能超级电容的实验室用开关电源设计摘要太阳能的存储是太阳能