全国大学生电子设计大赛备战方案.docx

1、全国大学生电子设计大赛备战方案全国大学生电子设计大赛电源类赛题准备计划书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/FPG编程/模拟用Quartusll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的内核电路设计 Protel 99SE 或者 “AltiumDesigner ”1.3基本能力掌握：a.掌握基本模块电路的原理和分析，设计，并学会搜集资料辅 助设计。b.运用 Protel 99SEOR

2、 “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，大致内容 组成。（运用 Word文档软件） 二具体计划内容与训练2.1电源类赛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

3、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、

4、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）全国大学生电子设计竞赛历年电源题目( 1994 2011)第一届(1994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、设计任务设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。其原理示意图如下：、设计要求1 .基本要求(1)输出电压：范围 0+ 9.9V，步进0.1V，纹波不大于

5、10mV(2)输出电流：500mA(3)输出电压值由数码管显示；(4)由“ + ”、“一”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， 输出土 15V,+ 5V。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)(步用自动扫描代替人工按键， 实现输出电压变化进0.1V不变)；(3)扩展输出电压种类(比如三角波等)三、评分意见项目得分基本要求方案设计与论证、理论计算与分析、电路图30实际完成情况50总结报告20发挥部分完成第一项5完成第二项15完成第三项20第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛题目A题直流稳定电源一、 任务设计并制作交

6、流变换为直流的稳定电源。二、 要求1 .基本要求（1）稳压电源 在输入电压220V、50Hz、电压变化范围 + 15%- 20%条件下：a.输出电压可调范围为 +9V+12Vb.最大输出电流为 1.5Ac.电压调整率W 0.2% （输入电压220V变化范围+ 15% -20%下，空载到满载）d.负载调整率w 1% （最低输入电压下，满载）e.纹波电压（峰-峰值）w 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 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w 1%(输入电

7、压+ 12V、负载电阻由200Q300Q 变化时，输出电流为 20mA时的相对变化率)(3) DC-DC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w 1% (输入电压变化范围 +9V+12V)c .负载调整率w 1%(输入电压+12V下，空载到满载)d.纹波电压(峰-峰值)w 100mV (输入电压 +9V下， 满载)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.扩大输出电压调节范围和提高最大输出电流值(3)改善

8、DC-DC变换器a.提高效率(在 100V、100mAT)b.提高输出电压(4)用数字显示输出电压和输出电流三、评分意见项目得分基本要求设计与总结报告：方案设计与论证， 理论分析与计算，电路图，测试方法 与数据，对测试结果的分析50实际制作完成情况509发挥部分完成第（1）项完成第（2）项15完成第（3）项6完成第（4）项10特色与创新10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)、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W 10V。其原理示意图如下所示。二、要求1、基本要求(1)输出电流范围： 200mA2000mA(2)可设置并

9、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w给定值的1 % +10 mA;(3)具有“ +”、“ - ”步进调整功能，步进W 10mA(4)改变负载电阻，输出电压在 10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值w输出电流值的 1% +10 mA(5)纹波电流W 2mA(6)自制电源。2、发挥部分(1)输出电流范围为 20mA- 2000mA 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w测量值的0.1 % +3个字；(3) 改变负载电阻，输出电压在 10V以内变化时，要求输出电流变化的绝对值w输出电流值的 0.1 %

10、 +1 mA(4)纹波电流w 0.2mA;(5)其他。三、评分标准项目满分基本要求设计与总结报告：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， 测试方法与仪器，测试数据及测试结果分 析。50实际完成情况50发挥部分完成第项4完成第项20完成第项16完成第项5其他5四、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。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

11、3A，负载为三相对称阻性 负载(丫接法)。变频电源框图如下图所示。二、要求1、基本要求(1) 输出频率范围为20Hz100Hz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、发挥部分（1） 当输入电压为198V242V,负载

12、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、评分标准项目满分基本要求设计与总结报告：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，测试方法与仪器， 测试数据及测试结果分析50实际完成情况50发挥部分完成第（1）项10完成第（2）项24完成第（3）项11其它5四、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

13、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、 输出功率可通过电流、电压的测量值计算。第八届2007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】、任务图1电源框图、要求在电阻负载条件下，使电源满足下述要求：1 .基本要求（1） 输出电压UO可调范围：30V36V;（2） 最大输出电流 I Oma： 2A；（3） U2从15V变到21V时，电压调整率Su 2（ Io=2A）;（4） Io从0变到2A时，负载调整率 S 5%（ U2=18V）;（5） 输出噪声

14、纹波电压峰-峰值UOppC 1V（U2=18V,UO=36V,Io=2A）;（6） DC-DC 变换器的效率 70% U2=18V, UO=36V,I o=2A）;（7） 具有过流保护功能，动作电流 I。（th） =2.5 0.2A;2.发挥部分(1)进一步提高电压调整率，使 SW 0.2% (Io=2A);(2)进一步提高负载调整率，使 S 0.5% ( U2=18V);(3)进一步提高效率，使口85( U=18V,U=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, 同时具有输出电压、电流的测量和数字显示功能。(6)其他。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。(2)U2可通过交流调压器改变 U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UO