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1、-.全国大学生电子设计大赛全国大学生电子设计大赛电源类赛题准备计划书电源类赛题准备计划书一前期基本知识储备与能力要求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 的核电路设计 Protel 99SE 或者“Altium Designer”1.3 基本能力掌握：a.掌握基本模块电路的原理和分
2、析，设计，并学会搜集资料辅助设计。b.运用 Protel 99SEOR“Altium Designer 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-可修编-.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，大致容组成。（运用 Word 文档软件）二具体计划容与训练二具体计划容与训练2.12.1 电源类赛
3、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-可修编-
4、.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）-可修编-.全国大学生电子设计竞赛历年电源题目（全国大学生电子设计竞赛历年电源题目（1994199420112011）第一届（第一届（19941994
5、 年）全国大学生电子设计竞赛题目年）全国大学生电子设计竞赛题目题目一简易数控直流电源题目一简易数控直流电源一、设计任务一、设计任务设计出有一定输出电压围和功能的数控电源。其原理示意图如下：二、设计要求二、设计要求1 基本要求（1）输出电压：围 09.9V，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。-可修编-.2发挥部分（1）输出电压可预置在09.9V 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 0.1
6、V 不变）；（3）扩展输出电压种类（比如三角波等）。三、评分意见三、评分意见项目得分方案设计与论证、理论计算与30基本要分析、电路图求实际完成情况50总结报告20完成第一项5发挥部分完成第二项15完成第三项20第三届（第三届（19971997 年）全国大学生电子设计竞赛题目年）全国大学生电子设计竞赛题目A A 题直流稳定电源题直流稳定电源一、任务一、任务-可修编-.设计并制作交流变换为直流的稳定电源。二、要求二、要求1基本要求（1）稳压电源稳压电源在输入电压 220V、50Hz、电压变化围15%20%条件下：a输出电压可调围为+9V+12Vb最大输出电流为 1.5Ac 电压调整率0.2%（输入
7、电压 220V 变化围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）稳流电源稳流电源在输入电压固定为12V 的条件下：a输出电流：420mA 可调 b 负载调整率1%（输入电压12V、负载电阻由 200300变化时，输出电流为 20mA 时的相对变化率）（3）DC-DCDC-DC 变换器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%（输入电压变化围+9V+12V）c负载调整率1%
8、（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）-可修编-.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、评分意见得分项目设计与总结报告：方案设计与论证，基本要理论分析与计算，电路图，测试方法 50求与数据，对测试结果的分析实际制作完成情况完成第（1）项完成第（
9、2）项发挥部分完成第（3）项完成第（4）项特色与创新5091561010-可修编-.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 200240V，50Hz；输出直流电压10V。其原理示意图如下所示。二、要求1 1、基本要求、基本要求-可修编-.（1）输出电流围：200mA2000mA；（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+10 mA；（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 以变化时，要求输出电流变化的绝对值输出电流值的 1+10 mA；（5
10、）纹波电流2mA；（6）自制电源。2 2、发挥部分、发挥部分（1）输出电流围为 20mA2000mA，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 以变化时，要求输出电流变化的绝对值输出电流值的 0.1+1 mA；（4）纹波电流0.2mA；（5）其他。三、评分标准基本要项目设计与总结报告：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，满分50-可修编-.求测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。实际完成情况完成第(1)项完成第(2)项5042016
11、55发挥部分完成第(3)项完成第(4)项其他四、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。-可修编-.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 1、基本要求、基本要求-可修编-220VAC隔离变压器整流逆变三相负载控制器-.（1）输出频率围为 20Hz100Hz 的三相对称交流电，各相电压有效
12、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 198V242V，负载电流有效值为 0.53A 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 2、发挥部分、发挥部分（1）当输入电压为198V242V，负载电流有效值为0.53A 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
13、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-可修编-.设计与总结报告：方案比较、设计基本要求与论证，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实际完成情况完成第（1）项发挥部分完成第（2）项完成第（3）项其它四、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
14、通过电流、电压的测量值计算。-可修编-50501024115-.第八届第八届20072007年全国大学生电子设计竞赛试题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】【本科组】一、任务一、任务设计并制作如图 1 所示的开关稳压电源。开关稳压电源IINIOUIN隔离U1=220VAC变压器U2=18VAC整流滤波DC-DC变换器UORL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：-可修编-.1 1基本要求（1）输出电压UO可调围：30V36V；IOmax：2A；（2）最大输出电流（3）U2从（4）IO从15V 变到 21V 时，电压调整率SU2%（IO=2A）；0
15、 变到 2A 时，负载调整率SI5%（U2=18V）；（5）输出噪声纹波电压峰-峰值UOPP1V（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）=2.50.2A；2 2发挥部分（1）进一步提高电压调整率，使（2）进一步提高负载调整率，使SU0.2%（IO=2A）；SI0.5%（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
16、出电压、电流的测量和数字显示功能。（6）其他。三、说明三、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。-可修编-.（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在指定围变化时，输出电压UO的变化率；负载调整率SI指IO在指定围变化时，输出电压UO的变化率；DC-DC 变换器效率=PO/PIN，其中POUOIO，
17、PINUINIIN。（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、评分标准四、评分标准项目项目应包括的主要容或考核要点应包括的主要容或考核要点DC-DC 主回路拓扑；控制方法及实现方案；提高效率的方法满分满分8设计设计方案论证-可修编-.报告报告及实现方案主回路器件的选择及参数计电路设计与参数计算算；控制电路设计与参数计算；效率的分析及计算；保护电路20
18、设计与参数计算；数字设定及显示电路的设计测试方法；测试仪器；测试数测 试 方 法 与 据数据(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 分析电 路 图 及 设计文件总分总分与设计指标进行比较，分析产生偏差的原因，并提出改进方法重点考查完整性、规性750505050完成第（1）项完成第（2）项完成第（3）项101015510基本基本要求要求发挥发挥部分部分实际制作完成情况-可修编-.完成第（4）项完成第（5）项其他总分总分2009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】【本科组】一、任务4655050设计并制作一个光伏并网发电模拟装置，其结
19、构框图如图 1 所示。用直流稳压电源US和电阻RS模拟光伏电池，US=60V，RS=3036；uREF为模拟电网电压的正弦参考信号，其峰峰值为 2V，频率fREF为 45Hz55Hz；T 为工频隔离变压器，变比为n2:n1=2:1、n3:n1=1:10，将uF作为输出电流的反馈信号；负载电阻RL=3036。-可修编-.RS+Id+io1滤波器Tion1uo1n2uoRLUS-Ud-DC-ACn3uREF控制电路uF图 1并网发电模拟装置框图二、要求1 1基本要求（1）具有最大功率点跟踪（MPPT）功能：RS和RL在给定围变化时，使Ud1US，相对偏差的绝对值不大于21%。（2）具有频率跟踪功能
20、：当fREF在给定围变化时，使uF的频率fF=fREF，相对偏差绝对值不大于 1%。（3）当RS=RL=30时，DC-AC 变换器的效率60%。（4）当RS=RL=30时，输出电压uo的失真度THD5%。（5）具有输入欠压保护功能，动作电压Ud（th）=（250.5）V。（6）具有输出过流保护功能，动作电流Io（th）=（1.50.2）A。2 2发挥部分（1）提高 DC-AC 变换器的效率，使80%（RS=RL=30时）。-可修编-.（2）降低输出电压失真度，使THD1%（RS=RL=30时）。（3）实现相位跟踪功能：当fREF在给定围变化以及加非阻性负载时，均能保证uF与uREF同相，相位偏
21、差的绝对值5。（4）过流、欠压故障排除后，装置能自动恢复为正常状态。（5）其他。三、说明1 1本题中所有交流量除特别说明外均为有效值。2 2US采用实验室可调直流稳压电源，不需自制。3 3控制电路允许另加辅助电源，但应尽量减少路数和损耗。4 4DC-AC 变换器效率Po，其中PoUo1Io1，PdUdId。Pd5 5基本要求（1）、（2）和发挥部分（3）要求从给定或条件发生变化到电路达到稳态的时间不大于 1s。6 6装置应能连续安全工作足够长时间，测试期间不能出现过热等故障。7 7制作时应合理设置测试点（参考图1），以方便测试。8 8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
22、、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。-可修编-.四、评分标准项目项目主要容主要容比较与选择方案描述MPPT 的控制方法与参数计算理 论 分 析 同频、同相的控制方法与参数与计算计算提高效率的方法滤波参数计算设计设计报告报告电 路 与 程序设计DC-AC 主回路与器件选择控制电路或控制程序保护电路99满满分分4方案论证测 试 方 案 测试方案及测试条件与 测 试 结 测试结果及其完整性果测试结果分析5设 计 报 告 摘要结 构 及 规 设计报告正文的结构性总分总分基本要基本要实际制作完成情况图标的规性303050503-可修编-.求求完成第（1）项完成第（
23、2）项发挥发挥部分部分完成第（3）项完成第（4）项其他总分总分10524565050电能收集充电器（电能收集充电器（E E 题）题）【本科组】一、任务设计并制作一个电能收集充电器，充电器及测试原理设计并制作一个电能收集充电器，充电器及测试原理示意图如图示意图如图 1 1。该充电器的核心为直流电源变换器，它从。该充电器的核心为直流电源变换器，它从一直流电源中吸收电能，以尽可能大的电流充入一个可充一直流电源中吸收电能，以尽可能大的电流充入一个可充电池。电池。直流电源的输出功率有限，直流电源的输出功率有限，其电动势其电动势E Es s 在一定围缓在一定围缓慢变化，当慢变化，当E Es s 为不同值时
24、，直流电源变换器的电路结构，为不同值时，直流电源变换器的电路结构，参数可以不同。监测和控制电路由直流电源变换器供电。参数可以不同。监测和控制电路由直流电源变换器供电。-可修编-.由于由于E Es s 的变化极慢，的变化极慢，监测和控制电路应该采用间歇工作方监测和控制电路应该采用间歇工作方式，式，以降低其能耗。以降低其能耗。可充电池的电动势可充电池的电动势E Ec=3.6Vc=3.6V，阻阻R Rc=0.1c=0.1。RsRc充电器（包括监控电路和直流电源变换器）EsIcRdEc直流电源模拟可充电池图1 测试原理示意图（Es和和Ec用稳压电源提供，用稳压电源提供，Rd用于防止电流倒灌用于防止电流
25、倒灌）二、要求1、基本要求（1 1）在）在R Rs=100s=100，EsEs=10V=10V20V20V 时，充电电流时，充电电流I Ic c 大于大于（E Es-s-E Ec c）/（R Rs+s+R Rc c）。（2 2）在）在R Rs=100s=100时，能向电池充电的时，能向电池充电的E Es s 尽可能低。尽可能低。（3 3）E Es s 从从 0 0 逐渐升高时，能自动启动充电功能的逐渐升高时，能自动启动充电功能的E Es s 尽尽可能低。可能低。（4 4）E Es s 降低到不能向电池充电，最低至降低到不能向电池充电，最低至 0 0 时，尽量降低时，尽量降低电池放电电流。电池放
26、电电流。（5 5）监测和控制电路工作间歇设定围为）监测和控制电路工作间歇设定围为 0.1 s0.1 s5s5s。2、发挥部分-可修编-.（1 1）在）在R Rs=1s=1，E Es=1.2Vs=1.2V3.6V3.6V 时，以尽可能大的电流时，以尽可能大的电流向电池充电。向电池充电。（2 2）能向电池充电的）能向电池充电的E Es s 尽可能低。当尽可能低。当E Es s1.1V1.1V 时，时，取取R Rs=1s=1；当当E Es s1.1V1.1V 时，取时，取R Rs=0.1s=0.1。（3 3）电池完全放电，）电池完全放电，E Es s 从从 0 0 逐渐升高时，能自动启动逐渐升高时，
27、能自动启动充电功能（充电输出端开路电压充电功能（充电输出端开路电压3.6V3.6V，短路电流，短路电流0 0）的）的E Es s 尽可能低。当尽可能低。当E Es s1.1V1.1V时，取时，取R Rs=1s=1；当；当E Es s1.1V1.1V 时，取时，取R Rs=0.1s=0.1。（4 4）降低成本。）降低成本。（5 5）其他。）其他。三、评分标准项目系统方案系统方案设计报告电路与程序设计电路与程序设计理论分析与计算理论分析与计算主要容电源变换及控制方法实电源变换及控制方法实现方案现方案提高效率方法的分析及提高效率方法的分析及计算计算电路设计与参数计算电路设计与参数计算启动电路设计与参
28、数计启动电路设计与参数计算算设定电路的设计设定电路的设计-可修编-满分5 57 71010-.测试结果测试结果测试数据完整性测试数据完整性测试结果分析测试结果分析摘要，摘要，设计报告正文的结设计报告正文的结构构图表的规性图表的规性3 3设计报告结构及规设计报告结构及规性性总分基本要求完成第（完成第（1 1）项）项发挥部完成第（完成第（2 2）项）项完成第（完成第（3 3）项）项完成第（完成第（4 4）项）项实际制作完成情况实际制作完成情况5 5305030305 55 55 55 550分其他其他总分四、说明1测试最低可充电测试最低可充电E Es s 的方法：逐渐降低的方法：逐渐降低E Es
29、s，直到充电电，直到充电电流流I Ic c 略大于略大于 0 0。当。当E Es s 高于高于 3.6V3.6V 时，时，R Rs s 为为 100100；E Es s低于低于 3.6V3.6V 时，更换时，更换R Rs s 为为 1 1；E Es s 降低到降低到 1.1V1.1V 以下时，以下时，-可修编-.更换更换R Rs s 为为 0.10.1。然后继续降低。然后继续降低E Es s，直到满足要求。，直到满足要求。2测试自动启动充电功能的方法：测试自动启动充电功能的方法：从从 0 0 开始逐渐升高开始逐渐升高E Es s，R Rs s 为为 0.10.1；当；当E Es s 升高到高于
30、升高到高于 1.1V1.1V 时，更换时，更换R Rs s 为为 1 1。然后继续升高。然后继续升高E Es s，直到满足要求。，直到满足要求。20112011 年全国大学生电子设计竞赛试题年全国大学生电子设计竞赛试题开关电源模块并联供电系统（开关电源模块并联供电系统（A A 题）题）【本科组】一、任务设计并制作一个由两个额定输出功率均为DC/DC 模块构成的并联供电系统（见图 1）。-可修编-的 8V-16W-.二、要求1.基本要求（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=8.00.4V。（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
31、阻，保持输出电压 UO=8.00.4V，使两个模块输出电流之和 IO=1.0A 且按 I1: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 5%。（4）调整负载电阻，保持输出电压 UO=8.00.4V，使两个模块输出电流之和 IO=1.5A 且按 I1:I2=1:2 模式自动分配电流，每个模块输-可修编-.出电流的相对误差绝对值不大于 5%。2.发挥部分（1）调整负载电阻，保持输出电压 UO=8.00.4V，使负载电流 IO 在 1.53.5A之间变化时，两个模块的输出电流可在（0.52.0）围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）
32、调整负载电阻，保持输出电压 UO=8.00.4V，使两个模块输出电流之和IO=4.0A 且按 I1: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的绝对值不大于 2%。（3）额定输出功率工作状态下，进一步提高供电系统效率。（4）具有负载短路保护及自动恢复功能，保护阈值电流为4.5A（调试时允许有0.2A 的偏差）。（5）其他。三、评分标准四、说明（1）不允许使用线性电源及成品的 DC/DC 模块。（2）供电系统含测控电路并由 UIN 供电，其能耗纳入系统效率计算。（3）除负载电阻为手动调整以及发挥部分（1）由手动设定电流比例外，其-可修编-.他功能的测试过程均不允许手动干预。（4）
33、供电系统应留出 UIN、UO、IIN、IO、I1、I2 参数的测试端子，供测试时使用。（5）每项测量须在 5 秒钟给出稳定读数。（6）设计制作时，应充分考虑系统散热问题，保证测试过程中系统能连续安全工作。2013 年全国大学生电子设计竞赛试题直流稳压电源及漏电保护装置（L 题）【高职高专组】一、任务设计并制作一台线性直流稳压电源和一个漏电保护装置，电路连接如图 1 所示。图中 RL 为负载电阻、R 为漏电电流调整电阻、A 为漏电流显示电流表、二、要求1基本要求设计一台额定输出电压为 5V，额定输出电流为1A 的直流稳压电源。-可修编-.（1）转换开关 S 接 1 端，RL 阻值固定为 5。当直
34、流输入电压在 725 V 变化时，要求输出电压为 50.05V，电压调整率 SU1%。（2）连接方式不变，RL 阻值固定为 5。当直流输入电压在 5.57V 变化时，要求输出电压为 50.05V。（3）连接方式不变，直流输入电压固定在 7V，当直流稳压电源输出电流由1A 减小到 0.01A 时，要求负载调整率SL1%。（4）制作一个功率测量与显示电路，实时显示稳压电源的输出功率。2发挥部分设计一个动作电流为 30mA 的漏电保护装置（使用基本要求部分制作的直流稳压电源供电，不得使用其他电源）。（1）转换开关 S 接 2 端，将 RL 接到漏电保护装置的输出端，阻值固定为20，R 和电流表 A
35、组成模拟漏电支路（见图 1）。调节 R，将漏电动作电流设定为30 mA。当漏电保护装置动作后，RL 两端电压为 0V 并保持自锁。排除漏电故障后，按下 K 恢复输出。要求漏电保护装置没有动作时，输出电压4.6V。（2）要求漏电保护装置动作电流误差的绝对值5%。（3）尽量减小漏电保护装置的接入功耗。（4）其他。-可修编-.2015 全国电子设计大赛题目(A-J)双向 DC-DC 变换器（A 题）【本科组】一、任务设计并制作用于电池储能装置的双向 DC-DC 变换器，实现电池的充放电功能，功能可由按键设定，亦可自动转换。系统结构如图1 所示，图中除直流稳压电源外，其他器件均需自备。电池组由 5 节
36、 18650 型、容量 20003000mAh 的锂离-可修编-.子电池串联组成。所用电阻阻值误差的绝对值不大于 5%。双向 DC-DC二、要求1基本要求接通 S 1、S 3，断开 S 2，将装置设定为充电模式。（1）U 2=30V 条件下，实现对电池恒流充电。充电电流 I 1在 12A 围步进可调，步进值不大于 0.1A，电流控制精度不低于 5%。（2）设定 I 1=2A，调整直流稳压电源输出电压，使 U 2 在2436V 围变化时，要求充电电流 I 1 的变化率不大于 1%。（3）设定 I 1=2A，在 U 2=30V 条件下，变换器的效率190%。（4）测量并显示充电电流 I 1，在 I
37、 1=12A 围测量精度不低于 2%。（5）具有过充保护功能：设定 I 1=2A，当 U 1 超过阈值 U1th=240.5V 时，停止充电。A-2/32发挥部分（1）断开 S 1、接通 S 2，将装置设定为放电模式，保持U 2=300.5V，此时变换器效率-可修编-.295%。（2）接通 S 1、S 2，断开 S 3，调整直流稳压电源输出电压，使 U s 在 3238V 围变化时，双向 DC-DC 电路能够自动转换工作模式并保持 U 2=300.5V。（3）在满足要求的前提下简化结构、减轻重量，使双向DC-DC 变换器、测控电路与辅助电源三部分的总重量不大于 500g。（4）其他。三、说明1
38、要求采用带保护板的电池，使用前认真阅读所用电池的技术资料，学会估算电池的荷电状态，保证电池全过程的使用安全。2 电池组不需封装在作品，测试时自行携带至测试场地；测试前电池初始状态由参赛队员自定，测试过程中不允许更换电池。2基本要求（1）中的电流控制精度定义为3.基本要求（2）电流变化率的计算方法：设 U 2=36V 时，充电电流值为 I 11；U 2=30V 时，充电电流值为 I 1；U 2=24V 时，充电电流值为 I 12，则5.基本要求（5）的测试方法：在图 1 的 A、B 点之间串入-可修编-.滑线变阻器，使 U 1 增加。6辅助电源需自制或自备，可由直流稳压电源（U s 处）或工频电源（220V）为其供电。7作品应能连续安全工作足够长时间，测试期间不能出现过热等故障。8制作时应合理设置测试点（参考图 1），以方便测试；为方便测重，应能较方便的将双向 DC-DC 变换器、测控电路与辅助电源三部分与其他部分分开。9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可用附件给出，在附件中提供作品较清晰的照片。.-可修编-