《电子设计大赛题开关稳压电源》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子设计大赛题开关稳压电源（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2008年湖北省高校电子信息类专业教学改革与电子设计竞赛工作研讨会-2007年全国大学生电子设计竞赛题解析E题-开关稳压电源三 峡 大 学 高 学 军Date1开关稳压电源（E题） 【本科组】题目/分析 1.方案选择2.参数计算3.控制方案 4.其他5.Date2 题目、分析题目、分析 测试、评分测试、评分题目 分析方案 选择计算其他控 方案Date3开关稳压电源（E题)题目/分析一、任务 设计并制作如图1所示的开关稳压电源。Date4二、要求在电阻负载条件下，使电源满足下述要求： 1基本要求 输出电压UO可调范围：30V36V； 最大输出电流IOmax：2A； U2从15V变到21V时，电压
2、调整率SU2%(IO=2A) IO从0变到2A时，负载调整率SI5%(U2=18V) 输出噪声纹波电压峰-峰值UOPP1V（ U2=18V,UO=36V,IO=2A）； DC-DC变换器的效率70%（U2=18V,UO=36V,IO=2A ）； 具有过流保护功能，动作电流IO=2.50.2A开关稳压电源（E题)题目/分析Date52发挥部分 进一步提高电压调整率，使SU0.2%（IO=2A）； 进一步提高负载调整率，使SI0.5%（U2=18V） ； 进一步提高效率，使85%（ U2=18V,UO=36V,IO=2A） 排除过流故障后，电源能自动恢复为正常状态； 能对输出电压进行键盘设定和步进
3、调整，步进值 1V，同时具有输出电压、电流的测量和数字显示 功能。 其他。开关稳压电源（E题)题目/分析Date6三、说明 DC-DC变换器不允许使用成品模块，但可使用开 关电源控制芯片。 U2可通过交流调压器改变U1来调整。DC-DC变换 器（含控制电路）只能由UIN端口供电，不得另 加辅助电源。 本题中的输出噪声纹波电压是指输出电压中的所 有非直流成分，要求用带宽不小于20MHz模拟示 波器（AC耦合、扫描速度20ms/div）测量UOPP。 本题中电压调整率SU指U2在指定范围内变化时， 输出电压UO的变化率；负载调整率SI指IO在指定 范围内变化时，输出电压UO的变化率；DC-DC变
4、换器效率=PO/ PIN，其中POUOIO，PINUINIIN。开关稳压电源（E题)题目/分析Date7电源在最大输出功率下应能连续安全工作足 够长的时间（测试期间，不能出现过热等故 障）。制作时应考虑方便测试，合理设置测试点.设计报告正文中应包括系统总体框图、核心 电路原理图、主要流程图、主要的测试结果 。完整的电路原理图、重要的源程序和完整 的测试结果用附件给出。开关稳压电源（E题)题目/分析Date8四、评分标准项 目应包括的主要内容或考核要点满 分 设计 报告方案论证DC-DC主回路拓扑；控制方法及实现方案 ；提高效率的方法及实现方案8 电路设计 与参数计算主回路器件的选择及参数计算；
5、控制电路 设计与参数计算；效率的分析及计算；保 护电路设计与参数计算；数字设定及显示 电路的设计20 测试方法与数据测试方法；测试仪器；测试数据 (着重考查方法和仪器选择的正确性以及 数据是否全面、准确)10 测试结果分析与设计指标进行比较，分析产生偏差的原 因，并提出改进方法5 电路图及设计文件重点考查完整性、规范性7 总分50 基本 要求实际制作完成情况50 开关稳压电源（E题)题目/分析Date9303636Date10开关稳压电源（E题)题目/分析Date11Date12 DC-DC DC-DC 电电 路选择路选择（六种电路分析比较 ）方案 选择参数 计算其他控制 方案题目 分析Dat
6、e13 要求: 输出电压UO可调范围：30V36V； 最大输出电流IOmax：2A； 保护功能开关稳压电源（E题)方案选择 U2=1521V UIN=(1.2)U2=18-26V升压1.152倍升压电路Date14 根据题目分析，可以利用简单的升压（Boost）电路实现要求； “开关稳压电源”查资料，利用变压器等电路就复杂； 本题一般学过电力电子的同学都可以作出来， 实现相对容易-与2005年三相电源比较开关稳压电源（E题)方案选择Date15 第七届（2005年）三相正弦波变频电源（G题）1、基本要求 （1）输出频率范围为20Hz100Hz的三相对称交流电，各相电压有 效值之差小于0.5V；
7、 （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0.53A时，输 出线电压有效值应保持在36V，误差的绝对值小于5%； （4）具有过流保护(输出电流有效值达3.6A时动作)、负载缺相保 护及负载不对称保护(三相电流中任意两相电流之差大于0.5A时 动作)功能，保护时自动切断输入交流电源。开关稳压电源（E题)方案选择Date16 主电路方案选择：单管反激式 4半桥逆变-整流 9全桥逆变-整流 3降压电路 1双Boost电路 2 Boost电路 32 合计 51开关稳压电源（E题)方案选择Date17 主电路方案选择：单管反激式
8、 开关稳压电源（E题)方案选择Date18 主电路方案选择： 半桥逆变-整流开关稳压电源（E题)方案选择Date19 主电路方案选择： 全桥逆变-整流 开关稳压电源（E题)方案选择Date20 主电路方案选择： 降压电路比较容易实施，不会出现问题开关稳压电源（E题)方案选择Date21 主电路方案选择： 双Boost电路开关稳压电源（E题)方案选择UinDate22 主电路方案选择双Boost电路 电路结构：相当于2个升压斩波电路并联而成； 总输出电流为2个电路单元输出电流之和，其平均值为单元输出电流平均值的2倍，脉动频率也为2倍-总的输出电流脉动幅值变得很小； 多相多重斩波电路还具有备用功能
9、，各斩波电路单元可互为备用。开关稳压电源（E题)方案选择Date23开关稳压电源（E题)方案选择 主电路方案选择： Boost升压电路不能开路必须有一定负 载容易烧坏开关管控制问题 Date24 主电路方案选择： Boost升压电路 开关稳压电源（E题)方案选择Date25 电路器件计算、选择电路器件计算、选择参数 计算其他控制 方案题目 分析方案 选择Date26开关稳压电源（E题)参数计算 主电路方案选择： Boost升压电路 占空比D的计算Date27 器件选择1.变压器：容量大电流时(2A)，输出电压达不到36V,U2电压降低开关稳压电源（E题)参数计算测试时，电流增大时，U2电压降
10、低，输出电压下降达不到36VDate28 器件选择2.整流滤波 开关稳压电源（E题)参数计算大电容时的启动保护问题Date29 器件选择 3.电感(f=10kHz)一般取电感电流的变化量为半载时输入电流的30%.开关稳压电源（E题)参数计算临界连续电流 :电感 L=0.856mHDate30 器件选择4.电容开关稳压电源（E题)参数计算 纹波电压选取200mV时, C=750uFDate31 器件选择5.开关器件、二极管开关稳压电源（E题)参数计算 电流为输入电流最大值 电压为最大输出电压Date32 采用采用PWMPWM控制芯片控制芯片 采用采用CPUCPU直接控制直接控制其他控制 方案题目
11、 分析方案 选择参数 计算Date33 采用PWM控制芯片UC3842 采用CPU直接控制开关稳压电源（E题)控制方案 UC384 2Date34开关稳压电源（E题)控制方案 UC384 2Date35开关稳压电源（E题)控制方案Date36开关稳压电源（E题)控制方案Date37 频率: f=1.72/RTCT开关稳压电源（E题)控制方案Date38 采用CPU直接控制开关稳压电源（E题)控制方案Date39 电压电流测量UiU01i开关稳压电源（E题)控制方案 其他传感 器 Date40 控制电源控制电源 过流保护过流保护 其他控制 方案题目 分析方案 选择参数 计算Date41 控制电源
12、开关稳压电源（E题)控制电源控制电源显示 CPU控制电路等 开关电源中控制电 源 开关电 源 7805等Date42正常：SW闭合 故障：SW断开开关稳压电源（E题)过流保护U0U01U02方案1 R变化时，U02变化负载改 变 Date43 再加一个降压电 路U0PWM开关稳压电源（E题)过流保护方案2 思路较好，控制灵活-电路复 杂 Date44序号设计报设计报 告 基本部分 发挥发挥 部分总总分 1435045.7138.7 240.74945.7135.4 335.249.743.3128.2 44149.735.3126 540.543.832.7117 632.55032.7115
13、.2 738.538.733.7110.9 84036.534.4110.9 934.239.831105 1041.731.122.595.3 1136.334.223.794.2 1232.341.216.890.3 1325.53327.886.3 1439.5331082.5 1539.522.713.876 1631.324.312.367.9 173518.7760.7 1822.721.31054 52个队选择E 题 51个队参加测 试 18个队完成较 好Date45一等湖北E华华中科技大学饶饶 波朱良合陈陈构宜一等湖北E空军军雷达学院孙孙祥波张张 真石 猛一等湖北E三峡大学胡绍绍新乐绪乐绪 鑫邓邓翔天一等湖北E武汉汉理工大学刘剑锋剑锋徐振祥刘炳森二等湖北E海军军工程大学刘 俊邬邬 沛李程辉辉二等湖北E空军军雷达学院牛广宇贾贾月朋张银张银 峰 全国97个队获奖：21个一等、76个二等 湖北省： 4个一等、 2个二等D三峡大学欢迎您！Date47
