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.doc

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 V Design General Description VII 1 绪 论 1 1.1研究背景与课题意义 1 1.2 超级电容储能系统综述 2 1.3 双向DC-DC变流器综述 2 1.4本文研究内容和章节安排 2 2 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 3 2.1 双向DC-DC变流器拓扑结构总体设计概述 3 2.1.1 地铁接触网 4 2.1.2单模块多通道并联 Buck-Boost 双向 DC-DC 变换器 4 2.1.3 超级电容器组 6 2.1.4 各种工作状态下的能量流动 6 2.2双向DC-DC变流器控制系统的总体设计 7 2.2.1 硬件控制系统总体设计 7 2.2.2 软件控制系统总体设计 8 2.3 本章小结 10 3 超级电容器的储能原理及充放电特性的研究设计 11 3.1 超级电容的原理简介 11 3.2超级电容的充放电特性 13 3.3超级电容优缺点分析 16 3.3.1超级电容优点 18 3.3.2超级电容缺点 18 3.4 本章小结 17 4 双向DC-DC变流器主电路检测与保护的研究设计 17 4.1主电路的各种控制器件 17 4.1.1电压传感器 18 4.1.2电流传感器 18 4.1.3温度传感器 19 4.1.4 隔离开关 20 4.1.5 接触器 21 4.1.6 风机继电器 22 4.1.7 熔断器 22 4.1.8 分流器 22 4.2 主电路的技术要求 23 4.2.1 主电路的技术要求 23 4.2.2基于主电路技术要求的参数计算 24 4.2.3其他技术要求 26 4.3 主电路检测电路分析 27 4.3.1电压检测电路分析 27 4.3.2 电流检测电路分析 28 4.3.3 温度检测电路分析. 29 4.3.4 状态检测电路分析. 30 4.3.5 参数计算 31 4.4 主电路调理电路分析 32 4.4.1 电压调理电路分析 32 4.4.2 电流调理电路分析 33 4.4.3 参数计算 33 4.5 主电路保护电路分析 33 4.5.1过流保护电路分析 34 4.5.2电容保护电路分析 34 4.5.3短路保护电路分析 37 4.5.4故障保护电路分析 37 4.5.5系统抗干扰保护电路分析 37 4.6 本章小结. 39 5基于数字信号处理器DSP320F2812的实时显示电路的研究设计 40 5.1 数字信号处理器DSP320F2812简介 40 5.2 TMS320F2812外围硬件电路 41 5.2.1电源电路 41 5.2.2复位与电源监控电路 42 5.2.3 声光报警电路 43 5.2.4 1×4独立式按键电路 43 5.2.5 PS2接口电路 43 5.2.6 SO12864液晶接口电路 44 5.2.7 RS232接口电路 44 5.2.8 USB接口电路 44 5.2.9 CAN接口电路 45 5.2.10 网络控制器接口电路 45 5.3 数据采集的实现 46 5.3.1 TMS320F2812A/D转换单元概述 46 5.3.2 A/D转换程序设计 47 5.4 液晶SO12864显示电路设计 50 5.4.1 液晶SO12864概述 50 5.4.2 引脚说明 50 5.4.3 主要技术参数 51 5.4.4 时序图 51 5.4.5 命令汇总 52 5.4.5 本系统软件流程图 54 5.4.6 显示界面仿真结果 57 5.5 开发环境简介 36 5.5.1 CCS软件简介 37 5.5.2 CCS项目组成 37 5.5.3 CCS使用 37 5.6 本章小结 37 6 硬件PCB板的研究设计 37 6.1制作硬件原理图及PCB板的一般步骤 37 6.2本章小结 37 7全文总结与展望 76 8参