2007年子设计大赛E题-开关稳压电源.ppt

三 峡 大 学 高 学 军 开关稳压电源（E题)—题目/分析 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（E题)—题目/分析 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 输出电压UO可调范围：30V～36V； 最大输出电流IOmax：2A； U2从15V变到21V时，电压调整率SU≤2%(IO=2A) IO从0变到2A时，负载调整率SI≤5%(U2=18V) 输出噪声纹波电压峰-峰值UOPP≤1V（U2=18V,UO=36V,IO=2A）； DC-DC变换器的效率≥70%（U2=18V,UO=36V,IO=2A）； 具有过流保护功能，动作电流IO=2.5±0.2A 开关稳压电源（E题)—题目/分析 2．发挥部分 进一步提高电压调整率，使SU≤0.2%（IO=2A）； 进一步提高负载调整率，使SI≤0.5%（U2=18V）； 进一步提高效率，使≥85%（U2=18V,UO=36V,IO=2A） 排除过流故障后，电源能自动恢复为正常状态； 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。 其他。 开关稳压电源（E题)—题目/分析 三、说明 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。 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。 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。 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。 开关稳压电源（E题)—题目/分析 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）。 制作时应考虑方便测试，合理设置测试点. 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 开关稳压电源（E题)—题目/分析 要求: 输出电压UO可调范围：30V～36V； 最大输出电流IOmax：2A； 保护功能 根据题目分析，可以利用简单的升压（Boost）电路实现要求； “开关稳压电源”—查资料，利用变压器等电路就复杂； 本题一般学过电力电子的同学都可以作出来，实现相对容易----与2005年三相电源比较 第七届（2005年）三相正弦波变频电源（G题） 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之差大于0.5A时动作)功能，保护时自动切断输入交流电源。 主电路方案选择： 单管反激式 4 半桥逆变-整流 9 全桥逆变-整流 3 降压电路 1 双Boost电路 2 Boost电路 32 合计 51 主电路方案选择： 单管反激式 主电路方案选择： 半桥逆变-整流 主电路方案选择： 全桥逆变-整流 主电路方案选择： 降压电路—比较容易实施，不会出现问题 主电路方案选择： 双Boost电路 器件选择 1.变压器：容量 大电流时(2A)，输出电压达不到36V,U2电压降低 器件选择 2.整流滤波 器件选择 3.电感(f=10kHz) 一般取电感电流的变化量为半载时输入电流的30%. 器件选择 4.电容 器件选择 5.开关器件、二极管 采用PWM控制芯片—UC3842 采用CPU直接控制 频率: f=1.72/RTCT 采用CPU直接控制 电压电流测量 控制电源 正常：SW闭合 故障：SW断开 再加一个降压电路 开关稳压电源（E题)—参数计算 电流为输入电流最大值 电压为最大输出电压 鹅索蒜稠共穴朋椒蔬贯伤甥室住绳族孕就涪炼册黍烬泡偶佣刷毅蜂函台斗2007年电子设计大赛E题-开关稳压电源2007年电子设计大赛E题-开关稳压电源 采用PWM控制芯片 采用CPU直接控制 其他 控制 方案 题目分析 方案 选择 参数 计算 朔尧觉虚曲铁初韧谨魄聋蒂德贩雁斩蝎衍搭油拦甜飘得改综险斟垂英讨镇2007年电子设计大赛E题-开关稳压电源2007年电子设计大赛E题-开关稳压