大学生电子设计竞赛电源类.doc

南华大学黄智伟备战2013电子设计竞赛“电源类”赛题分析南华大学黄智伟备战2013电子设计竞赛“电源类”“电源类”赛题在10届电子设计竞赛中,电源类赛题有8题[1]:①简易数控直流电源(1994年A题)②直流稳压电源(1997年A题)③数控直流电流源(2005年F题)④三相正弦波变频电源(2005年G题)⑤开关稳压电源(2007年E题)【本科组】⑥光伏并网发电模拟装置(2009年A题)【本科组】⑦电能搜集充电器(2009年E题)【本科组】⑧开关电源模块并联供电系统(2011年A题)【本科组】比较历届赛题可以看到,“电源类”赛题从DC→AC,从单个电源到多个电源并联,而且设计要求是越来越高(例如,精度、效率(≥80%)等)。例如:2005年G题“三相正弦波变频电源”赛题要求[1]:(1)输出频率范围为20Hz~100Hz的三相对称交流电,;(2)当输入电压为198V~242V,~3A时,输出线电压有效值应保持在36V,误差的绝对值小于1%;(3)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%;(4)变频电源输出频率在50Hz以上时,输出相电压的失真度小于5%;(5)具有过流保护()、负载缺相保护及负载不对称保护()功能,保护时自动切断输入交流电源。2009年A题【本科组】“光伏并网发电模拟装置”赛题要求[1]:(1)具有最大功率点跟踪(MPPT)功能:RS和RL在给定范围内变化时,使,相对偏差的绝对值不大于1%。(2)具有频率跟踪功能:当fREF在给定范围内变化时,使uF的频率fF=fREF,相对偏差绝对值不大于1%。(3)DC-AC变换器的效率,使≥80%(RS=RL=30Ω时)。(4)具有输入欠压保护功能,具有输出过流保护功能。2011年A题【本科组】“开关电源模块并联供电系统”赛题要求[1]:赛题要求设计并制作一个由两个额定输出功率均为16W的8VDC/DC模块构成的并联供电系统。(1)调整负载电阻至额定输出功率工作状态,供电系统的直流输出电压UO=±,~,两个模块的输出电流可在(~)范围内按指定的比例自动分配,每个模块的输出电流相对误差的绝对值不大于2%。(2)额定输出功率工作状态下,供电系统的效率不低于60%。(3)调整负载电阻,保持输出电压UO=±,使两个模块输出电流之和IO=:I2=1:1模式自动分配电流,每个模块的输出电流的相对误差绝对值不大于2%。(4)调整负载电阻,保持输出电压UO=±,使两个模块输出电流之和IO=:I2=1:2模式自动分配电流,每个模块输出电流的相对误差绝对值不大于5%。(5)具有负载短路保护及自动恢复功能,(调试时允许有±)。(1994年A题)赛题要求和设计方案南华大学黄智伟备战2013电子设计竞赛“电源类”“电源类”(1994年A题)[1]赛题要求设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源(1):范围0~+,,纹波不大于10mV;:500mA;;“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减;,自制一稳压直流电源,输出±15V,+5V。(2)~;,实现输出电压变化();(比如三角波等)。[2,9~14]采用单片机作为控制器的简易数控直流电源设计方案如下所示:设计方案中采用AT89S52单片机完成系统的数控功能;采用8279作为键盘/显示器接口控制器,可简化接口引线,减少软件对键盘/显示器的查询时间,提高AT89S52单片机的利用率;输出部分采用DAC0832与运算放大器OP077,OP077输出电压波形与D/A变换输出波形相同,可以输出直流电平,和根据预先生成波形的量化数据产生多种波形输出;显示部分采用MXA136组成的三位半的数字电压表(DVM)直接显示输出电压值,一旦系统工作异常,出现预置值与输出值偏差过大,用户可根据该信息予以处理。采用带有ADC和DAC的微控制器系统(如STM32)系统结构会更简单。功率输出电路由运算放大器LF356和达林顿管TIP122与TIP127