CN104184198B - 基于stm32f407ig的超级电容充电器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于STM32F407IG的超级电容充电器，由电源、buck主电路、驱动电路、ARM、保护电路、放大电路、采样滤波电路组成。其中采用buck降压斩波电路，为一个直流电源输入，MOSFET、二极管D1、电感L1和电容C1构成的斩波电路。buck主电路和超级电容器相连，为其充电；驱动电路与buck主电路连接，构成斩波电路。ARM与超级电容通过保护电路连接，ARM与驱动电路连接，输出信号控制驱动电路；buck主电路通过与采用滤波电路连接来给ARM反馈信号，采样滤波电路和放大电路相连，放大电路和ARM相连。本发明采用以STM32F407IG为控制核心，实现PWM的输出，TLP521驱动MOSFET，能够简化硬件电路，并提高控制精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种充电器,尤其涉及一种基于STM32F407IG的超级电容充电器。
背景技术
超级电容器是近年发展起来的一种新型储能元件,与常规电容器相比具有更大的比能量，与传统的蓄电池相比具有更大的比功率和循环使用寿命，具有功率密度高、寿命长、无需维护及充放电迅速等特性，由于其性能优越，越来越多地运用于电子线路中作为存储设备的后备电源。
由于超级电容器具有单体电压低，对电压比较敏感，容量高，可以大电流充电等特性，对充电器的要求也比较高。现在市场上还没有适用于超级电容器大电流充电的充电器，且各个超级电容器组串联的单体数量不一样，充电电压要求也不一致，一般的充电器不能满足其充电要求。
发明内容
本发明的目的是为提供一种安全可靠的超级电容充电器对超级电容进行充电。
本发明的目的是这样实现的：
本发明基于STM32F407IG的超级电容充电器，由电源、buck主电路、驱动电路、ARM、保护电路、放大电路、采样滤波电路组成。其中采用buck降压斩波电路，为一个直流电源输入，MOSFET、二极管D1、电感L1和电容C1构成的斩波电路。buck主电路和超级电容器相连，为其充电；驱动电路与buck主电路连接，构成斩波电路。ARM与超级电容通过保护电路连接，ARM与驱动电路连接，输出信号控制驱动电路；buck主电路通过与采用滤波电路连接来给ARM反馈信号，采样滤波电路和放大电路相连，放大电路和ARM相连。
系统工作的流程是：首先进行各个子程序和电流电压等数据的初始化，并且设定系统的初始值。主要包括：头文件；常、变量；函数声明；ADC、GPIO端口、定时器、DMA、PWM、中断向量表等系统初始化；中断子程序等。主程序中主要根据电压电流采样结果判断程序是进入恒流充电阶段还是恒压充电阶段，并在各自充电阶段调用电流或电压PI调节子程序，并产生PWM波的占空比，最后调用PWM子程序，产生PWM波。
本发明的优点和效果：
(1)本发明采用以STM32F407IG为控制核心，实现PWM的输出，TLP521驱动MOSFET，能够简化硬件电路，并提高控制精度。
(2)本发明中设置了恒流恒压阶段的转换判断方法，以及在各自阶段内PI控制算法的设计和PI参数的计算，实现对超级电容器的双闭环充电以及对超级电容器先恒流后恒压两阶段安全可靠的充电。
附图说明
图1为充电器系统框图。
图2为主程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1，图1为充电器系统框图。本发明基于STM32F407IG的超级电容充电器，由电源、buck主电路、驱动电路、ARM、保护电路、放大电路、采样滤波电路组成。其中采用buck降压斩波电路，为一个直流电源输入，MOSFET、二极管D1、电感L1和电容C1构成的斩波电路。buck主电路和超级电容器相连，为其充电；驱动电路与buck主电路连接，构成斩波电路。ARM与超级电容通过保护电路连接，ARM与驱动电路连接，输出信号控制驱动电路；buck主电路通过与采用滤波电路连接来给ARM反馈信号，采样滤波电路和放大电路相连，放大电路和ARM相连。
结合图2，图2为主程序流程图。系统工作的流程是：首先进行各个子程序和电流电压等数据的初始化，并且设定系统的初始值。主要包括：头文件；常、变量；函数声明；ADC、GPIO端口、定时器、DMA、PWM、中断向量表等系统初始化；中断子程序等。主程序中主要根据电压电流采样结果判断程序是进入恒流充电阶段还是恒压充电阶段，并在各自充电阶段调用电流或电压PI调节子程序，并产生PWM波的占空比，最后调用PWM子程序，产生PWM波。
Claims (1)
1.基于STM32F407IG的超级电容充电器，其特征在于：由电源、buck主电路、驱动电路、ARM、保护电路、放大电路、采样滤波电路组成；其中采用buck降压斩波电路，MOSFET、二极管D1、电感L1和电容C1构成的buck主电路；buck主电路和超级电容器相连；驱动电路与buck主电路连接；ARM与超级电容通过保护电路连接，ARM与驱动电路连接，输出信号控制驱动电路；buck主电路通过与采样滤波电路连接来给ARM反馈信号，采样滤波电路和放大电路相连，放大电路和ARM相连，首先进行各个子程序和电流电压数据的初始化，并且设定系统的初始值；主要包括：头文件、常变量、函数声明、ADC、GPIO端口、定时器、DMA、PWM、中断向量表系统初始化；主程序中主要根据电压电流采样结果判断程序是进入恒流充电阶段还是恒压充电阶段，并在各自充电阶段调用电流或电压PI调节子程序，并产生PWM波的占空比，最后调用PWM子程序，产生PWM波，通过恒流恒压阶段的转换判断方法，以及在各自阶段内PI控制算法的设计和PI参数的计算，实现对超级电容器的双闭环充电以及对超级电容器先恒流后恒压两阶段安全可靠的充电。
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