单片开发-竞赛例题解析.pdf

大学生电子设计竞赛 近年例题详解 例一：开关电源模块并联供电系统（2011A ） 一、任务  设计并制作一个由两个额定输出功率均为 16W 的8V DC/DC 模块构成的并联供电系统。 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=8.0 ±0.4V 。  （2 ）额定输出功率工作状态 下，供电系统的效率不低于60% 。  （3 ）调整负载电阻，保持输 出电压UO=8.0 ±0.4V，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=8.0 ±0.4V，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，每个模块输出电 流的相对误差绝对值不大于5% 仅供学习，请勿外传 NPU 2. 发挥部分  （1）调整负载电阻，保持输出电压UO=8.0 ±0.4V，使负载电流IO 在 1.5~3.5A之间变化时，两个模块的输出电流可在（0.5~2.0 ）范围内按指 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 ）调整负载电阻，保持输出电压UO=8.0 ±0.4V，使两个模块输出电 流之和IO =4.0A 且按I 1: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、 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， 其他功能的测试过程均不允许手动干预。  （4 ）供电系统应留出UIN、UO、IIN 、IO、I 1、I2 参数的测试端子， 供测试时使用。  （5 ）每项测量须在5 秒钟内给出稳定读数。  （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。 仅供学习，请勿外传 NPU 获奖作品详解 图 1.1 系统方框图 摘 要 本系统以ATmega128 为主要控制核心，系统 主要由DC/DC变换电路、 恒流源控制电路、D/A数 模转换模块、电流电压 测量模块、电源模块、 显示模块、过流过压保 护模块等，DC/DC变换 采用简单的Buck变换电 路，恒流源控制系统采 用集成运算放大器构成 一、方案比较与论证 的具有深度负反馈的数 整个系统可以划分为控制模块、DC/DC 字可控直流源。 降压模块、电流控制模块、电压控制模 块、隔离模块、电源模块、显示模块、 关键词：Buck电路 电流 D/A转换模块、电压电流测量模块、过 控制 D/A 开关电源 并 压过流保护模块等辅助模块。 联 为实现不同功能，我们设计了几种不同 的方案并进行论证。 仅供学习，请勿外传 NPU 1.1DC-DC降压模块的论证与选择 方案一：反激变换器，该拓扑通过改变PWM的占空比，既可以实现升压，也可以实 现降压，拓扑本身能防止电流倒灌，而