2007年电子设计大赛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 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 开关稳压电源（E题)—控制方案 UC3842 开关稳压电源（E题)—控制方案 UC3842 开关稳压电源（E题)—控制方案 开关稳压电源（E题)—控制方案 开关稳压电源（E题)—控制方案 开关稳压电源（E题)—控制方案 Ui U01 i 开关稳压电源（E题)—控制方案 其他传感器 控制