基于储能电容复用的超级电容阵列自均衡拓扑结构的分析

传统超级电容阵列的能量储存与均衡电路往往分开设计,导致能量均衡拓扑需要引入大量额外的均衡器件,从而增加了系统的成本。鉴于此,该文提出一种新型电压自均衡拓扑,仅复用首列超级电容作为均衡器件,就可以实现阵列的电压自均衡,整个均衡系统只有超级电容和开关管,大大降低了系统的体积和复杂程度。同时,在均衡过程的分析中,利用等效电容替代并联电容组,进一步得到超级电容的电压、电流特性和能量损耗。利用超级电容可以大电流充放电的特性,实现组间电压快速均衡。该文详细介绍拓扑的工作模态,利用PSIM仿真验证所提拓扑的可行性,并进行多模组对比分析,验证其具有良好的拓展性。最后,设计4串2并超级电容阵列进行电压自均衡实验,证明其有效性和实用性。