歷年電子設(shè)計(jì)大賽電源類題目匯總

1、1994題目一 簡易數(shù)控直流電源 一、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)出有一定輸出電壓圍和功能的數(shù)控電源。其原理示意圖如下： 二、設(shè)計(jì)要求1基本要求 （1）輸出電壓：圍09.9V，步進(jìn)0.1V，紋波不大于10mV；（2）輸出電流：500mA； （3）輸出電壓值由數(shù)碼管顯示； （4）由“”、“”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±15V，5V。2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（比如三角波等）。三、評分意見 項(xiàng) 目得 分基本要求方案設(shè)計(jì)

2、與論證、理論計(jì)算與分析、電路圖30實(shí)際完成情況50總結(jié)報(bào)告20發(fā)揮部分完成第一項(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、電壓變化圍15%20%條件下：a輸出電壓可調(diào)圍為+9V+12Vb最大輸出電流為1.5Ac電壓調(diào)整率0.2%（輸入電壓220V變化圍15%20%下，空載到滿載）d負(fù)載調(diào)整率1%（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具有過流及短路保護(hù)功能（2）穩(wěn)流電源 在輸入電壓固

3、定為12V的條件下：a輸出電流：420mA可調(diào)b負(fù)載調(diào)整率1%（輸入電壓12V、負(fù)載電阻由200300變化時(shí)，輸出電流為20mA時(shí)的相對變化率）（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1%（輸入電壓變化圍+9V+12V）c負(fù)載調(diào)整率1%（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過熱保護(hù)c防止開、關(guān)機(jī)時(shí)產(chǎn)生的“過沖”（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)大輸出電壓調(diào)節(jié)圍和提高最大輸出電流值（

4、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、評分意見項(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，測試方法與數(shù)據(jù)，對測試結(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10V。其原理示意圖如下所示。二、要求1、基本要求（1）輸出電流圍：200mA2000mA；（2）可設(shè)置并顯示輸出電流給定值，要求輸出電流與給定值

5、偏差的絕對值給定值的1+10 mA；（3）具有“+”、“-”步進(jìn)調(diào)整功能，步進(jìn)10mA；（4）改變負(fù)載電阻，輸出電壓在10V以變化時(shí)，要求輸出電流變化的絕對值輸出電流值的1+10 mA；（5）紋波電流2mA；（6）自制電源。2、發(fā)揮部分（1）輸出電流圍為20mA2000mA，步進(jìn)1mA；（2）設(shè)計(jì)、制作測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)測值)，測量誤差的絕對值測量值的0.1+3個(gè)字；（3）改變負(fù)載電阻，輸出電壓在10V以變化時(shí)，要求輸出電流變化的絕對值輸出電流值的0.1+1 mA；（4）紋波電流0.2mA；（5）其他。三、評分標(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

6、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，測試方法與儀器，測試數(shù)據(jù)及測試結(jié)果分析。50實(shí)際完成情況50發(fā)揮部分完成第(1)項(xiàng)4完成第(2)項(xiàng)20完成第(3)項(xiàng)16完成第(4)項(xiàng)5其他5四、說明1、需留出輸出電流和電壓測量端子；2、輸出電流可用高精度電流表測量；如果沒有高精度電流表，可在采樣電阻上測量電壓換算成電流；3、紋波電流的測量可用低頻毫伏表測量輸出紋波電壓，換算成紋波電流。2005三相正弦波變頻電源（G題）一、任務(wù) 設(shè)計(jì)并制作一個(gè)三相正弦波變頻電源，輸出線電壓有效值為36V，最大負(fù)載電流有效值為3A，負(fù)載為三相對稱阻性負(fù)載(Y接法)。變頻電源框圖如下圖所示。二、要求1、基本要

7、求（1）輸出頻率圍為20Hz100Hz的三相對稱交流電，各相電壓有效值之差小于0.5V；（2）輸出電壓波形應(yīng)盡量接近正弦波，用示波器觀察無明顯失真；（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，誤差的絕對值小于5%；（4）具有過流保護(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，誤差的絕對值小于1%；（2）設(shè)計(jì)制作具有測量、顯示該變頻電

8、源輸出電壓、電流、頻率和功率的電路，測量誤差的絕對值小于5%；（3）變頻電源輸出頻率在50Hz以上時(shí)，輸出相電壓的失真度小于5%；（4）其他。三、評分標(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，測試方法與儀器，測試數(shù)據(jù)及測試結(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、說明 1、在調(diào)試過程中，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、測量失真度時(shí)，應(yīng)注意輸入信號(hào)

9、的衰減以及與失真度儀的隔離等問題；5、輸出功率可通過電流、電壓的測量值計(jì)算。2007開關(guān)穩(wěn)壓電源（E題）【本科組】一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作如圖1所示的開關(guān)穩(wěn)壓電源。圖1電源框圖二、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)圍：30V36V；（2） 最大輸出電流IOmax：2A；（3） U2從15V變到21V時(shí)，電壓調(diào)整率SU2%（IO=2A）；（4） IO從0變到2A時(shí)，負(fù)載調(diào)整率SI5%（U2=18V）；（5） 輸出噪聲紋波電壓峰-峰值UOPP1V（U2=18V,UO=36V,IO=2A）；（6） DC-DC變換器的效率70%（U2=18V,UO=36V,IO=2

10、A）；（7） 具有過流保護(hù)功能，動(dòng)作電流IO（th）=2.5±0.2A；2發(fā)揮部分（1） 進(jìn)一步提高電壓調(diào)整率，使SU0.2%（IO=2A）；（2） 進(jìn)一步提高負(fù)載調(diào)整率，使SI0.5%（U2=18V）；（3） 進(jìn)一步提高效率，使85%（U2=18V,UO=36V,IO=2A）；（4） 排除過流故障后，電源能自動(dòng)恢復(fù)為正常狀態(tài)；（5） 能對輸出電壓進(jìn)行鍵盤設(shè)定和步進(jìn)調(diào)整，步進(jìn)值1V，同時(shí)具有輸出電壓、電流的測量和數(shù)字顯示功能。（6） 其他。三、說明（1） DC-DC變換器不允許使用成品模塊，但可使用開關(guān)電源控制芯片。（2） U2可通過交流調(diào)壓器改變U1來調(diào)整。DC-DC變換器（含控制

11、電路）只能由UIN端口供電，不得另加輔助電源。（3） 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）測量UOPP。（4） 本題中電壓調(diào)整率SU指U2在指定圍變化時(shí)，輸出電壓UO的變化率；負(fù)載調(diào)整率SI指IO在指定圍變化時(shí)，輸出電壓UO的變化率；DC-DC變換器效率h=PO/ PIN，其中POUOIO，PINUINIIN。（5） 電源在最大輸出功率下應(yīng)能連續(xù)安全工作足夠長的時(shí)間（測試期間，不能出現(xiàn)過熱等故障）。（6） 制作時(shí)應(yīng)考慮方便測試，合理設(shè)置測試點(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

12、電路原理圖、主要流程圖、主要的測試結(jié)果。完整的電路原理圖、重要的源程序和完整的測試結(jié)果用附件給出。四、評分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng) 目應(yīng)包括的主要容或考核要點(diǎn)滿 分設(shè)計(jì)報(bào)告方案論證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 測試方法與數(shù)據(jù)測試方法；測試儀器；測試數(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)性7 總分50 基

13、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)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50 2009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)電模擬裝置，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。用直流穩(wěn)壓電源US和電阻RS模擬光伏電池，US=60V，RS=3036；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n2:n1=2:1、n3:n1=1:10，將uF作為輸出電流的反饋信號(hào)；負(fù)載電阻RL=3036。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

14、功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）功能：RS和RL在給定圍變化時(shí)，使，相對偏差的絕對值不大于1%。（2）具有頻率跟蹤功能：當(dāng)fREF在給定圍變化時(shí)，使uF的頻率fF=fREF，相對偏差絕對值不大于1%。（3）當(dāng)RS=RL=30時(shí)，DC-AC變換器的效率60%。（4）當(dāng)RS=RL=30時(shí)，輸出電壓uo的失真度THD5%。（5）具有輸入欠壓保護(hù)功能，動(dòng)作電壓Ud（th）=（25±0.5）V。（6）具有輸出過流保護(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80%（RS=RL=30時(shí)）。（2）降低輸出電壓失真度，使THD1%（RS=RL=3

15、0時(shí)）。（3）實(shí)現(xiàn)相位跟蹤功能：當(dāng)fREF在給定圍變化以及加非阻性負(fù)載時(shí)，均能保證uF與uREF同相，相位偏差的絕對值5°。（4）過流、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、說明1本題中所有交流量除特別說明外均為有效值。2US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。4DC-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)安全工作足夠長時(shí)間，測試期間不能出現(xiàn)過熱等故障。7制作時(shí)應(yīng)合理設(shè)置測試點(diǎn)（參考圖1），以方便測試。8設(shè)計(jì)報(bào)告正文

16、中應(yīng)包括系統(tǒng)總體框圖、核心電路原理圖、主要流程圖、主要的測試結(jié)果。完整的電路原理圖、重要的源程序和完整的測試結(jié)果用附件給出。四、評分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目主要容滿分設(shè)計(jì)報(bào)告方案論證比較與選擇方案描述4理論分析與計(jì)算MPPT的控制方法與參數(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測試方案與測試結(jié)果測試方案及測試條件測試結(jié)果及其完整性測試結(jié)果分析5設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)及規(guī)性摘要設(shè)計(jì)報(bào)告正文的結(jié)構(gòu)圖標(biāo)的規(guī)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50

17、2009電能收集充電器（E題）【本科組】一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)電能收集充電器，充電器及測試原理示意圖如圖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Es在一定圍緩慢變化，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Ec=3.6V，阻Rc=0.1。二、要求1、基本要求（1）在Rs=100，Es=10V20V時(shí)，充電電流Ic大于（Es-Ec）/（Rs+Rc）。（2）在Rs=100時(shí)

18、，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)測和控制電路工作間歇設(shè)定圍為 0.1 s5s。2、發(fā)揮部分（1）在Rs=1，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)Es1.1V時(shí)，取Rs =1；當(dāng)Es1.1V時(shí)，取Rs =0.1。（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（充電輸出端開路電壓3.6V，短路電流0）的Es盡可能低。當(dāng)Es1.1V時(shí)，取Rs =1；當(dāng)Es1.1V時(shí)，取Rs=0.1。（4）降低成本。（5）其他。三、評分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)報(bào)告項(xiàng) 目主要容滿分系統(tǒng)方案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)1