邓 莹，王林凤，蒋 猛

(西南大学 工程技术学院，重庆400716)

大功率超级电容智能充电机的设计*

邓 莹，王林凤，蒋 猛

(西南大学 工程技术学院，重庆400716)

针对大功率超级电容充电特点和要求，利用高频开关电源技术，设计了一种三相交流输入的大功率智能充电机。采用全桥变换器作为主电路的主要拓扑结构，由IGBT专用驱动芯片驱动，利用软开关技术控制前后桥臂，同时设计欠压、过流、过热、短路、过压、缺相等保护电路和CAN通信接口，具有充电系统故障自诊断功能，充电过程与电池状态参数的存储、上传显示、历史数据查询等功能，实现智能充电和自动化管理；实验测试了充电机不同工作模式下的充电稳定精度和不同输出功率下的充电效率，结果表明充电机工作稳定可靠，充电效率高，满足超级电容对充电设备的要求。

超级电容；大功率；智能充电

0 引言

超级电容是一种免维护的绿色储能元件，功率密度大而循环充放电次数多，可以在短时间内大电流充放电，近年来逐渐应用于电动汽车、城市轨道交通等领域[1-2]。虽然超级电容的应用研究有很多，包括充放电特性、充电效率、充电系统等，但专门研究针对应用于大功率场合的超级电容充电机的文献依然偏少。大功率开关电源工作时，高频、大电流开关状态会导致严重的电磁干扰，不仅给电网带来污染，还会影响控制电路的稳定工作；而且大功率输出时，开关损耗严重，功率降低，效率下降[3-4]。

本文设计了一种基于开关电源的大功率超级电容智能充电机，以三相交流电为输入电源，充电机最大输出功率为20 kW，最大充电电流为200 A，适用于以超级电容为储能元件的校园电动车、城市观光旅游车等充电。……