下载文档原格式
2015电赛电源题详解摘要：1.电赛电源题概述2.电赛电源题的解题思路3.电赛电源题的详细解答过程4.电赛电源题的注意事项正文：一、电赛电源题概述电赛电源题是电子设计竞赛中的一种题型，主要考察参赛者对电源系统的理解和应用能力。
电源系统是电子设备的基础，其性能直接影响到整个系统的稳定性和可靠性。
因此，掌握电源系统的设计方法对于电子设计竞赛来说至关重要。
二、电赛电源题的解题思路1.理解题目要求：首先要认真阅读题目，明确题目所给出的条件和要求，了解电源系统的基本参数，例如输出电压、输出电流、输入电压等。
2.选择合适的电源拓扑：根据题目要求和基本参数，选择合适的电源拓扑，例如直流稳压电源、交流稳压电源、开关电源等。
3.进行电路设计：在选定电源拓扑的基础上，进行具体的电路设计，包括选择元器件、确定元器件参数、绘制电路原理图等。
4.仿真与调试：在电路设计完成后，需要对电路进行仿真和调试，以验证电路的性能是否满足题目要求。
5.撰写论文：最后，整理自己的设计思路和过程，撰写一篇完整的论文，包括摘要、引言、电路设计、仿真结果和结论等部分。
三、电赛电源题的详细解答过程以直流稳压电源为例，其详细解答过程如下：1.根据题目要求，确定电源系统的输出电压、输出电流等参数。
2.选择合适的直流稳压电源拓扑，例如串联型稳压电源、并联型稳压电源等。
3.进行电路设计，包括选择合适的晶体管、电阻、电容等元器件，并确定元器件的参数。
4.绘制电路原理图，并进行仿真和调试，验证电路的性能是否满足题目要求。
5.对电路进行优化和调整，以提高电源系统的稳定性和可靠性。
6.撰写论文，详细介绍电路设计过程和仿真结果。
四、电赛电源题的注意事项1.在设计电源系统时，要充分考虑电源的稳定性、可靠性和效率等因素。
2.选择元器件时，要综合考虑元器件的性能、价格和可获得性等因素。
3.在进行电路仿真和调试时，要确保仿真工具的准确性和可靠性。
2013年全国大学生电子设计竞赛双向DC-DC变换器（A题）2015年8月12日摘要本系统以Buck和Boost并联，实现双向DC-DC交换，以STM32为核心控制芯片。
Buck降压模块使用XL4016开关降压型转换芯片，通过单片机闭环实现恒流输出控制。
放电回路选择Boost升压模块，以UC3843作为PWM控制器，组成电压负反馈系统，通过调整PWM的占空比，实现稳压输出。
系统能自动检测外部电源电压变化，在负载端电源较高时自动切换成充电模式，反之切换为放电状态。
系统具有过流、过压保护功能，并可对输出电压、电流进行测量和显示。
关键字：DC-DC交换；Buck；Boost；PWM控制AbstractThe system is Buck and Boost parallel, to achieve two-way DC-DC exchange, STM32 as the core control chip.The Buck Buck module uses the XL4016 switch Buck converter chip, takes the current signal in the output, controls the feedback of XL4016, completes the closed-loop control, and realizes the constant current output. Boost boost module uses UC3843 as the PWM control chip, according to the output voltage negative feedback signal to adjust the PWM signal, the closed-loop control is carried out, in order to achieve the regulator output.System can automatically switch charge and discharge mode, can also be manually switch. The system has the function of over current and over voltage protection, and can measure and display the output voltage and current.Key words: bidirectional DC-DC converter, Buck, boost, PWM control目录1系统方案 (1)1.1 升、降压电路的论证与选择 (1)1.2 系统组成及控制方法 (1)2系统理论分析与计算 (2)2.1 电路设计与分析 (2)2.1.1 提高效率的方法 (2)2.1.2 控制回路分析 (2)2.2 控制方法分析 (2)2.3 升压、降压电路参数计算 (3)2.3.1 元件选取 (3)2.3.2 电感计算 (3)3电路与程序设计 (4)3.1电路的设计 (4)3.1.1系统总体框图 (4)3.1.2 充电系统原理 (4)3.1.3 放电系统原理 (5)3.2程序的设计 (5)3.2.1程序功能描述与设计思路 (5)3.2.2程序流程图 (5)4测试方案与测试结果 (6)4.1测试方案 (6)4.2 测试条件与仪器 (7)4.3 测试结果及分析 (7)4.3.1测试结果(数据) (7)4.3.2测试分析与结论 (7)附录1：电路原理及实物 (8)附录2：主要程序片段 (9)双向DC-DC变换器（A题）【本科组】1系统方案系统要求效率，所以恒压输出、稳流输出都应采用开关电路，鉴于本题目要求的功能，系统主要由恒压控制模块、恒流控制模块组成，另为了灵活调整输出参数并实时监控系统工作状态，运用单片机控制技术，还有支持系统控制系统工作的辅助电源。
2015年全国大学生电子设计竞赛双向 DC-DC 变换器（A题）【本科组】2015年8月13日目录第一章方案论证 ............................................................. 错误!未定义书签。
论证比较.......................................................................................... 错误!未定义书签。
实验方案选择 ........................................................................... 错误!未定义书签。
脉冲发生模块的选择 (2)方案描述 (3)第二章电路与程序设计 (3)系统结构框图 (3)主系统 (3)子系统与器件选择 (3)器件选择............................................ 错误!未定义书签。
程序功能描述........................................ 错误!未定义书签。
第三章理论分析与计算. (5)参数的计算 (5)电感的计算 (5)开关频率的计算 (5)其他外围参数的选择 (5)输出电流设置 (6)第四章测试方案与测试结果 (6)测试方案及测试条件 (6)测试方案 (6)测试条件 (7)测试结果及其分析 (7)测试结果 (7)测试分析 (8)附录1：电路实物图 (8)摘要本系统介绍了一种双向DC-DC变换器的基本原理和实现方法。
由SG3525芯片产生的PWM波经三极管传入到电路中，驱动MOSFET管，使其关断或导通，使电压升高或降低。
同时，可由单片机监测相应信号经判断后控制继电器选择放电或充电的模式使电路保持在一直正常情况下运行。
当充电电压超出限幅值时，单片机可自动断开主电路，以保护系统安全。
2015电赛电源题详解摘要：一、引言二、电赛电源题背景介绍三、电赛电源题详解1.题目要求2.解题思路3.具体步骤四、结论正文：【引言】电赛是电子设计竞赛的简称，旨在培养大学生的电子设计能力和创新能力。
电源题是电赛中的重要题目类型，涉及到电路设计、电源变换、稳压等方面的知识。
本文将对2015年电赛电源题进行详细解析，帮助大家更好地理解电源题的解题思路和方法。
【电赛电源题背景介绍】2015年电赛电源题要求参赛者设计一个直流稳压电源，主要技术指标为：输出电压为1.5V，输出电流为100mA，输入电压范围为3V~12V。
此题综合考察了参赛者的电源变换、稳压、电路设计等多方面能力。
【电赛电源题详解】【题目要求】设计一个直流稳压电源，输出电压为1.5V，输出电流为100mA，输入电压范围为3V~12V。
电源应具备以下功能：1.能够将输入电压稳定输出；2.具备短路保护功能；3.具备过压保护功能；4.电源效率不低于70%。
【解题思路】1.采用LM317线性稳压器作为主稳压器件，其内部包含一个误差放大器、参考电压源、调整电阻等，可以方便地实现输出电压的稳定；2.使用光耦合器作为输入和输出隔离，保护电路；3.使用二极管、电容等元器件组成输入和输出滤波电路，降低输出电压的纹波；4.使用MOSFET或继电器等实现短路保护；5.使用二极管、电容等实现过压保护。
【具体步骤】1.设计LM317稳压电路。
将LM317的ADJ引脚与外部调整电阻相连，使输出电压达到1.5V。
同时，连接反馈电阻以保证电源的稳定输出；2.设计输入输出隔离电路。
将光耦合器的输入端连接到LM317的OUTPUT引脚，输出端连接到负载；3.设计输入输出滤波电路。
在输入端串联一个10uF的电解电容，并联一个10nF的陶瓷电容，以降低输入电压的纹波。
在输出端串联一个10uF的电解电容，并联一个10nF的陶瓷电容，以降低输出电压的纹波；4.设计短路保护电路。
在输出端串联一个MOSFET或继电器，当短路发生时，MOSFET或继电器迅速切断电源，保护电路；5.设计过压保护电路。
2015年全国大学生电子设计竞赛1设计任务与要求1.1设计任务设计并制作一个风板控制装置。
该装置能通过控制风量来控制风板完成规定动作，风板控制装置参考示意图见图1。
图1 风板控制装置参考示意图1.2技术指标（1）预置风板控制角度（控制角度在45°~135°之间设定）。
由起点开始启动装置，控制风板达到预置角度，过渡过程中时间不大于10s,控制角度误差不小于5°，在预置角度上的稳定停留时间为5s，误差不小于1s。
动作完成后风板平稳停留在终点位置上；（2）在45°~145°范围内预置两个角度值（Φ1和Φ2）。
由终点开始启动装置，在10s 内控制风板到达第一个预置角度上；然后到达第二个预置角度，在两个预置角度之间做3次摆动，摆动周期不大于5s，摆动幅角误差不大于5°，动作完成后风板平稳停留在起点位置上；（3）显示风板设置的控制角度。
风板从一个状态转变到另一个状态时应有明显的声光提示。
（4）其他自主发挥功能。
（5）设计报告。
1.3题目评析根据设计要求，对题目评析如下：本题的重点：①设计合适的机械结构，选择适当的风机。
②传感器和转动轴灵敏度的选择。
③编写合适的算法使风板停在预置角度。
本题的难点：①既要保证风板摆动稳定，又要保证不超时。
②减小角度误差。
③来回摆动不稳定，难以精确控制角度。
2方案比较与选择2.1 主控MCU选择方案一：采用ARM作为系统的核心控制芯片。
ARM芯片，运算速度快，内存大，功耗低，功能强大，但是其成本高，操作指令复杂，用在该系统中还会使ARM大量资源闲置，无疑是大材小用了。
方案二：采用STC公司生产的STC12C5A60S2单片机作为系统的核心控制芯片。
STC12C5A60S2单片机具有很多优点：速度快，是传统51单片机的8~12倍；功耗低、抗干扰性能强；指令代码完全兼容传统的8051，程序编写简单、价格低廉，缺点是不能再线调试，外部IO口不太丰富。
2013年全国大学生电子设计竞赛双向DC-DC变换器（A题）2015年8月12日摘要本系统以Buck和Boost并联，实现双向DC-DC交换，以STM32为核心控制芯片。
Buck降压模块使用XL4016开关降压型转换芯片，通过单片机闭环实现恒流输出控制。
放电回路选择Boost升压模块，以UC3843作为PWM控制器，组成电压负反馈系统，通过调整PWM的占空比，实现稳压输出。
系统能自动检测外部电源电压变化，在负载端电源较高时自动切换成充电模式，反之切换为放电状态。
系统具有过流、过压保护功能，并可对输出电压、电流进行测量和显示。
关键字：DC-DC交换；Buck；Boost；PWM控制AbstractThe system is Buck and Boost parallel, to achieve two-way DC-DC exchange, STM32 as the core control chip.The Buck Buck module uses the XL4016 switch Buck converter chip, takes the current signal in the output, controls the feedback of XL4016, completes the closed-loop control, and realizes the constant current output. Boost boost module uses UC3843 as the PWM control chip, according to the output voltage negative feedback signal to adjust the PWM signal, the closed-loop control is carried out, in order to achieve the regulator output.System can automatically switch charge and discharge mode, can also be manually switch. The system has the function of over current and over voltage protection, and can measure and display the output voltage and current.Key words: bidirectional DC-DC converter, Buck, boost, PWM control目录1系统方案 (1)1.1 升、降压电路的论证与选择 (1)1.2 系统组成及控制方法 (1)2系统理论分析与计算 (2)2.1 电路设计与分析 (2)2.1.1 提高效率的方法 (2)2.1.2 控制回路分析 (2)2.2 控制方法分析 (2)2.3 升压、降压电路参数计算 (3)2.3.1 元件选取 (3)2.3.2 电感计算 (3)3电路与程序设计 (4)3.1电路的设计 (4)3.1.1系统总体框图 (4)3.1.2 充电系统原理 (4)3.1.3 放电系统原理 (5)3.2程序的设计 (5)3.2.1程序功能描述与设计思路 (5)3.2.2程序流程图 (5)4测试方案与测试结果 (6)4.1测试方案 (6)4.2 测试条件与仪器 (7)4.3 测试结果及分析 (7)4.3.1测试结果(数据) (7)4.3.2测试分析与结论 (7)附录1：电路原理及实物 (8)附录2：主要程序片段 (9)双向DC-DC变换器1系统方案系统要求效率，所以恒压输出、稳流输出都应采用开关电路，鉴于本题目要求的功能，系统主要由恒压控制模块、恒流控制模块组成，另为了灵活调整输出参数并实时监控系统工作状态，运用单片机控制技术，还有支持系统控制系统工作的辅助电源。
开关稳压电源全国大学生电子设计竞赛全国一等奖摘要：本系统从使用简单、测试方便、功能完备、成本低廉，用户界面友好出发，以Boost DC/DC变换器作为主要功能模块，通过电压反馈实现电压的稳定输出。
采用Atmaga16单片机，开发了全程中文菜单操作环境，具有全中文提示和电压电流显示，通过键盘实现输出电压的步进调整，并且有时间和温度显示。
输出电压30-36V可调，最大输出电流达2A，并且具有过流保护和自动恢复的功能。
输出噪声纹波电压峰-峰值小于1V，变换器效率超过85%。
关键词：开关电源，电压可调，过流保护，高效率。
Abstract：We design our system at the standing point of the use of simple, convenient testing, a fully functioning, low-cost and user-friendly. The key function module of our system is a Boost DC / DC converter, and it achieved stable output voltage through voltage feedback. We developed a wholly Chinese developing and operating environment using a ATmaga16 MCU. The system can display the value of output current and voltage, and the output voltage can be adjusted from 30V to 36V through the keyboard, and the maximum output current is 2A. The system has a function of over-current protection, and it can return to the normal state automatically when the current is under the threshold value. The output-voltage ripple noise of the system is lower than 1V, and the converter efficiency of over 85%.Keywords：Switching Power Supply, Voltage adjustable, Over-current protection, High efficiency1. 方案论证根据设计要求，本系统主要由前级滤波部分、交流降压部分、整流滤波部分、DC/DC转换部分、PWM产生及输出反馈部分、控制部分、保护部分等组成。
2015年全国大学生电子设计竞赛题目【本科组】双向DC-DC变换器（A题）风力摆控制系统(B题）多旋翼自主飞行器（C题）增益可控射频放大器（D题）80MHz-100MHz频谱分析仪（E题）数字频率计（F题）短距视频信号无线通信网络（G题）第一届（1994年）第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛A.简易数控直流电源B.多路数据采集系统第二届（1995年）第二届（1995年）全国大学生电子设计竞赛A.实用低频功率放大器B.实用信号源的设计和制作C.简易无线电遥控系统D.简易电阻、电容和电感测试仪第三届（1997年）第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛直流稳定电源A.B.简易数字频率计C.水温控制系统D.调幅广播收音机第四届（1999年）第四届（1999年）全国大学生电子设计竞赛A.测量放大器B.数字式工频有效值多用表C.频率特性测试仪D.短波调频接收机E.数字化语音存储与回放系统第五届（2001年）第五届（2001年）全国大学生电子设计竞赛A.波形发生器B.简易数字存储示波器C.自动往返电动小汽车D.高效率音频功率放大器E.数据采集与传输系统F.调频收音机第六届（2003年）第六届（2003年）全国大学生电子设计竞赛A.电压控制LC振荡器宽带放大器B.C.低频数字式相位测量仪D.简易逻辑分析仪E.简易智能电动车F.液体点滴速度监控装置第七届（2005年）第七届（2005年）全国大学生电子设计竞赛A.正弦信号发生器B.集成运放测试仪C.简易频谱分析仪D.单工无线呼叫系统E.悬挂运动控制系统F.数控恒流源G.三相正弦波变频电源第八届（2007年）第八届（2007年）全国大学生电子设计竞赛A.音频信号分析仪B.无线识别C.数字示波器D.程控滤波器E.开关稳压电源F.电动车跷跷板积分式直流数字电压表G.H.信号发生器I.可控放大器J.电动车跷跷板第九届（2009年）第九届（2009年）全国大学生电子设计竞赛A.光伏并网发电模拟装置B.声音导引系统C.宽带直流放大器D.无线环境监测模拟装置E.电能收集充电器F.数字幅频均衡功率放大器G.低频功率放大器H.LED点阵书写显示屏I.模拟路灯控制系统第十届（2011年）A.开关电源模块并联供电系统B.基于自由摆的平板控制系统C.智能小车D. LC 谐振放大器E.简易数字信号传输性能分析仪F.帆板控制系统简易自动电阻测试仪G.H.波形采集、存储与回放系统第十一届（2013年）A.单相AC-DC变换电路B.四旋翼自主飞行器C.简易旋转倒立摆及控制装置D.射频宽带放大器E.简易频率特性测试仪F.红外光通信装置G.手写绘图板J.电磁控制运动装置K.简易照明线路探测仪L.直流稳压电源及漏电保护装置第十二届（2015年）【本科组】双向DC-DC变换器（A题）风力摆控制系统(B题）多旋翼自主飞行器（C题）增益可控射频放大器（D题）80MHz-100MHz频谱分析仪（E题）数字频率计（F题）短距视频信号无线通信网络（G题）【高职高专组】LED闪光灯电源（H题）风板控制装置（I题）小球滚动控制系统（J题）获奖状况．。
