# super-capacitor

**Repository Path**: wu-suge/super-capacitor

## Basic Information

- **Project Name**: super-capacitor
- **Description**: RoboWalker超级电容模块
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 4
- **Forks**: 1
- **Created**: 2023-02-18
- **Last Updated**: 2025-11-17

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 超级电容使用指南

## 前言



## 超级电容模块接口与模块说明

![超级电容](pic/1.png)  ![超级电容编号](pic/2.png)

| 编号               |                                                              |
| ------------------ | ------------------------------------------------------------ |
| 1               | STM32H750VBT6最小系统板                                          |
| 2               | LM2596S-5.0 DC-DC电源芯片                                        |
| 3               | LM2596S-12.0 DC-DC电源芯片                                       |
| 4               | INA240A1PWR 模拟电流采样芯片                                      |
| 5               | NCE6080K  MOS管                                                  |
| 6               | LM5106MMX/NOPB 栅极驱动芯片                                       |
| 7               | 电源输入                                      |
| 8               | 功率输出                                                          |
| 9               | 超级电容接口                                                          |
| 10              | FDCAN总线接口                                                      |
| 11              | 串口接口                                                      |



## 主控板外设应用说明

### 系统内核
#### DMA

​		DMA1:ADC1 stream0
​		DMA2:ADC2 stream1

#### GPIO

| 管脚            |               |               |
| --------------- | --------------| --------------|
| PB1               | 输出        |测试用          | 
| PC0               | 输出        |系统工作指示灯   |
| PC1               | 输出        |测试用|
| PC13              | 外部中断    |功能按键（调试用）|
| PD1               | 输出        |测试用          |
| PE7               | 输出        |栅极驱动芯片使能 |


#### NVIC
​		中断向量, 与其他外设直接相关, 故不赘述.

#### RCC
​		采用系统12MHZ晶振作为外部高频输入，可使STM32H750在480MHZ的情况下进行工作

#### SYS

### 模拟采样

#### ADC1

#### ADC2

### 定时器

#### TIM1

#### TIM2

#### TIM3

#### TIM4

### 通信

#### FDCAN1
​		FDCAN通信协议

---

​		超级电容模块接收报文格式

---

​		实现功能：设置超级电容模块的期望功率

​		标识符：0x220 发送频率：/

​		附加说明：模块设定的期望功率限制在30w到125w之间

| 管脚            |        DATA[0]       |        DATA[1]       |
| --------------- | --------------| --------------|
| 内容               | 期望功率高八位        |期望功率低八位          | 

​		对应通信协议代码如下：

![接收通信代码](pic/3.png)

---
​		超级电容模块发送报文格式

---

​		反馈超级电容模块的能量和底盘功率。

​		标识符：0x210 发送频率：1khz

| 管脚            |    DATA[0]    |  DATA[1]       |  DATA[1]       |  DATA[1]       |
| --------------- | --------------| --------------|--------------|--------------|
| 内容            | 超级电容能量高八位 |超级电容能量低八位  |底盘功率高八位 |底盘功率低八位 | 

​		对应通信协议代码如下：

![超级电容](pic/4.png)

#### USART1

​		用于系统调试，可根据个人需求更改

## 故障检测与维护

![超级电容](pic/5.png)

### MOS管

#### 说明：
​		上电前为了防止因mos管损坏造成电路短路等问题，需要对二极管进行检测，若存在MOS管击穿或者损坏等情况，需要进行按时更换。

#### 检测方法：
1.	将二极管调到二极管挡位，并插入1，2中进行短路测试，其中1为正极，2为负极，该接线对应原理图如图所示（正接）。在以上接线未出现短路后，交换万用表正负极接线（反接），根据原理图所示，由于mos管存在寄生二极管，则会出现短路。综上，可以快速测出mos管工作正常。
2.	若以上测试中mos管出现正接短路的情况，则需要进一步检测单个mos管来排查故障问题。在检测时，需要将万用表跳到二极管挡位，并接入图中3（接正极），4（接负极）对应原理图中的D,S极。若出现短路现象，则该二极管出现故障，需重新更换。

![超级电容](pic/6.png)   ![超级电容](pic/7.png)

### 电源指示灯

#### 说明：
​		在上电后，若电源指示灯5（12v），6（5v），7（3.3v）显示正常，则该模块供电系统正常。

#### 检测方法：
1.	强烈建议模块若长期未使用，或者刚刚焊接完成的成品在初次使用时，需要在开关电源或者学生电源作为系统输入的情况下进行启动检测，若供电出现异常，LED指示灯（5，6，7）则会反复闪烁。该异常主要原因为电源芯片出现损坏，跟换即可。

### INA240A1

#### 说明：
​		INA240a1虽然是TI公司旗下的采样芯片产品，但是其良品率低的感人，大约只有50%。所以在模块焊接完成后需要对INA240a1进行检测，下面将分为芯片功能介绍，软件Debug检测和硬件检测进行介绍。

#### 模块介绍：
​		如图所示，该方案主要2，3接口对采样电阻进行采样，经过芯片内部功放电路后通过8口（OUT）输出。其输出是偏置为1.65V，关于采样电阻电压线性变化的输出电压。

![超级电容](pic/8.png)

#### 调试方法：
1.	Debug软件调试：
​		该方法主要通过keil内部的Debug调试访问单片机adc采样结果来实现，如图所示，改模块共存在3个INA240A1采样模块，分别对应函数中的ave_adc[1]和ave_adc[2]，以及第二个均值滤波函数中的ave_adc[0]。通过上文的介绍，可知在模块上电（可以通过单片机调试接口3.3v供电，无需24v供电），未带负载时，INA240模块的输出为1.65V。则在工作正常时通过访问adc采样的正常为0x7FFF左右。反之，若采样得到的输出不为0x7FFF（一般为0x0000，0xFFFF或者数字快速变化），INA240芯片可能已经损坏或者芯片引脚虚焊的问题，则需要对芯片引脚进行检测。

![超级电容](pic/9.png)

2.	硬件调试：
​		该方案需要测量INA240A1芯片输出口（8 OUT）和芯片电源输入（5，6）的对地电压，可以使用万用表或者示波器。由于该芯片的管脚较小，在测量时需注意管脚之间短接的问题，这里推荐使用示波器的鳄鱼夹夹住公对公杜邦线进行管脚检测。若INA240A1芯片输出口电压为1.65V，以及其他电源输入为3.3v，则芯片工作正常。


### 超级电容

#### 说明：
​		在模块长期不使用时，需要及时将超级电容与模块断开连接，防止在超级电容意外短路造成的模块损坏，并及时通过水泥电阻对超级电容进行放电。

### LM5106MMX/NOPB栅极驱动芯片（发生故障较少）
#### 说明：
​		在极少的情况下会存在栅极驱动芯片损坏的情况，故障发生的情况大多表现为模块能正常启动，但是不能充放电，或者只能单向对超级电容充电，但却无法放电。

#### 检测方法：
​		栅极驱动芯片的损坏往往会造成mos管的驱动能力不足，以至于mos管无法正常的开关导通。如图所示可以通过示波器测量图中gs（门极，栅极）之间的电压来判断芯片驱动能力是否不足。在示波器接线完毕后，打开模块电源，若存在12v左右的方波，则芯片工作正常。反之，则对应驱动芯片损坏，需要更换。

## 超级电容模块参数调试

### INA240A1 参数调试

### PID 参数调试