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1、直流电子负载 一、 任务 电子负载用于测试直流稳压电源、蓄电池等电源的性能。设计并制作一台电子负 载,有恒流和恒压两种方式,可手动切换。恒流方式时要求不论输入电压如何变 化(在一定的范围内) ,流过该电子负载的电流恒定,且电流值可设定。工作于恒 压方式时,电子负载端电压保持恒定,且可设定,流入电子负载的电流随被测直 流电源的电压变化而变化。 二、 要求 1. 基本要求 a. 负载工作模式:恒压(CV) 、恒流(CC)两种模式可选择 b. 电压设置及读出范围:1.00V-20.0V c. 电流设置及读出范围:100mA-3.00A d. 显示分辨率及误差:至少具有三位数,相对误差小于 5% 2.
2、 发挥部分 a. 增加恒阻模式(CR)模式 b. 扩大负载参数的设置及读出范围 c. 具有自动过载保护设计 三、 说明 a. 负载参数可调节设置,人工预置或数字程控皆可 b. 负载参数可数字化显示,两种负载参数(CVCC)同时显示 c. 实现原理可参考如下图 D 题 全自动交流调压器 一、任务在一些供电比较紧张地区,交流市电电压经常在 180240V 间上下波动, 供电不稳,对一些用电电器造成损害,要求设计并制作一个全自动的交流调压 器,要求调压器容量为 20KVA,系统框图如图 4: 交流输入 交流输出 交流 调调 压器 图 4 系统框图 二、具体指标与分值(理论设计满分100 分) 任 务
3、 要 求 分值 输入电压在 180220V 间上下波动,经调压器稳压后 输出电压可稳定在 220(10%)V。 具有电压、电流显示功能 电压稳定时间在 100ms1s 之内 基本部分 效率95% 50 实现调压器电压输出可调 20 输出电压精度控制在 5% 10 电流检测值误差控制在 1% 10 短路保护功能 5 发挥部分 其他扩展功能 5 三、说明 1.设计方案中不能使用单片机、可编程逻辑器件等可编程器件; 2.设计报告中应给出主要设计过程及各元器件参数及型号; 3.理论设计部分成绩由设计报告和现场答辩综合评定。 四、设计报告格式 1.设计报告统一使用 A4 纸张纵向打印。页边距除上边取 3
4、厘米外,其它使用 Word 的约定值(即下边 2.54 厘米,左右各 3.17厘米) 。装订位置在报告上 方,装订线距设计报告上端约 1.5厘米处。 2.设计报告章、节标题使用黑体小三号字体,正文使用宋体小四号字体。 行距设单倍行距。每页右下角标注页码。 3.设计报告封面应写明竞赛题目、参赛学院、参赛队号和队员姓名。 4.设计报告的图文篇幅限制为 15页以内(封面不计,单面打印) 。设计报 告第一页应为设计题目、300字以内的中文设计摘要,关键词 36个。设计报 告内容格式通常应包括下述内容: (1)引言:叙述对题目的理解,以及设计思路和特点。 (2)方案设计:叙述设计思路,总体方案组成和说明
5、,通常要提出两个方 案,并对两个方案进行比较,说明采用其中一个方案的理由。 (3)对各个组成部分作详细说明及参数计算,给出框图、电路原理图、软 件流程图。 (4)结论:叙述完成情况、未完成的原因、心得体会、存在的问题、进一 步努力的方向。 (5)附件:包括完整电路图、元器件清单列表、源程序清单等。非接触供电系统(B题) 一、 任务 在不采用专用器件(芯片)的前提下,设计一个非接触供电系统的电路, 使其实现对小型电器供电或充电等功能。 二、 要求 1 基本要求 用仿真软件对电路进行验证,使其满足以下功能: 1) 供电部分输入36V以下的直流电压,具有向多台电器设备非接触 供电的 功能。 2) 在
6、输出功率1W的条件下,转换效率15%3) 最大输出功率5W。 2 发挥部分 制作一个非接触供电系统的实物,使其完成以下功能: 1) 供电部分输入36V以下的直流电压,具有向至少一台电器设备非 接触供电的功能。 2) 在输出功率1W的条件下,转换效率10% 三、 说明 1设计报告必须包括建模仿真结果,发挥部分可以选作。 2因为有的竞赛题目不易进行建模仿真,参赛者可以针对两道不同题目分 别进行建模仿真与实物制作,评分时,仿真结果与实物制作各自的得分相加, 作为参赛者的最后总分。此时,只需要提交针对仿真结果的设计报告。 12V/220V逆变电源(E题) 一、 设计任务 设计一个12V/220V逆变电
7、源的电路。 二、 设计要求 1、基本要求 用仿真软件对电路进行验证,其满足的要求如下所示: 1) 输入12VDC; 2) 额定输出电压:Vo=220VAC; 3) 额定输出功率200W; 4) 输出有过压保护; 5) 输入有过压保护和过热保护; 2、发挥部分 制作一个12V/36V逆变电源的实物,使其完成以下功能: 1) 输入12VDC(可用汽车蓄电池提供);2) 额定输出电压:Vo=36VAC; 3) 额定输出功率30W; 4) 输出有过压保护; 5) 有输入过压保护和过热保护; 三、 说明 1设计报告必须包括建模仿真结果,发挥部分可以选作。 2因为有的竞赛题目不易进行建模仿真,参赛者可以针
8、对两道不同题目分 别进行建模仿真与实物制作,评分时,仿真结果与实物制作各自的得分相加, 作为参赛者的最后总分。此时,只需要提交针对仿真结果的设计报告。 单相正弦波变频电源(A)一、任务 设计并制作一个单相正弦波变频电源,输出电压有效值为1536V可调, 最大负载电流有效值为1A,负载为电阻负载。变频电源框图如下图所示。 二、要求 1.基本要求 (1)输出频率范围为20Hz100Hz,且输出电压有效值为15V36V可调的单 相交流电; (2)输出电压波形应尽量接近正弦波,用示波器观察无明显失真; (3)当输入电压为198V242V,负载电流有效值为0.51A时,输出电压有 效值应保持在15V,误
9、差的绝对值小于5%; (4)具有过流保护(输出电流有效值达1.5A时动作),保护时自动切断输入交 流电源。 2.发挥部分 (1)当输入电压为198V242V,负载电流有效值为0.51A时,输出电压有 效值应保持在15V,误差的绝对值小于2%; 显示(2)设计制作具有测量、显示该变频电源输出电压、电流、频率和功率的电路, 测量误差的绝对值小于5%; (3)其它。 三、说明 1.不能使用产生SPWM(正弦波脉宽调制)波形的专用芯片; 2.必要时,可以在隔离变压器前使用自耦变压器调整输入电压;可用滑动变阻 器或电阻箱模拟负载; 3.输出功率可通过电流、电压的测量值计算。 四、评分标准 项目 满分 设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分析与计 算,电路图及有关设计文件,测试方法与仪器,测试数据 及测试结果分析 50 基本要 求 实际完成情况 50 完成第(1)项 20 完成第(2)项 24 发挥部 分 其它 6