歷年電子設(shè)計(jì)大賽電源類(lèi)題目匯總

1、1994題目一簡(jiǎn)易數(shù)控直流電源一、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)出有一定輸出電壓范圍和功能的數(shù)控電源。其原理示意圖如下：、設(shè)計(jì)要求1.基本要求(1)輸出電壓：范圍0+9.9V,步進(jìn)0.1V,紋波不大于10mM(2)輸出電流：500mA(3)輸出電壓值由數(shù)碼管顯示；(4)由“十”、“一”兩鍵分別控制輸出電壓步進(jìn)增減；(5)為實(shí)現(xiàn)上述幾部件工作，自制一穩(wěn)壓直流電源，輸出土15V,十5Vo2.發(fā)揮部分(1)輸出電壓可預(yù)置在09.9V之間的任意一個(gè)值；(2)用自動(dòng)掃描代替人工按鍵，實(shí)現(xiàn)輸出電壓變化(步進(jìn)0.1V不變)；(3)擴(kuò)展輸出電壓種類(lèi)(比如三角波等)。三、評(píng)分意見(jiàn)項(xiàng)目得分基本要求方案設(shè)計(jì)與論證、理論計(jì)算與分析、電

2、路圖30實(shí)際完成情況50總結(jié)報(bào)告20發(fā)揮部分完成A項(xiàng)5完成第二項(xiàng)15完成第三項(xiàng)201997A題直流穩(wěn)定電源一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作交流變換為直流的穩(wěn)定電源。二、要求1.基本要求（1）穩(wěn)壓電源在輸入電壓220V、50Hz、電壓變化范圍+15%20爍件下：a.輸出電壓可調(diào)范圍為+9V+12Vb.最大輸出電流為1.5Ac.電壓調(diào)整率00.2%（輸入電壓220V變化范圍+15%-20%F,空載到滿載）d.負(fù)載調(diào)整率01%（最低輸入電壓下，滿載）e.紋波電壓（峰-峰值）5mV（最低輸入電壓下，滿載）f.效率）40%（輸出電壓9V、輸入電壓220V下，滿載）g.具有過(guò)流及短路保護(hù)功能（2）穩(wěn)流電源在輸入電壓固定

3、為十12V的條件下：a.輸出電流：420mA調(diào)20mA時(shí)的相對(duì)b.負(fù)載調(diào)整率01%（輸入電壓十12V、負(fù)載電阻由200Q300Q變化時(shí)，輸出電流為變化率）（3） DC-DC變換器在輸入電壓為+9V+12V條件下：a.輸出電壓為+100V,輸出電流為10mAb.電壓調(diào)整率01%（輸入電壓變化范圍+9V+12V）c.負(fù)載調(diào)整率01%（輸入電壓+12V下，空載到滿載）d.紋波電壓（峰-峰值）100mV（輸入電壓+9V下，滿載）2.發(fā)揮部分（1）擴(kuò)充功能a.排除短路故障后，自動(dòng)恢復(fù)為正常狀態(tài)b.過(guò)熱保護(hù)c.防止開(kāi)、關(guān)機(jī)時(shí)產(chǎn)生的“過(guò)沖”（2）提高穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)a.提高電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率b.擴(kuò)大輸

4、出電壓調(diào)節(jié)范圍和提高最大輸出電流值（3）改善DC-DC變換器a.提高效率（在100V、100mA下）b.提高輸出電壓（4）用數(shù)字顯示輸出電壓和輸出電流三、評(píng)分意見(jiàn)項(xiàng)目得分基本要求設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案設(shè)計(jì)與論證，理論分析與計(jì)算，電路圖，測(cè)試方法與數(shù)據(jù)，對(duì)測(cè)試結(jié)果的分析50實(shí)際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項(xiàng)9完成第（2）項(xiàng)15完成第（3）項(xiàng)6完成第（4）項(xiàng)10特色與創(chuàng)新102005數(shù)控直流電流源(F題)一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作數(shù)控直流電流源。輸入交流200240V,50Hz;輸出直流電壓W10V。其原理示意圖如下所示。、要求1、基本要求(1)輸出電流范圍：200m42000mA(2)可設(shè)置并顯示

5、輸出電流給定值，要求輸出電流與給定值偏差的絕對(duì)值w給定值的1%+10mA;(3)具有“+”、"-”步進(jìn)調(diào)整功能，步進(jìn)w10mA(4)改變負(fù)載電阻，輸出電壓在10V以內(nèi)變化時(shí)，要求輸出電流變化的絕對(duì)值w輸出電流值的1%+10mA;(5)紋波電流w2mA(6)自制電源。2、發(fā)揮部分(1)輸出電流范圍為20mA-2000mA步進(jìn)1mA(2)設(shè)計(jì)、制作測(cè)量并顯示輸出電流的裝置(可同時(shí)或交替顯示電流的給定值和實(shí)測(cè)值)，測(cè)量誤差的絕對(duì)值w測(cè)量值的0.1%+3個(gè)字；(3)改變負(fù)載電阻，輸出電壓在10V以內(nèi)變化時(shí)，要求輸出電流變化的絕對(duì)值w輸出電流值的0.1%+1mA;(4)紋波電流w0.2mA;(

6、5)其他。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目滿分基本要求設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案比較、設(shè)計(jì)與論證，理論分析與計(jì)算，電路圖及有關(guān)設(shè)計(jì)文件，測(cè)試方法與儀器，測(cè)試數(shù)據(jù)及測(cè)試結(jié)果分析。50實(shí)際完成情況50發(fā)揮部分完成第項(xiàng)4完成第(2)項(xiàng)20完成第項(xiàng)16完成第(4)項(xiàng)5其他5四、說(shuō)明1、需留出輸出電流和電壓測(cè)量端子；2、輸出電流可用高精度電流表測(cè)量；如果沒(méi)有高精度電流表，可在采樣電阻上測(cè)量電壓換算成電流；3、紋波電流的測(cè)量可用低頻毫伏表測(cè)量輸出紋波電壓，換算成紋波電流。2005三相正弦波變頻電源(G題)一、任務(wù)1、基本要求(1)輸出頻率范圍為20Hz100Hz的三相對(duì)稱交流電，各相電壓有效值之差小于0.5V;(2)輸出電壓波

7、形應(yīng)盡量接近正弦波，用示波器觀察無(wú)明顯失真；(3)當(dāng)輸入電壓為198V242V,負(fù)載電流有效值為0.53A時(shí)，輸出線電壓有效值應(yīng)保持在36V,誤差的絕又直小于5%(4)具有過(guò)流保護(hù)(輸出電流有效值達(dá)3.6A時(shí)動(dòng)作)、負(fù)載缺相保護(hù)及負(fù)載不對(duì)稱保護(hù)(三相電流中任意兩相電流之差大于0.5A時(shí)動(dòng)作)功能，保護(hù)時(shí)自動(dòng)切斷輸入交流電源。2、發(fā)揮部分(1)當(dāng)輸入電壓為198V242V,負(fù)載電流有效值為0.53A時(shí)，輸出線電壓有效值應(yīng)保持在36V,誤差的絕又直小于1%(2)設(shè)計(jì)制作具有測(cè)量、顯示該變頻電源輸出電壓、電流、頻率和功率的電路，測(cè)量誤差的絕對(duì)值小于5%(3)變頻電源輸出頻率在50Hz以上時(shí)，輸出相電

8、壓的失真度小于5%(4)其他。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目滿分基本要求設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告：方案比較、設(shè)計(jì)與論證，理論分析與計(jì)算，電路圖及有關(guān)設(shè)計(jì)文件，測(cè)試方法與儀器，測(cè)試數(shù)據(jù)及測(cè)試結(jié)果分析50實(shí)際完成情況50發(fā)揮部分完成第(1)項(xiàng)10完成第(2)項(xiàng)24完成第(3)項(xiàng)11其它5四、說(shuō)明1、在調(diào)試過(guò)程中，要注意安全；2、不能使用產(chǎn)生SPWM正弦波脈寬調(diào)制）波形的專用芯片；3、必要時(shí)，可以在隔離變壓器前使用自耦變壓器調(diào)整輸入電壓，可用三相電阻箱模擬負(fù)載；4、測(cè)量失真度時(shí)，應(yīng)注意輸入信號(hào)的衰減以及與失真度儀的隔離等問(wèn)題；5、輸出功率可通過(guò)電流、電壓的測(cè)量值計(jì)算。2007開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源(E題)【本科組】、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作如

9、圖1所示的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源隔離變壓器整流濾波IlNDC-DC變換器IoRLUi=220VACU2=18VACcUINvJ圖1電源框圖、要求在電阻負(fù)載條件下，使電源滿足下述要求：1 .基本要求(1)輸出電壓Uo可調(diào)范圍：30V36V;(1) 最大輸出電流lomax：2A;(3) U2從15V變到21V時(shí)，電壓調(diào)整率SuV%(Io=2A);(4) Io從0變到2A時(shí)，負(fù)載調(diào)整率S苞%(U2=18V);(5)輸出噪聲紋波電壓峰-峰值Uopp同V(U2=18V,Uo=36V,Io=2A);(6) DC-DC變換器的效率"身0%(U2=18V,Uo=36V,Io=2A);具有過(guò)流保護(hù)

10、功能，動(dòng)作電流Io(th)=2.50.2A;2 .發(fā)揮部分(1)進(jìn)一步提高電壓調(diào)整率，使Su磷.2%(Io=2A);(2)進(jìn)一步提高負(fù)載調(diào)整率，使Si必5%(U2=18V);(3)進(jìn)一步提高效率，使“用5%(U2=18V,Uo=36V,Io=2A);(4)排除過(guò)流故障后，電源能自動(dòng)恢復(fù)為正常狀態(tài)；(5)能對(duì)輸出電壓進(jìn)行鍵盤(pán)設(shè)定和步進(jìn)調(diào)整，步進(jìn)值1V,同時(shí)具有輸出電壓、電流的測(cè)量和數(shù)字顯示功能。(6)其他。三、說(shuō)明(1)DC-DC變換器不允許使用成品模塊，但可使用開(kāi)關(guān)電源控制芯片（2）U2可通過(guò)交流調(diào)壓器改變Ui來(lái)調(diào)整。DC-DC變換器（含控制電路）只能由Uin端口供電，不得另加輔助電源。（3）

11、本題中的輸出噪聲紋波電壓是指輸出電壓中的所有非直流成分，要求用帶寬不小于20MHz模擬示波器（AC耦合、掃描速度20ms/div）測(cè)量Uopp。（4）本題中電壓調(diào)整率Su指U2在指定范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓Uo的變化率；負(fù)載調(diào)整率Si指Io在指定范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓Uo的變化率；DC-DC變換器效率。=Po/PIN,其中Po=UoIo,Pin=UinIin。（5）電源在最大輸出功率下應(yīng)能連續(xù)安全工作足夠長(zhǎng)的時(shí)間（測(cè)試期間，不能出現(xiàn)過(guò)熱等故障）。（6）制作時(shí)應(yīng)考慮方便測(cè)試，合理設(shè)置測(cè)試點(diǎn)（參考圖1）。（7）設(shè)計(jì)報(bào)告正文中應(yīng)包括系統(tǒng)總體框圖、核心電路原理圖、主要流程圖、主要的測(cè)試結(jié)果。完整的電路原

12、理圖、重要的源程序和完整的測(cè)試結(jié)果用附件給出。四、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目應(yīng)包括的主要內(nèi)谷或考核要點(diǎn)滿分設(shè)計(jì)報(bào)告力殺論證DC-DC主回路拓?fù)?；控制方法及?shí)現(xiàn)方案；提高效率的方法及實(shí)現(xiàn)方案8電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算主回路器件的選擇及參數(shù)計(jì)算；控制電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算；效率的分析及計(jì)算；保護(hù)電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算；數(shù)字設(shè)定及顯示電路的設(shè)計(jì)20測(cè)試方法與數(shù)據(jù)測(cè)試方法；測(cè)試儀器；測(cè)試數(shù)據(jù)（著重考查方法和儀器選擇的正確性以及數(shù)據(jù)是否全面、準(zhǔn)確）10測(cè)試結(jié)果分析與設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行比較，分析產(chǎn)生偏差的原因，并提出改進(jìn)方法5電路圖及設(shè)計(jì)文件重點(diǎn)考查完整性、規(guī)范性7總分50基本要求實(shí)際制作完成情況50發(fā)揮部分;完成第（1）項(xiàng)10完成第（2

13、）項(xiàng)10完成第（3）項(xiàng)15;完成第（4）項(xiàng)4完成第（5）項(xiàng)6其他5總分502009光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置(A題)【本科組】一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)光伏并網(wǎng)發(fā)電模寸裝置，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。用直流穩(wěn)壓電源U和電阻Rs模擬光伏電池，Us=60V,R=3036Q;Uref為模擬電網(wǎng)電壓的正弦參考信號(hào)，其峰峰值為2V,頻率fREF為45Hz55Hz;T為工頻隔離變壓器，變比為山：ni=2:1、r)3：ni=1:10,將Uf作為輸出電流的反饋信號(hào)；負(fù)載電阻R=3036a。圖1并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置框圖二、要求1.基本要求(1)具有最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT功能：R和R在給定范圍內(nèi)變化時(shí)，使，相對(duì)偏差的絕對(duì)值不大于

14、1%(2)具有頻率跟蹤功能：當(dāng)fREF在給定范圍內(nèi)變化時(shí)，使UF的頻率fF=fREF,相對(duì)偏差絕對(duì)值不大于1%(3)當(dāng)R=R=30Q時(shí)，DC-AC變換器的效率60%(4)當(dāng)R=R=30Q時(shí)，輸出電壓Uo的失真度TH改5%(5)具有輸入欠壓保護(hù)功能，動(dòng)作電壓Id(th)=(25±0.5)V。(6)具有輸出過(guò)流保護(hù)功能，動(dòng)作電流Io(th)=(1.5±0.2)A。2.發(fā)揮部分(1)提高DC-AC變換器的效率，使A80%(R=R=30Q時(shí))。(2)降低輸出電壓失真度，使TH氏1%(R=R=30Q時(shí))。(3)實(shí)現(xiàn)相位跟蹤功能：當(dāng)fREF在給定范圍內(nèi)變化以及加非阻性負(fù)載時(shí)，均能保證I

15、與Uref同相，相位偏差的絕對(duì)值W5°o(4)過(guò)流、欠壓故障排除后，裝置能自動(dòng)恢復(fù)為正常狀態(tài)。(5)其他。三、說(shuō)明1 .本題中所有交流量除特別說(shuō)明外均為有效值。2 .U采用實(shí)驗(yàn)室可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，不需自制。3 .控制電路允許另加輔助電源，但應(yīng)盡量減少路數(shù)和損耗。4 .DC-AC變換器效率，其中，。5 .基本要求（1）、（2）和發(fā)揮部分（3）要求從給定或條件發(fā)生變化到電路達(dá)到穩(wěn)態(tài)的時(shí)間不大于1s。6 .裝置應(yīng)能連續(xù)安全工作足夠長(zhǎng)時(shí)間，測(cè)試期間不能出現(xiàn)過(guò)熱等故障。7 .制作時(shí)應(yīng)合理設(shè)置測(cè)試點(diǎn)（參考圖1）,以方便測(cè)試。8 .設(shè)計(jì)報(bào)告正文中應(yīng)包括系統(tǒng)總體框圖、核心電路原理圖、主要流程圖、主要

16、的測(cè)試結(jié)果。完整的電路原理圖、重要的源程序和完整的測(cè)試結(jié)果用附件給出。四、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目主要內(nèi)容滿分設(shè)計(jì)報(bào)告方柔論證比較與選擇方案描述4理論分析與計(jì)算MPPT勺控制方法與參數(shù)計(jì)算同頻、同相的控制方法與參數(shù)計(jì)算提高效率的方法濾波參數(shù)計(jì)算9電路與程序設(shè)計(jì)DC-AC主回路與器件選擇控制電路或控制程序保護(hù)電路9測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果測(cè)試方案及測(cè)試條件測(cè)試結(jié)果及其完整性測(cè)試結(jié)果分析5設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性摘要設(shè)計(jì)報(bào)告正文的結(jié)構(gòu)圖標(biāo)的規(guī)范性3總分30基本要求實(shí)際制作完成情況50發(fā)揮部分完成第（1）項(xiàng)10完成第（2）項(xiàng)5完成第（3）項(xiàng)24完成第（4）項(xiàng)5其他6總分502009電能收集充電器(E題)【本科組】、任務(wù)設(shè)

17、計(jì)并制作一個(gè)電能收集充電器，充電器及測(cè)試原理示意圖如圖1。該充電器的核心為直流電源變換器，它從一直流電源中吸收電能，以盡可能大的電流充入一個(gè)可充電池。直流電源的輸出功率有限，其電動(dòng)勢(shì)Es在一定范圍內(nèi)緩慢變化，當(dāng)Es為不同值時(shí)，直流電源變換器的電路結(jié)構(gòu)，參數(shù)可以不同。監(jiān)測(cè)和控制電路由直流電源變換器供電。由于Es的變化極慢，監(jiān)測(cè)和控制電路應(yīng)該采用間歇工作方式，以降低其能耗?？沙潆姵氐碾妱?dòng)勢(shì)Ec=3.6V,內(nèi)阻Rc=0.1Qo圖1測(cè)試原理示意圖(Es和E押穩(wěn)壓電源提供，E用于防止電流倒灌)、要求1、基本要求(1)在Rs=100Q,Es=10V20V時(shí)，充電電流Ic大于(Es-Ec)/(Rs+Rc)。

18、(2)在Rs=100。時(shí)，能向電池充電的Es盡可能低。(3) Es從0逐漸升高時(shí)，能自動(dòng)啟動(dòng)充電功能的Es盡可能低。(4) Es降低到不能向電池充電，最低至0時(shí)，盡量降低電池放電電流。(5)監(jiān)測(cè)和控制電路工作間歇設(shè)定范圍為0.1s5s。2、發(fā)揮部分(1)在Rs=1Q,Es=1.2V3.6V時(shí)，以盡可能大的電流向電池充電。(2)能向電池充電的Es盡可能低。當(dāng)Es>1.1V時(shí)，取Rs=1Q;當(dāng)Es<1.1V時(shí)，取Rs=0.1Q。(3)電池完全放電，Es從0逐漸升高時(shí)，能自動(dòng)啟動(dòng)充電功能(充電輸出端開(kāi)路電壓>3.6V,短路電流>0)的Es盡可能低。當(dāng)Es>1.1V時(shí)，取Rs=1Q;當(dāng)Es<1.1V時(shí)，取Rs=0.1Qo(4)降低成本。(5)其他。三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)報(bào)告項(xiàng)目主要內(nèi)容滿分系統(tǒng)力條電源變換及控制方法實(shí)現(xiàn)方案5理論分析與計(jì)算提高效率方法的分析及計(jì)算7電路與程序設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算啟動(dòng)電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算設(shè)定電路的設(shè)計(jì)10測(cè)試結(jié)果測(cè)試數(shù)據(jù)完整性