WM电平，通过高频变压器模块进一步对供电模块升降压；所述主控电路模块由隔离输入模块、继电器输出模块、PWM输出模块、故障保护模块、主控芯片、人机交互模块和RS232通信模块组成，所述由隔离输入模块和继电器输出模块为功能扩展作用，能够增加模块的提供接口 ；所述PWM输出模块通过调节PWM的占空比可达到电路升降压的目的，能控制SEPIC主电路模块；所述故障保护模块用于系统过压、欠压、过流、高温时切断输入保护系统；所述人机交互模块包括数码管显示和按键部分，通过调节按键的状态可使数码管在电压、电流和温度显示之间自由切换；所述RS232通信模块能将数据传输到上位机监控模块，建立主控电路模块与上位机监控模块之间的连接，达到TTL电平与232电平之间的转换；所述上位机监控模块上设有RS232接口、数据库软件和电容器智能充电系统监控软件，上位机监控模块通过RS232接口向主控电路模块发送数据请求命令，主控电路模块接到命令会将所采集到的数据信号通过RS232接口传输到上位机监控模块，上位机监控模块实时显示并将数据存储到数据库。
[0014]本实施方式中，所述供电模块可以为蓄电池或直流电源，由于SEPIC电路具有升降压的特性，供电模块的电压允许范围较大，可在不同电压等级系统中应用。
[0015]本实施方式中，所述SEPIC主电路模块后连接高频变压器模块，保证了 SEPIC主电路模块升压倍数不受限。
[0016]本实施方式中，所述供电模块经过DC/DC转换模块转换供电给主控电路模块；另一面也给电容器充电，所述SEPIC主电路模块和高频变压器模块组成两级放大电路，为电容器提供充足的充电电流和电压，所述高频变压器模块的原边和SEPIC主电路模块相互耦合，共同受到IGBT驱动模块的作用。
[0017]本实施方式中，所述高频变压器模块连接电流传感器，所述电流传感器连接电压传感器，所述电压传感器连接电容器，所述电容器连接温度传感器，所述温度传感器、电压传感器、电流传感器还连接A/D转换模块，通过电流传感器、电压传感器、温度传感器分别对电容器上的电流、电压、温度进行采样，再传输到A/D转换模块将采集到的模拟信号转换成数字信号送给主控电路模块，通过主控电路模块的处理，产生不同占空比的PWM信号作用于IGBT驱动模块，进而控制SEPIC主电路模块的输出，达到闭环控制的目的；为保护电容器的充电电压、电流和温度，系统还包括上位机监控模块，对电容器的状态进行监控，保证了充电可靠性。
[0018]本实施方式中，所述SEPIC主电路模块的输入级电感和电容是储存能量的主要器件，采用带铁心的变压器作为输入级的电感，采用多个小电容并联的方式提高了电能储存和转换效率，将输入级电容末端引出作为高频变压器模块的原边输入，输出级电容的末端接高频变压器模块的副边，通过两级升压，保证了电容器的充电能力。
[0019]本实施方式中，所述主控电路模块由隔离输入模块、主控芯片、继电器输出模块、PWM输出模块、故障保护模块、人机交互模块和RS232通信模块组成，所述主控芯片为ARM内核的单片机STM32F103RBT6，此芯片集成集成A/D转换、PWM控制、串行通信多个功能，引脚多达64个，满足系统需求，所述隔离输入模块和继电器输出模块都用于扩展功能，使之在不改变主电路的前提下应用在更多的领域；PWM输出模块能产生三路PWM信号，一路用于控制SEPIC主电路模块的输出，另外两路用于电容器的均衡控制；在系统发生短路、过压、过流、高温等故障时故障保护模块能及时切断输入，有效保护电容器；在现场调试时人机交互模块对电容器电压、电流、温度等数据切换显示；所述RS232通信模块为系统与上位机模块提供通信接口，使系统能够将采集到的数据保存、分析和预测，提高系统可靠性。
[0020]本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.基于SEPIC电路的电容器智能充电系统，包括主电路和控制电路，其特征在于:还包括电流传感器、电压传感器、电容器、温度传感器，所述主电路包括供电模块、SEPIC主电路模块、高频变压器模块；所述控制电路包括主控电路模块、DC/DC转换模块、A/D转换模块、IGBT驱动模块和上位机监控模块，所述供电模块连接SEPIC主电路模块和DC/DC转换模块，所述SEPIC主电路模块连接高频变压器模块，所述高频变压器模块连接电流传感器，所述电流传感器连接电压传感器，所述电压传感器连接电容器，所述电容器连接温度传感器，所述温度传感器、电压传感器、电流传感器还连接A/D转换模块，所述A/D转换模块连接主控电路模块，所述DC/DC转换模块也连接主控电路模块，所述主控电路模块还连接IGBT驱动模块，所述IGBT驱动模块连接SEPIC主电路模块，所述上位机监控模块连接主控电路模块；所述主控电路模块包括隔离输入模块、继电器输出模块、PWM输出模块、故障保护模块、主控芯片、人机交互模块和RS232通信模块，所述主控芯片分别连接隔离输入模块、继电器输出模块、PWM输出模块、故障保护模块、人机交互模块和RS232通信模块，所述主控芯片为ARM内核的单片机STM32F103RBT6。2.根据权利要求1所述的基于SEPIC电路的电容器智能充电系统，其特征在于:所述供电模块可以为蓄电池或直流电源，由于SEPIC电路的升降压特性可在不同电压等级系统中应用。3.根据权利要求1所述的基于SEPIC电路的电容器智能充电系统，其特征在于:所述上位机监控模块还设有数据存储和监控的功能。
【专利摘要】本发明公开了基于SEPIC电路的电容器智能充电系统，包括主电路、控制电路、电流传感器、电压传感器、电容器、温度传感器，主电路由供电模块、SEPIC主电路模块、高频变压器模块组成；控制电路由主控电路模块、DC/DC转换模块、A/D转换模块、IGBT驱动模块和上位机监控模块组成，通过SEPIC主电路模块的高效转换效率和输出可调使得电容器充电时间缩短，充电速度快；高频变压器模块弥补了SEPIC主电路模块升压不足的缺陷，采用大电流恒流后恒压的方式使电容器充电时间大大缩短，主控电路模块和上位机模块通信使系统参数能在线修改，在线监测，提高了电容器充电的可靠性。
【IPC分类】H02J7/00
【公开号】CN105429201
【申请号】CN201510773142
【发明人】洪光, 曲鹏, 傅冠生, 詹娜
【申请人】宁波市江北九方和荣电气有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月13日