超级电容器是一种储能形式介于电池和电容器之间的新型储能元件，具有功率密度高，循环寿命长，便于维护等优点，近年来广泛用于通信、电子、铁路、航空以及军事等领域。随着世界范围内超级电容器产量的快速增长，研究并设计超级电容器的大规模化成设备，保证超级电容器的安全高效生产，具有很重要的意义和实用价值。　　 本文结合国内外研究现状，针对超级电容器的化成特点以及大规模化成的需要，根据充放电模块低压大电流的特点，并考虑设备的体积和成本，设计了一套功能完善的超级电容器化成设备，它可以同时对多个超级电容器进行充放电化成，并可以将放电的电能回馈到直流母线，通过以太网通信可以实现远程管理与控制。　　 首先，本文在介绍了超级电容器化成机理和充放电特性的基础上，分析了超级电容器的充放电方式。对适用于化成设备的双向直流变换器拓扑进行了详细对比分析，选择了单极性全桥直流变换电路作为充放电模块的主拓扑，并根据实际要求完成了主电路的参数设计。　　 然后，根据超级电容器的充放电要求设计了系统的整体方案，以ATmega128微处理器作为控制核心设计了化成系统的硬件结构，包括信号采集电路、AD转换电路、驱动电路、通信模块等。软件方案采用模块化设计，并采用时间触发与事件触发相结合的程序结构，解决了系统实时性问题。　　 为了实现大规模化成系统中上位机对下位机的实时控制与管理，设计了中位机，它可以完成上位机以太网通信与下位机串口通信之间的协议转换。同时，文中也对中位机的串口多机通信方式进行了设计。　　 最后，对设计的双向直流变换器主电路进行了Multisim仿真分析，并对各个工作模式下的仿真波形进行了分析。仿真表明，本变换器运行正常，各参数指标达到设计要求，可以稳定高效的实现对超级电容器的化成。