搜索
全国大学生电子设计大赛电源类赛题准备计划书一．前期基本知识储备与能力要求1.1基本课程学习：1.《电路基础》《模拟电路》《数字电路》《单片机原理，汇编语言和接口技术》《C语言》《电力电子技术》《电源技术》等1.2基本软件学习：2.CPLD/FPGA编程/模拟用QuartusII单片机模拟用Proteus模电模拟用Multisim单片机编程用Keil，用的C语言和汇编语言嵌入式还要用到Linux的内核电路设计Protel99SE或者“AltiumDesigner”1.3基本能力掌握：a.掌握基本模块电路的原理和分析，设计，并学会搜集资料辅助设计。b.运用Protel99SEOR“AltiumDesigner设计电路，并完成相应的PCB板的设计。c.运用C语言或其他语言对单片机进行编程，完成电路相应的控制功能。d.运用Multisim和Proteus对电路进行仿真测试。e.元器件选用，排版，印制电路板，焊接技术的掌握和各类基本机械及焊接所需的电器的运用。f.熟练运用万用表、示波器、直流电源、信号发生器、频率计等仪表的使用。g.熟悉并掌握基本竞赛论文（设计报告）的书写格式，大致内容组成。（运用Word文档软件）二．具体计划内容与训练2.1电源类赛题基本模块学习与掌握a.变频电源、PWM开关电源等工作原理、系统结构和电路组成b.AC电源变压器的设计与制作c.高频开关电源变压器的设计与制作d.AC整流和滤波电路设计与制作e.斩波和驱动电路设计与制作f.逆变和驱动电路设计与制作g.电流、电压检测电路设计与制作h.过流和过压保护电路设计与制作i.真有效值检测电路设计与制作j.AC-DC开关电源电路设计与制作k.DC-DC升压型开关电源电路设计与制作l.DC-DC降压型开关电源电路设计与制作m.直流稳压电路设计与制作n.单片机、FPGA、ARM最小系统电路设计与制作o.微控制器外围电路（显示器、键盘、开关等）的设计与制作p.ADC和DAC电路设计与制作另外，电源类赛题所涉及的新技术也需要关注:它们可是今后比赛出题的方向:高频变换技术、功率转换技术、数字化控制技术、全谐振高频软开关变换技术、同步整流技术、多相变换器技术、饱和电感技术、电磁兼容相关技术、各种形式的功率因数校正技术、各种保护技术、各种变频技术、各种智能监测技术、各种智能化充电技术、微电网技术、各种形式的驱动技术等。2.2电源类赛题日常训练方向及计划（主要是往届全国竞赛电源题和省级电赛电源题）全国大学生电子设计竞赛历年电源题目（1994－2011）第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目题目一简易数控直流电源一、设计任务设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。其原理示意图如下：二、设计要求1．基本要求（1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV；（2）输出电流：500mA；（3）输出电压值由数码管显示；（4）由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减；（5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。2．发挥部分（1）输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值；（2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）；（3）扩展输出电压种类（比如三角波等）。三、评分意见项目得分基本要求方案设计与论证、理论计算与分析、电路图30实际完成情况50总结报告20发挥部分完成第一项5完成第二项15完成第三项20第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛题目A题直流稳定电源一、任务设计并制作交流变换为直流的稳定电源。二、要求1．基本要求（1）稳压电源在输入电压220V、50Hz、电压变化范围＋15%～－20%条件下：a．输出电压可调范围为+9V～+12Vb．最大输出电流为1.5Ac．电压调整率≤0.2%（输入电压220V变化范围＋15%～－20%下，空载到满载）d．负载调整率≤1%（最低输入电压下，满载）e．纹波电压（峰-峰值）≤5mV（最低输入电压下，满载）f．效率≥40%（输出电压9V、输入电压220V下，满载）g．具有过流及短路保护功能（2）稳流电源在输入电压固定为＋12V的条件下：a．输出电流：4～20mA可调b．负载调整率≤1%（输入电压＋12V、负载电阻由200Ω～300Ω变化时，输出电流为20mA时的相对变化率）（3）DC-DC变换器在输入电压为+9V～+12V条件下：a．输出电压为+100V，输出电流为10mAb．电压调整率≤1%（输入电压变化范围+9V～+12V）c．负载调整率≤1%（输入电压+12V下，空载到满载）d．纹波电压（峰-峰值）≤100mV（输入电压+9V下，满载）2．发挥部分（1）扩充功能a．排除短路故障后，自动恢复为正常状态b．过热保护c．防止开、关机时产生的“过冲”（2）提高稳压电源的技术指标a．提高电压调整率和负载调整率b．扩大输出电压调节范围和提高最大输出电流值（3）改善DC-DC变换器a．提高效率（在100V、100mA下）b．提高输出电压（4）用数字显示输出电压和输出电流三、评分意见项目得分基本要求设计与总结报告：方案设计与论证，理论分析与计算，电路图，测试方法与数据，对测试结果的分析50实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项9完成第（2）项15完成第（3）项6完成第（4）项10特色与创新10第七届2005年全国大学生电子设计竞赛试题数控直流电流源（F题）一、任务设计并制作数控直流电流源。输入交流200～240V，50Hz；输出直流电压≤10V。其原理示意图如下所示。二、要求1、基本要求（1）输出电流范围：200mA～2000mA；（2）可设置并显示输出电流给定值，要求输出电流与给定值偏差的绝对值≤给定值的1％+10mA；（3）具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤10mA；（4）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的1％+10mA；（5）纹波电流≤2mA；（6）自制电源。键盘控制器电流源负载显示器电源2、发挥部分（1）输出电流范围为20mA～2000mA，步进1mA；（2）设计、制作测量并显示输出电流的装置(可同时或交替显示电流的给定值和实测值)，测量误差的绝对值≤测量值的0.1％+3个字；（3）改变负载电阻，输出电压在10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值≤输出电流值的0.1％+1mA；（4）纹波电流≤0.2mA；（5）其他。三、评分标准项目满分基本要求设计与总结报告：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实际完成情况50发挥部分完成第(1)项4完成第(2)项20完成第(3)项16完成第(4)项5其他5四、说明1、需留出输出电流和电压测量端子；2、输出电流可用高精度电流表测量；如果没有高精度电流表，可在采样电阻上测量电压换算成电流；3、纹波电流的测量可用低频毫伏表测量输出纹波电压，换算成纹波电流。三相正弦波变频电源（G题）一、任务设计并制作一个三相正弦波变频电源，输出线电压有效值为36V，最大负载电流有效值为3A，负载为三相对称阻性负载(Y接法)。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20Hz～100Hz的三相对称交流电，各相电压有效值之差小于0.5V；（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198V～242V，负载电流有效值为0.5～3A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整流逆变控制器三相负载220VAC隔离变压器之差大于0.5A时动作)功能，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198V～242V，负载电流有效值为0.5～3A时，输出线电压有效值应保持在36V，误差的绝对值小于1%；（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）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%；（4）其他。三、评分标准项目满分基本要求设计与总结报告：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实际完成情况50发挥部分完成第（1）项10完成第（2）项24完成第（3）项11其它5四、说明1、在调试过程中，要注意安全；2、不能使用产生SPWM（正弦波脉宽调制）波形的专用芯片；3、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，可用三相电阻箱模拟负载；4、测量失真度时，应注意输入信号的衰减以及与失真度仪的隔离等问题；5、输出功率可通过电流、电压的测量值计算。第八届2007年全国大学生电子设计竞赛试题开关稳压电源（E题）【本科组】一、任务设计并制作如图1所示的开关稳压电源。UORLU1=220VACU2=18VAC隔离变压器DC-DC变换器IO整流滤波UINIIN开关稳压电源图1电源框图二、要求在电阻负载条件下，使电源满足下述要求：1．基本要求（1）输出电压UO可调范围：30V～36V；（2）最大输出电流IOmax：2A；（3）U2从15V变到21V时，电压调整率SU≤2%（IO=2A）；（4）IO从0变到2A时，负载调整率SI≤5%（U2=18V）；（5）输出噪声纹波电压峰-峰值UOPP≤1V（U2=18V,UO=36V,IO=2A）；（6）DC-DC变换器的效率≥70%（U2=18V,UO=36V,IO=2A）；（7）具有过流保护功能，动作电流IO（th）=2.5±0.2A；2．发挥部分（1）进一步提高电压调整率，使SU≤0.2%（IO=2A）；（2）进一步提高负载调整率，使SI≤0.5%（U2=18V）；（3）进一步提高效率，使≥85%（U2=18V,UO=36V,IO=2A）；（4）排除过流故障后，电源能自动恢复为正常状态；（5）能对输出电压进行键盘设定和步进调整，步进值1V，同时具有输出电压、电流的测量和数字显示功能。（6）其他。三、说明（1）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。（2）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。（3）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。（4）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变换器效率=PO/PIN，其中PO＝UOIO，PIN＝UINIIN。（5）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）。（6）制作时应考虑方便测试，合理设置测试点（参考图1）。（7）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。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；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10(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)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发挥部分完成第（1）项10完成第（2）项10完成第（3）项15完成第（4）项4完成第（5）项6其他5总分502009年全国大学生电子设计竞赛试题光伏并网发电模拟装置（A题）【本科组】一、任务设计并制作一个光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图1所示。用直流稳压电源US