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基于嵌入式的超级电容器参数测量系统的研究
资料介绍
随着嵌入式技术及DSP、FPGA在超级电容器测试领域的应用不断深入，使得超级电容测试机的便携化大大加快。基于功率MOSFET的大电流控制技术已经基本成型，作为数字化技术领跑者的DSP、FPGA无可争议地取代了MCU(单片机)在超级电容器测试系统中的主导地位。基于这一背景，本课题提出并完成了基于嵌入式的超级电容器参数测量系统的研究。
本文在深入分析超级电容器内部结构的基础上，提出了大电流恒流充放电的方法来实现测量，通过功率MOSFET并联扩大电流并恒定电流，通过双积分调节实现闭环控制，提高恒流精度。并对MOSFET并联均流进行了分析，对双积分调节模块做了祥述。
根据设计的要求，论文确定了基于MOSFET的大电流恒流充放电测量方法的全套硬件、软件方案，实现了测量流程的精确控制，并且电压、电流可设置，能满足相应类型多种超级电容器的测试。在双积分调节控制中，其中内环积分调节通过硬件实现，使得调节过程连续，更能实时地调节。放电过程通过对超级电容器反向充电实现，这样才便于大电流恒流控制，提升了系统的整体性能，整套方案实现了先进技术与成熟原理的优势互补。构建了基于DSP+FPGA的控制系统，为流程控制和人机交互搭建了良好的硬件平台。设计并搭建测试过程参数的实时采集电路，实现了测量信息的高精度获取。外部IO由FPGA统一管理，便于系统扩展和完善。软件设计中采用功能模块化的设计方法，各控制模块分开管理，方便程序阅读和理解，且便于程序的更新升级。
本文主要测量超级电容器的容量和内阻两个参数，由于其内阻一般在毫欧级，采取了很好的抗干扰措施以保证测量精度。在容量的测量中，通过双闭环控制提高恒流精度，进而保证了容量的测量精度。
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