全国电子设计大赛论文 电源设计

一：方案论证

1.系统总体设计方案

根据题目要求，总体设计方案如下：将交流电220V送进隔离变压器，一级输出18V交流电。通过整流滤波，将交流电转为直流电，进行DC-DC升压和降压。副DC-DC实现的降压值为5V，用于给单片机控制系统供电。通过键盘可以对主DC-DC升压的输出电压进行设定和步进调整，并由AD对输出进行采样，通过在单片机内预置的算法对输出进行补偿调整，同时从液晶屏上数字显示出电流和电压值。当开关稳压电源输出电流达到上限时，启动过流保护；当故障排除后，开关电源恢复正常工作。系统总体框图如图1.1所示。

图1.1 系统总体框图

2.主DC-DC升压电路设计方案

DC－DC升压电路采用自举式升压方式，如图1.2所示，当晶体管导通时，电感与电源接地端直接相连，形成回路。随着能量存储到电感的磁场中，流过电感的电流斜线上升，磁力线增强。

当晶体管截止时，磁场开始消失。随着它的减弱，会切割电感的导线，产生一个电压。由于磁场的运动方向与磁场建立时的方向相反，所以感应电压反向。从而实现升压的过程。

晶体管截止时电流方向

图1.2 自举式主DC-DC回路拓扑图

3.控制方法及实现方案

对主DC-DC升压转换器的控制方法采用硬件闭环控制为主、软件补偿和测量相结合的方法对DC-DC的输出进行精确控制。硬件控制采用国家半导体公司的LM2587-ADJ开关电源控制芯片组成对输出主回路的电压闭环控制，实现对系统的粗调。软件控制选用STC12C5412AD单片机作为系统控制器，系统的显示、按键、A/D、D/A全部集中在核心控制板上，通过预置算法实现对系统的精调。

4.提高效率的方法及实现方案

1.降低二极管的损耗：二极管一般需要0.7V 的导通电压降。在输出电压为

21.6V 时，二极管要消耗一定的输出功率。而肖特基二极管的导通压降一般为

0.2V ～0.3V ，因此使用这类二极管这能够有效降低其上的功率损耗。

2.降低开关管的损耗：如果将开关管设计在外围电路中，极易由于设计参数

的问题导致开关管部分时间工作在线性区，会引起一定损耗。在设计中，选用

LM2587，它将开关管集成到芯片内部，参数由厂家整定，可以大大减少功耗。

3.减少铜损：铜损是由导线的寄生电阻和电感线圈引起的。实际设计中，选

用横截面积大的铜丝，并采取多股缠绕的方法，减少单位横截面积电阻。

4.减少铁损：引起铁损的原因有两个——磁滞损耗和涡流损耗。在实际操作

中，采用EI 型电感磁芯，并在连接处留有一定空隙。由于存在空气间隙，使之

不易产生磁滞和涡流。 二：电路设计与参数计算

1.主回路器件的选择及参数计算

题目中要求：18V 交流输入时，经转换后输入电压为21.6V （理论计算得出），

负载端电压为30V~36V 。最大输出电流I omax 为2A ，主DC-DC 升压变换器效率

η≥70%(发挥部分要求达到η≥85%)。据此，在主DC-DC 升压回路中主要用来

实现DC-DC 变换器的器件为LM2587-ADJ 。LM2587-ADJ 内部有一个100kHz

的振荡器，内部开关电流额定值5A ，负载电压V load <65V ，输入电压需保持在

4V~40V ，变换器效率90%，理论上完全满足设计需求。

主DC-DC 回路电路图如图2.1所示，通过改变R 2和R 3的比值即可设定所需

负载电压值。

图2.1 主回路原理图

将反馈电压与内部参考电压1.23V 进行比较：

V load =1.23V(1+32

R R ) （2-1）

已知 1 k Ω<3R <5 k Ω

例如选取R 2=115k Ω，R 3的值根据V load 的设定选取。

l o a d

l o a d l o a d I V P =)(负载功率 （2-2） p l y

l o a d P P s u p 9.0=（输入功率） （2-3） in in ply I V P =sup (输入电流）输入电压，in in I V （2-4）

对电感L 来说，选择 in I i 25.0=? （2-5）

dt

di L v L = （2-6） i t

v L L ??= （2-7）

开关的占空比为 l o a d

in

V V D -=1 （2-8） 开关导通时间 t ?=DT （T 为电感的工作周期，常值s μ10） 通过公式计算得到L 的范围：78μH ~93μH 。

按照设计要求，在LM2587前级需加两个输入电容。在开关导通时，较大的C 1给开关提供电荷。它应该尽量大些，能够在100kHz 的内部振荡器条件下工作，并提供LM2587要求的电流。电容C 2应该是一个相对小一些的陶瓷电容。这种类型的电容比电解电容C 1快得多，使它可以响应开始导通的瞬变过程。

2、控制电路设计与参数计算

硬件控制电路如图2.1所示。LM2587

的2引脚为反馈端，通过两个电阻分压产生

一个电平同内部基准比较从而对输出进行

调整，为了方便引入软件的补偿控制作用，

增加了如图2.2所示的控制电路，通过D/A

输出改变芯片反馈点电压，从而可以在要求

范围内设定输出电压值，并对其进行调整补

偿。 图2.2 软件补偿控制电路

R 2和R 3的阻值选取决定了软件输出补偿的上限值，这个值由公式（2-1）可求得。D/A 设定的零点由二极管导通压降决定。二极管选用反向漏电流较小的1N4148，R 2 R 3根据题目要求计算。设定满值输出电压为44V ，系统可以在30～36V 之间自由调整，根据LM2587设计文档R 3要求取值1 k Ω~5 k Ω，选取2.4 k Ω，可以求得R 2为84 k Ω。

控制程序流图如图2.3所示。

3、效率的分析及计算

从系统总体分析，整流后输出功率损耗分布在两个部分，一个是DC-DC 升压主回路，另一个是单片机等控制显示电路部分。根据LM2587的技术文档，此

类升压电路的效率应该可以做到90%以上。从本系

统分析，第二部分本身的功率损耗比较小，留足余

量按照100mA的通过电流5V供电电压计算，这部

分功耗只有0.5W，占总功率72W的0.69%，这是

完全可以承受的。但是由于前级输入电压为21.6V

若采用线性电源，如L7805等电压芯片，那么在其

上的功耗便有(21.6V-5V)×0.1A=1.66W，加上原有

功耗，那么在这部分消耗的功率将达到总功率的

3%，这个会极大的降低电源的性能。因而这部分

供电采用DC-DC模式降压输出，控制芯片使用

MC34063，效率可以达到89%。这样计算出的功耗

为0.56W。

对于DC-DC升压部分，二极管的损耗，由于

二极管并非一直导通，而且设计中使用了低压降的

肖基特二极管代替了普通的快恢复二极管，因而其

功耗上限值为0.3V×2A=0.6W。开关管集成在图2.3 软件流图

LM2587内部，按照3W的损耗计算。铜损、铁损的损耗需要根据实际使用的磁芯及布线的寄生电阻而定，初步估算为3W。

这样根据上述分析计算系统功耗(0.5W+0.56W+3W+3W)/72W=9.94%，并结合芯片的技术文档分析本系统的效率应当可以达到90%。

4、保护电路设计与参数计算

保护电路采用单片机控制完成，首先由A/D采样锰铜丝采样电阻端，获得采样数据后进入单片机内部进行数据处理，并判断是否通过电流达到过流保护的动作阈值。如果达到动作阈值后，单片机首先控制继电器关断输出回路，然后控制系统发出试探电流，检测负载端故障是否解除，如果解除，则恢复供电，否则继续过流保护。

5、数字设定及显示电路的设计

按键使用4×4矩阵键盘及A/D扫描按键（互为备份），获得按键键值后，采用D/A给定的方法输出，电路原理图如图2.2所示。显示器采用点阵为128×64的液晶，将设定的电压值、测量的电压值和电流值等信息分别显示出来。三：测试方法与数据

1、测试方法：

1．1输出电压可调范围：

在系统电压输出端子外接并联数字万用表。用滑动变阻器滑动到不同阻值的条件下，通过键盘给定输出值，并测量通过调节是否能够达到要求的电压输出范围。

1．2最大输出电流：

在系统电压输出端子外接串联数字万用表。利用滑动变阻器减小电阻，测试电流是否能够达到要求值。

1．3电压调整率测试：

利用自藕调压器，使输入交流15V～21V变化，调节滑动变阻器使I O=2A，输出端端子并联数字万用表测量直流电压的变化率。

1．4负载调整率测试：

在U2=18V时，利用滑动变阻器，使负载在一定范围内变化，输出端之并联数字万用表测量直流电压相对于原来的变化率。

1．5输出噪声纹波电压检测：

使系统工作在U2=18V,U O=36V,I O=2A状态，在输出端子上并接数字示波器，调节达到合适档位，测量输出噪声纹波电压。

1．6DC-DC变换效率测试：

在U2=18V,U O=36V,I O=2A的条件下，在DC-DC输入端串进一块数字万用表测量电流、并用另一块电压表测试输入电压。负载端做同样的测试测试负载两端电压及负载电流。通过公式P =UI计算DC-DC输入输出的功率，两者相比即可求得实际电路的效率。

1．7过载保护时动作电流的测试：

在负载回路串联一块电流表，通过滑动变阻器调节负载电流，当电流表显示进去动作区时，记录设备是否正常进行过流保护。

1．8液晶显示测试：

通过观察液晶显示器上的数据显示，并结合万用表的测量结果，判断液晶显示器能否正常工作。

2、测试仪器：

电路测试中使用的仪器设备及其用途如表1所示。

3、测试数据：

电路主要测试数据如表3.2，详细测试数据见附录。

四：测试结果分析

结合任务设计指标及主要指标的测试数据，设备的各项指标达到了基本部分的设计要求，同时达到了发挥部分的所有要求，而且在附加的简单语音及设备温度检测上完成了特色功能的要求，且系统能够长时间持续稳定工作。

对于电压调整率和负载调整率，软件上采用了类似于P调节的调节方法，能够有效的减小系统输出电压的静差，但实际测量仍旧不能消除。分析原因可以解释为按照控制理论补偿算法中的P调节能够减小静差，但是无法消除静差。

对于输出噪声纹波的测量，由于在电源前级使用了电源滤波器，因而系统的输入电源噪声有所减小，对于后级纹波减小是有效果的。而且在布线上考虑了电感、电容器件的非线性，例如通过多个电容并联代替一个大电容、分段绕线绕制电感消除寄生电容等。输出在合理增加了π型滤波器后，输出纹波被降低到了一个很好的水平上。

对于DC-DC转换效率，由于系统存在二极管等非线性器件，电感、电容也存在寄生电容和寄生电感，因此对于二极管的线性理论分析同实际会有出入，实际的测试结果证明了这一点，实测DC-DC部分效率小于理论值效率。

电子设计大赛电源类历年试题

全国电子设计大赛电源类历年题目 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 一、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： 二、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。

2．发挥部分 （1）输出电压可预置在0～9.9V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0.1V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～+12V b．最大输出电流为1.5A c．电压调整率≤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≤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）稳流电源在输入电压固定为＋12V的条件下： a．输出电流：4～20mA可调 b．负载调整率≤1%（输入电压＋12V、负载电阻由200Ω～300Ω变化时，

机器人电子设计竞赛论文

序号： 编码： 2011年第二届机器人电子设计大赛 作品论文 论文名称： 2011年第二届机器人电子设计大赛 院系全称：电气工程学院 申报者姓名：崔振男 （集体名称）：傲视群雄

目录 第一章前言 (2) 第二章设计分析 (4) 2.1分析要求 (4) 2.2 总体分析 (4) 第三章硬件设计 (6) 3.1 小车布局 (6) 3.2 显示按键电路设计 (8) 3.3 测速电路设计 (9) 3.4 电机驱动电路设计 (9) 第四章调试 (10) 1 软件调试 (10) 2 硬件调试 (10) 设计感言 (11) 参考文献 (12) 附录（一） (13) 附录（二） (14) 附录（三） (18)

第一章前言 论文深入研究了ZigBee网络技术，在考察和比较目前我国矿井生产现状的基础上，得出了ZigBee技术用于矿井人员管理的可行性与优势。在做了上述调研工作后，提出了基于ZigBee技术和CAN总线技术的矿井人员管理系统的总体方案。 整个系统通过ZigBee网络实现矿井人员的考勤管理和实时定位，通过CAN总线方式将井下ZigBee无线网络采集到的信号强度、人员信息以及环境参数及时地传送到地面监控中心，监控中心对取得的数据进行处理并将井下人员在各个巷道的动态分布以及每个矿工的运轨迹显示在Gls地图上，实现对矿井人员的实时管理。在矿井人员定位时，论文通过对多种定位技术的比较，结合煤矿井下的实际环境和定位要求，选择了基于RSSI的定位技术。 关键词:ZigBee技术;矿井人员管理;人员定位;CAN总线;RSs Abstract The paper has depth studied of the ZigBee network technology, in the study and comparison of the current status of China's mine production, based on ZigBee technology for mine obtained the feasibility and advantages of personnel management.In doing the above research work is proposed based on ZigBee technology and CAN mines the overall program technology of personnel management system. ZigBee networks through the entire system of mine management and real-time attendance officer position, way underground through the CAN bus collected ZigBee wireless network signal strength, personnel information, and environment parameters in a timely manner to send to the ground control center, monitoring center of the data obtainedprocessing and tunnel underground personnel in all the dynamic distribution and transport path for each miner on a map displayed on the Gls achieve real-time management of the mine personnel.Positioning in the mine workers, the paper by comparing a variety of positioning technologies, combined with the actual

2007全国电子设计大赛E题获奖论文报告

题目：开关稳压电源（E题） 摘要 本设计综合考虑题目基本部分和发挥部分的指标要求，系统采用简单的boost 升压电路作为DC-DC变换器主电路；PWM控制器采用低压型专用集成芯片UC3843; 主开关管采用IRF540；由内置12位A/D、D/A的高性能、低功耗单片机C8051F021组成系统测控与显示单元，采用液晶显示器作为系统的状态和运行数据显示屏。通过实际测试，作品的性能指标中，输出纹波完全达到了要求；电压调整率，整体效率，负载过流故障排除后自恢复功能，输出电压键控1V步进，电流、电压实时测量及数显功能等几项指标达均到了发挥部分要求；负载调整率也接近发挥部分指标要求。另外，系统还增加了实时输出功率数据显示和负载过流状态下的声、光报警等实用功能。

一、引言 为了满足题目发挥部分规定的电压调整率、负载调整率以及效率等几项指标要求，我们在设计中主要是尽量减少辅助控制电路的损耗。通过单片机和脉宽调制电路来稳定输出电压，并通过单片机的控制实现对整个电路的过流保护功能，排除过流故障后，电源能自动恢复为正常工作状态。同时，当输出电压与设定电压误差较大时，单片机能对输出电压进行一定调节，以提高负载调整率；通过单片机实现了输出电压的键盘设定和步进调整（步进为1V）。系统具有测量和数字显示输出电压、电流的功能。此外，还增加了实时输出功率测量与显示、在输出过流的时候系统发出声、光报警信号等功能。 二、方案论证与比较 1．DC-DC主回路拓扑方案论证 方案一：采用变压器升压的隔离型PWM直流－直流变换器电路，此电路效率较低，开关辐射/纹波较大，电路较复杂。 方案二：采用非隔离型BOOST升压电路，控制电路用专用集成芯片UC3843A，这种电路使用的外部原件最少、调试容易、成本低、效率高。因此，采用此种方案。 2. 控制方法及实现方案 方案一：采用电压型脉宽调制技术，产生频率固定，脉冲宽度可调整的方波脉冲，采用电压反馈环控制系统，它的反馈信息取自输出电压，用反馈电压调整控制器的输出脉冲宽度，改变脉冲占空比，实现开关电源的稳定。 方案二：采用电流型脉宽调制芯片，此技术与传统的仅有输出电压反馈的PWM系统相比增加了一个电感电流反馈。此反馈就做为PWM的斜坡函数，就不再需要锯齿波发生器，更重要的是使用电感电流反馈使系统的可靠性有了明显的改善，经比较具有如下优点： 1)使系统具有快速的瞬态响应及高速的稳定性。 2)输出电压精度很高。 3)具有内在的对功率开关管电流的控制及限流能力。 4)具有良好的并联运行能力。 可以看出方案二的控制性能明显优于方案一，所以采用方案二。 3. 提高效率的方法及实现方案 单片机系统及其它辅助电路的功耗对电源的整体效率有很大的影响。所以选用一款功耗低的单片机作为控制与显示单元电路。采用效率高、开关速度快、损耗小的MOS场效应管作为主开关管。选用快速、低损耗的肖特基二极管作为输出

电源——【全国大学生电子设计大赛】

-0山特500VA UPS稳压电源常见故障维修实例 进入21世纪，随着现代高新科学技术的迅猛发展，电脑已逐渐飞入寻常百姓家，成为人们日常学习、工作和生活中不可或缺的组成部分。众所周知，电脑的运转是靠电运行，国内日常生活中使用的标准电压有效值为220V，频率为50HZ，正弦波型。但据电力专家测试数据表明，使用的电网中经常发生对电脑干扰和破坏的电源问题。如:1、电涌(超级计算机、大型网络服务器和交换机等电器设备关机时产生的高压);2、高压尖脉冲(雷击、电弧放电造成);3、电线噪声(马达运行、继电器动作、广播发射、微波辐射等引起);4、频率偏移(发电机不稳定、小型供电所频率不稳等);5、持续低电压(大型电器设备启动、应用及主电力线切换等);6、市电中断(线路上的断路器跳闸、供电中断、电网故障等)，这些都是造成干扰和破坏电脑的主要因素，不及时采取有效保护措施会给电脑造成不同程度的损坏，影响硬盘、软盘的正常操作，减少电脑使用寿命。UPS的出现无疑是电的救星，它不仅仅可以使您不用在突然断电时手足无措，还可以解决很多干扰，从而获得更纯正的电源。山特SANTAK 500VA UPS后备式不间断稳压电源，是由美国著名的山特SANTAK公司自行研制的微电脑系统控制的全稳压、不停电、220V交流电源系统，是专为电脑系统和精密电子仪器用户而设计的。它具有高效率、体积小、性能可靠、输出电压稳定等显著特点，是当今国内外机关、企事业单位和大中专院校广泛使用的一款UPS后备式不间断稳压电源。它除了保证输出稳定的交流电压以外，还可在交流市电突然停电或某周波电压瞬间过高(或过低)时，立即对负载供电。在电源线上的短暂高压尖峰脉冲和高频噪音讯号均被有效地钳制至最低程序，使计算机系统内的储存数据DATA和软件程序丝毫不受影响，以确保电脑或精密电子仪器仪表的正常运行。 故障现象一:市电供电正常时，逆变时有输出，但输出电压偏高至275V 分析与维修:根据稳压电源工作原理可知，只有当电源的高压保护电路和市电稳压电路有故障时，才会出现上述现象。电源输出电压经T2取样、整流、滤波后，加至电压比较器U7的⑧、⑨ 1

电子设计竞赛论文要点

程控增益放大器（B题） 程控增益放大器 摘要：本设计采用带通滤波器来选择输入信号带宽滤除杂质。以工作稳定、性能指标较高的STC89C52RC单片机作为微控制器核心来控制选择DDS模块的信号输出、放大器步进选择以及液晶显示。用两个AD603为放大电路核心组成级联放大电路，通过单片机控制DAC0832将数字量转化为模拟量来进行程控放大，提高了放大增益、扩展了通频带宽、而且具有良好的抗噪声系数。放大器带宽可以预置并显示，经测试本设计基本满足题目要求。 关键词：STC89C52RC AD603 程控放大器 AD9850 带通滤波 目录 1、引言： 1 2、方案设计： 1 2.1 总方案框图 1 2.2 DDS模块选择 1 2.3 滤波电路的选择 2 2.4 增益控制部分，放大器的选择 2 3、设计实现： 2

3.1 硬件设计 2 3.1.1 最小系统设计 3 3.1.2 滤波电路 3 3.1.4 放大电路 3 3.1.5 数模转换，电压输出电路 4 3.2软件设计 4 4、测试： 5 4.1、测试方法 5 4.2、测试条件 5 4.3、测试仪器 5 4.4、测试结果 6 5、结论及体会： 6 5.1 结论 6 5.2 体会 6 参考文献： 7 附录一： 8 1 最小系统和按键模块电路原理图 8

2 滤波电路原理图 8 3 自制DDS模块及其外围电路系统原理图 9 4 增益控制电路原理图 10 5 DAC8032数模转换电路图 11 附录二：主要源程序 12 1、引言： 放大器是电子系统中最基本的单元电路，放大器的增益又是其中一个重要的性能参数，随着电路控制的日益精细，对放大器增益的控制和调整也变得越来越细致。程控增益放大器与普通放大器的差别在于反馈电阻网络可变且受控于控制接口的输出信号。不同的控制信号，将产生不同的反馈系数，从而改变放大器的闭环增益。通过单片机用程序来控制放大的增益，通过键盘输入放大倍数，再利用单片机输出相应的数字信号，然后通过DA变换，换成模拟电压信号，使用这个电压信号来控制放大器的放大倍数，实现了程控增益放大。在灵活性方便性上远远优于传统的放大器。 2、方案设计： 2.1 总方案框图 Ui 本系统原理方框图如图2.1所示。本系统由DDS模块、51单片机、滤波电路、键

电子设计竞赛论文要点

程控增益放大器（B题）

程控增益放大器 摘要：本设计采用带通滤波器来选择输入信号带宽滤除杂质。以工作稳定、性能指标较高的STC89C52RC单片机作为微控制器核心来控制选择DDS模块的信号输出、放大器步进选择以及液晶显示。用两个AD603为放大电路核心组成级联放大电路，通过单片机控制DAC0832将数字量转化为模拟量来进行程控放大，提高了放大增益、扩展了通频带宽、而且具有良好的抗噪声系数。放大器带宽可以预置并显示，经测试本设计基本满足题目要求。 关键词：STC89C52RC AD603 程控放大器 AD9850 带通滤波

目录 1、引言： (1) 2、方案设计： (1) 2.1 总方案框图 (1) 2.2 DDS模块选择 (1) 2.3 滤波电路的选择 (2) 2.4 增益控制部分，放大器的选择 (2) 3、设计实现： (2) 3.1 硬件设计 (2) 3.1.1 最小系统设计 (3) 3.1.2 滤波电路 (3) 3.1.4 放大电路 (3) 3.1.5 数模转换，电压输出电路 (4) 3.2软件设计 (4) 4、测试： (5) 4.1、测试方法 (5) 4.2、测试条件 (5) 4.3、测试仪器 (5) 4.4、测试结果 (6) 5、结论及体会： (6) 5.1 结论 (6) 5.2 体会 (6) 参考文献： (7) 附录一： (8) 1 最小系统和按键模块电路原理图 (8) 2 滤波电路原理图 (8) 3 自制DDS模块及其外围电路系统原理图 (9) 4 增益控制电路原理图 (10) 5 DAC8032数模转换电路图 (11) 附录二：主要源程序 (12)

电子设计竞赛论文

1系统方案设计与论证 1.1设计要求 （1）设计一个可根据电源线的电参数信息分析用电器类别和工作状态的装置，电器电流范围 0.005A – 10.0A，用电器包括LED 灯、节能灯、USB 充电器（带负载）、无线路由器、机顶盒、电风扇、热水壶。 （2）可识别的电器工作状态总数不低于 7，电流不大于 50mA 的工作状态数不低于 5，同时显示所有可识别电器的工作状态。自定可识别的电器种类,包括一件最小电流电器和一件电流大于 8A 的电器，并完成其学习过程。 （3）实时指示用电器的工作状态并显示电源线上的电特征参数，响应时间不大于2s。特征参量包括电流和其他参量，自定义其他特征参量的种类、性质，数量自定。电器 的种类及其工作状态、参量种类可用序号表示。 （4）随机增减用电器或改变使用状态，能实时指示用电器的类别和状态。 （5）具有学习功能。清除作品存储的所有特征参数，重新测试并存储指定电器的特征参数。一种电器一种工作状态的学习时间不大于 1 分钟。 1.2设计基本思路 题目要求设计可根据电参数分析用电器类别的装置，区分用电器的方法可以是电流的 大小，电压电流的相位差。因此，装置采用ZMPT101B电压互感器、ZMCT103C电流 互感器采集电压电流信息，判断用电器类型，并经28027单片机程序控制在显示屏显示。该装置可以检测键盘的输入，处于学习、识别两种不同模式，存储信息的模块采 用AT24C64，存储用电器的信息。为完成便携终端信息的接收和提示，系统还加入蜂 鸣器和WIFI无线传输模块。 1.3系统框图 1.4方案比较与选择 （1）控制器 方案一：TMS320F28027是一种高效 32 位中央处理单元，具有分析和断点功能。可 以借助硬件进行实时调试。60MHz器件，3.3V 单电源集成型加电和欠压复位，两个内部 零引脚振荡器多达 22 个，复用通用输入输出 (GPIO) 引脚三个，32 位 CPU 定时器片载 闪存、SRAM、一次性可编程 (OTP) 内存。

XXXX年全国大学生电子设计大赛A开关电源模块并联供电系统

２01１年全国大学生电子设计竞赛陕西赛区 竞赛设计报告封面 作品编号: （由组委会填写) 作品编号: （由组委会填写) 说明 1.为保证本次竞赛评选的公平、公正,将对竞赛设计报告采用二次编码; 2.本页作为竞赛设计报告的封面和设计报告一同装订； 3.“作品编号”由组委会统一编制，参赛学校请勿填写； 4.“参赛队编号”由参赛学校编写，其中“学校编号”应按照巡视员提供的组 委会印制编号填写，“组(队)编号”由参赛学校根据本校参赛队数按顺序编排,“选题编号”由参赛队员根据所选试题编号填写，例如:“０10５Ｂ”或“3３6７Ｆ”。 5.本页允许各参赛学校复印。

开关电源模块并联供电系统 设计与总结报告 摘要:本设计是针对20１1年全国电子设计大赛A题,电路的设计是基于BUCK 拓扑的开关稳压电路的拓扑结构,以美国ＮSC的LM25７6为功率输出核心，提出一种基于并联Buｃk变换器的自主均流控制方法，该方法基于并联Buck变换器状态方程,设计了由控制电路、保护电路和驱动电路组成的自主均流的开关电源模块并联供电系统 关键词:并联型自主均流控制

方案一：隔离式ＤＣ／DＣ转换器，通常采用变压器来实现，由于变压器具有变压的功能，所以有利于扩大转换器的输出应用范围,也便于实现不同电压的多路输出，或相同电压的多种输出；并有效地实现实现输出与输入电气隔离，但对变压器的要求较高。 方案二：非隔离式DＣ／DC转换器。 由于变压器存在漏磁和损耗,会造成效率低下,故采用非隔离型,题目要求是将２４Ｖ直流电压转换为8V，为降压电路,因此ｂuck型非隔离式DC-DC转换器。 （4)控制方法 方案一：电压型控制方法，开关变换器输出的电压VＥB与参考电压比较并放大，得到误差信号VＥ,VE又与PＭW比较器和锯齿波信号相比较，从而输出一系列脉冲，这些脉冲的宽度随误差信号VE的变化而变化。此方法夫人单环回路容易设计和分析，锯齿波幅度比较大,抗干扰能力比较强,但输入或输出的变化只能在输出改变时才能控制并反馈进行修正，响应速度慢,电压型控制对负载电流没有限制，因而需要额外电路限制输出电流。 方案二：电流型控制方法，实在传统的电压型控制基础上,增加了一个内环(电流反馈环),使其成为一个双环路控制系统。此电路中回路稳定性好，负载响应快，具有过流保护和可并联性。双反馈回路使得电路分析变得比较复杂,由于控制回路需要电感电流控制信息，控制电路的存在增加了整个变换器设计的复杂性，同时也会影响变换器的效应。 综合以上分析，本系统采用电流型控制电路。 (5）电源电路 由于提供2４V直流电,采用７8XＸ系列稳压以及ＬM１１１７逐级降压为ＭSP430提供３．3V供电电压。采用ICL76６产生负极性的电压供给仪表放大器AD6２0.。 二.理论分析 1 DC-DC变换器稳压方法 利用无源磁性元件和电容电路元件的能量存储特性,从输入电压获取分离的能量,暂时地把能量以磁场形式存储在电感器中，或以电场形式存储在电容器中,然后将能量转换到负载,实现DC-DC转换。其中采用ＰＷM技术,从输入电源提取能量随脉宽变化,在一个固定周期内实现平均能量转换。最终达到将固定的直流电压变换成可变的直流电压。 2 电流电压的检测 使用与电感串联电阻来检测电流,控制信号和补偿斜坡通过比较器与误差放大器的输出进行比较，从而进行脉宽调制。 3 均流的方法 在两个并联的模块中,以输出最大电流的模块为主模块,其余为从模块,利用二

历年电子设计大赛电源类题目汇总

1994 题目一简易数控直流电源 一、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： 二、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。 2．发挥部分 （1）输出电压可预置在0～9.9V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0.1V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

1997 A题直流稳定电源 一、任务 设计并制作交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～+12V b．最大输出电流为1.5A c．电压调整率≤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≤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）稳流电源在输入电压固定为＋12V的条件下： a．输出电流：4～20mA可调 b．负载调整率≤1%（输入电压＋12V、负载电阻由200Ω～300Ω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10mA b．电压调整率≤1%（输入电压变化范围+9V～+12V） c．负载调整率≤1%（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） 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DC-DC变换器 a．提高效率（在100V、100mA下）

全国大学生电子设计竞赛论文模板

2017年全国大学生电子设计竞赛 XXXXXXXXXXXXX（X题） 【本科组】 2017年9月7日

摘要 本系统以飞思卡尔单片机MC9S12XS128作为主控制芯片，通过数字摄像头OV7620采集靶面图像，进行图像信息的处理，得到靶面上弹着点的位置信息，并在OLED上显示弹着点的环数、方位。同时为了方便摄像头的图像的校准，设计了激光三点定位装置。另外设计了以步进电机和直流减速电机驱动的二维激光头移动调节架，通过按键控制可实现激光点在靶面上的移动、自动中心打靶、定位打靶。 关键词：激光打靶单片机数字摄像头步进电机 Abstract This system adopts the Freescale MCU(MC9S12XS128) as the core processing chip, target surface image are gained by the digital camera OV7620, the spot position information on the target is got after the image information processing, the ring number and location are displayed on the OLED. At the same time , in order to facilitate the image of the calibration of cameras, the laser at 3 o 'clock positioning device is designed. In addition , step motor and DC gear motor are designed to drive 2D position control frame, it can be realized through the key control that the laser spot on the target mobile, automatic target and hit the bull 's-eye, automatic positioning. Key words: laser-shooting microcomputer digital camera step motor 电子设计大赛论文报告格式 **设计报告内容： 1．封面：单独1页（见样件） 2．摘要、关键词：中文（150～200字）、英文；单独1页 3．目录：内容必要对应页码号 4．设计报告正文： 一、前言： 二、总体方案设计： 包括方案比较、方案论证、方案选择 （以方框图的形式给出各方案，并简要说明） 三、单元模块设计：

电子设计大赛—简易数控直流稳压电源

一、项目参加人员、负责内容以及技术特长： 二、项目背景 数控直流稳压电源是电子技术常用的设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域。传统的多功能直流稳压电源功能简单、难控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。普通直流稳压电源品种很多, 在家用电器和其他各类电子设备中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。但在实际生活中，都是由220V 的交流电网供电。这就需要通过变压、整流、滤波、稳压电路将交流电转换成稳定的直流电。滤波器用于滤去整流输出电压中的纹波，一般传统电路由滤波扼流圈和电容器组成，若由晶体管滤波器来替代，则可缩小直流电源的体积，减轻其重量，且晶体管滤波直流电源不需直流稳压器就能用作家用电器的电源，这既降低了家用电器的成本，又缩小了其体积，使家用电器小型化。 电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。随着计算机和通讯技术发展而来的现代信息技术革命，给电力电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。随着数控电源在电子装置中的普遍使用，普通电源在工作时产生的误差，会影响整个系统的精确度。电源在使用时会造成很多不良后果，世界各国纷纷对电源产品提出了不同要求并制定了一系列的产品精度标准。只有满足产品标准，才能够进入市场。 随着经济全球化的发展，满足国际标准的产品才能获得进出的通行证。数控电源是从80年代才真正的发展起来的，期间系统的电力电子理论开始建立。这些理论为其后来的发展提供了一个良好的基础。在以后的一段时间里，数控电源技术有了长足的发展。但其产品存在数控程度达不到要求、分辨率不高、功率密度比较低、可靠性较差的缺点。因此数控电源主要的发展方向，是针对上述缺点不断加以改善。单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。新的变换技术和控制理论的不断发展，各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用，到90年代，己出现了数控精度达到0.05V的数控电源，功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。目前在电力电子器件方面，几乎都为旋纽开关调节电压，调节精度不高，而且经常跳变，使用麻烦。随着人们生活水平的不断提

全国大学生电子设计大赛

全国大学生电子设计大赛应该怎么准备？ 最主要的是学习什么课程:：《电工电路基础》《低频电子线路》《数字电路》《高频电子线路》《电子测量》《智能仪器原理及应用》《传感器技术》《电机与电气控制》《信号与系统》《单片机接口原理及应用》等等。所要学习的科目当然不能定局，知识面越广越好，它是对各个科目综合运用的产物，而且要具有非常强的动手和创新能力，对一个人的动手能力有很大的促进作用.学起来不要急于求成，掌握一些基本电路及调试，焊接技术，Protel软件的使用，能制作机器人最好对机械结构方面也要懂些。很多东西只要学习了不一定什么时候就能用到，不要在学时表面感觉没用就不注重它，那样就犯了很大的错误了。在电子DIY学习过程中你会体会到很多乐趣的。要厚积勃发。 全国大学生电子设计大赛应该准备哪些模块？ 主要可以针对以下几类准备模块：电源类、信号源类、无线电类、放大器类、仪器仪表类、控制类。 建议现在打好基础，做好知识储备： 1.数电，模电，单片机原理，C语言，这几个是必学的，重要，相当重要。 2.收集相关资料，比如芯片数据手册，应用笔记，源程序，制作实例，现在吧资料积累好了，到时候用起来很方便。 3.多跑电子市场，买些元件回来自己动手做一些东西，锻炼实践能力。 4.看往年电子设计大赛的题目，学习别人设计的长处，最好自己总结下，写成自己的东西。 5.找你们学校以前带电子设计竞赛的老师，告诉他你自己的想法，希望他能给你点建议或者帮助。 6.坚持，坚持，再坚持，克服困难，持之以恒！ 这些最基本的东西学好了，等你正式参加比赛的时候，什么ARM,DSP，FPGA等用起来也就不是很困难了！切记，不要赶时髦，追新潮，最基本的东西全掌握了，新东西也不就那么神秘了！！ 课程方面： 还要学单片机啊、嵌入式系统、数字电路、CPLD/FPGA设计、C语言、汇编、微机接口 模电要好好学，信号没多大用 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 嵌入式还要用到Linux的内核 还有个画PCB板的，Protel 99SE，现在最新的叫“Altium Designer” 反正这些东西都会要用的，要学起来东西很多，建议你要用到什么看书吧~而且电子设计竞赛都是几个人一组，分工合作吧~ 在此留贴激励自己备战两年后的全国大学生电子设计大赛。在这两年完成自己技能的升级，能力的质变： 1.熟练PCB Layer Out规则（EDA 工具Protel99SE，OR CAD） 2.熟练基于VHDL、AHDL的CPLD、FPGA、GAL的内核设计 3.熟练基于Multisim的电路仿真分析 4.熟练基于MCS-51或其它系列的单片机程序设计（C/A混合编程） 5.熟练基于ASIC 的中小规模时序及组合数字电路设计 6.熟练基于ASIC 的通用模拟及高频通信电路设计 7.熟练基于ASIC 的DA/AD及传感器检测电路设计

全国大学生电子设计竞赛综合测评题论文报告

放大器的应用 [摘要]集成运放裨上是一种高增益直流放大、直流放大器既能放大变化极其缓慢的直流信号，下限频率可到零；又能放大交流信号，上限频率与普通放大器一样，受限于电路中的电容或电感等电抗性元器件。集成运放和外部反馈网络相配置后，能够在它的输出和输入之间建立起种种特定的函数关系，故而称它为“运算”放大器。 本课程设计的基本目标：使用一片通用四运放芯片LM324组成预设的电路，电路包括三角波产生器、加法器、滤波器、比较器四个设计模块，每个模块均采用一个运放及一定数目的电容、电阻搭建，通过理论计算分析，最终实现规定的电路要求。 [关键词]运算放大器LM324、加法器、滤波器、比较器 目录 一、设计任务 (2) 二、设计方案及比较 (2) 1. 三角波产生器 (2) 2. 加法器 (2) 3. 滤波器 (3) 4. 比较器 (3) 三、电路设计及理论分析 (3) 四、电路仿真结果及分析 (4) 1. U端口 (4) 1o 2. U端口 (4) 1i 3. U端口 (4) 2i 4. U端口 (4) 2 o 5. U端口 (4) 3o 五、总结 (4)

一、设计任务 使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1（a ），实现下述功能： 使用低频信号源产生Hz f V t f u i 500)(2sin 1.0001==π的正弦波信号， 加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号1o u ，1o u 如图1（b ）所示,1T =0.5ms ，允许1T 有±5%的误差。 图中要求加法器的输出电压11210o i i u u u +=。2i u 经选频滤波器滤除1o u 频率分量，选出0f 信号为2o u ,2o u 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。2o u 信号再经比较器后在1k Ω 负载上得到峰峰值为2V 的输出电压3o u 。 电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源和其它型号运算放大器。 要求预留1i u 、2i u 、2o u 、2o u 和3o u 的测试端子。 二、设计方案及比较 设计有五个部分，其中低频信号源使用信号发生器，其余四部分设计方案如下： 1.三角波产生器 初始方案： 根据《模拟电子技术基础》书上的方波发生器产生方波，然后再采用微分电路对信号处理，输出即为三角波。 图1.1 图中：R 1 = 6.8k ?，R 2 = 10k ?，R 3 = 30k ?，R 0 = 3.9k ?，R 4 = 10k ?，R 5 = 20k ?，C = 0.1?F ， D Z1和D Z2采用稳压管。 运算放大器A 1与R 1、R 2、R 3及R 0、D Z1、D Z2组成电压比较器。当积分器的输入为方波时，输出是一个上升速率与下降速率相等的三角波，比较器与积分器首尾相连形成闭环电路，能自动产生方波与三角波。三角波（或方波）的频率为： 改进方案： 由于LM324只有四个运算放大器，如果三角波产生使用两个，则后面的三个电路中有一个无法实现，所以只能采用一个运算放大器产生。同时由于器件不提供稳压二极管，所以电阻电容的参数必须设计合理，用直流电压源代替稳压管。 对方波放生电路进行分析发现，如果将输出端改接运放的负输入端，出来的波形近似为三角波。设计电路如图1.2 图1.2 2.加法器 方案： 由于加法器输出11210o i i u u u +=，所以采用求和运算电路，计算电阻电容的参数值，电路

全国大学生电子设计大赛应该准备哪些模块

全国大学生电子设计大 赛应该准备哪些模块 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】

2012-04-24 3:55全国大学生电子设计大赛应该准备哪些 模块 主要可以针对以下几类准备模块：电源类、信号源类、无线电类、放大器类、仪器仪表类、控制类。 建议现在打好基础，做好知识储备： 1数电，模电，单片机原理，C语言，这几个是必学的，重要，相当重要。 2收集相关资料，比如芯片数据手册，应用笔记，源程序，制作实例，现在吧资料积累好了，到时候用起来很方便。 3多跑电子市场，买些元件回来自己动手做一些东西，锻炼实践能力。 4看往年电子设计大赛的题目，学习别人设计的长处，最好自己总结下，写成自己的东西。 5找你们学校以前带电子设计竞赛的老师，告诉他你自己的想法，希望他能给你点建议或者帮助。 6坚持，坚持，再坚持，克服困难，持之以恒！ 这些最基本的东西学好了，等你正式参加比赛的时候，什么ARM,DSP，FPGA等用起来也就不是很困难了！切记，不要赶时髦，追新潮，最基本的东西全掌握了，新东西也不就那么神秘了！！课程方面： 还要学单片机啊、嵌入式系统、数字电路、CPLD/FPGA设计、C语言、汇编、微机接口模电要好好学，信号没多大用CPLD/FPGA编程/模拟用II 单片机模拟用P 模电模拟用M 单片机编程用K，用的C语言和汇编 嵌入式还要用到L的内核还有个画PCB板的，P 99SE，现在最新的叫“A D” 反正这些东西都会要用的，要学起来东西很多，建议你要用到什么看书吧~而且电子设计竞赛都是几个人一组，分工合作吧~ 在此留贴激励自己备战两年后的全国大学生电子设计大赛。 在这两年完成自己技能的升级，能力的质变： 1熟练PCB L O规则（EDA 工具P99SE，OR CAD） 2熟练基于VHDL、AHDL的CPLD、FPGA、GAL的内核设计 3熟练基于M的电路仿真分析 4熟练基于MCS-51或其它系列的单片机程序设计（C/A混合编程） 5熟练基于ASIC 的中小规模时序及组合数字电路设计 6熟练基于ASIC 的通用模拟及高频通信电路设计 7熟练基于ASIC 的DA/AD及传感器检测电路设计 8熟练基于ASIC 的锁相环电路及近代频率合成技术 9熟练单片机的外围扩展电路设计及MCU标准通信协议 10掌握基于VB/VC 的上位机程序设计（串并口通信） 11熟练各种通用电参量的定义及测量方法 12熟练万用表、示波器、扫频仪、信号源、频率计等仪表的使用 13能在规定时间内独立完成业余条件下的PCB制作

全国电子设计大赛论文-电源设计

一：方案论证 1.系统总体设计方案 根据题目要求，总体设计方案如下：将交流电220V送进隔离变压器，一级输出18V交流电。通过整流滤波，将交流电转为直流电，进行DC-DC升压和降压。副DC-DC实现的降压值为5V，用于给单片机控制系统供电。通过键盘可以对主DC-DC升压的输出电压进行设定和步进调整，并由AD对输出进行采样，通过在单片机内预置的算法对输出进行补偿调整，同时从液晶屏上数字显示出电流和电压值。当开关稳压电源输出电流达到上限时，启动过流保护；当故障排除后，开关电源恢复正常工作。系统总体框图如图1.1所示。 图1.1 系统总体框图 2.主DC-DC升压电路设计方案 DC－DC升压电路采用自举式升压方式，如图1.2所示，当晶体管导通时，电感与电源接地端直接相连，形成回路。随着能量存储到电感的磁场中，流过电感的电流斜线上升，磁力线增强。 当晶体管截止时，磁场开始消失。随着它的减弱，会切割电感的导线，产生一个电压。由于磁场的运动方向与磁场建立时的方向相反，所以感应电压反向。从而实现升压的过程。 晶体管截止时电流方向 图1.2 自举式主DC-DC回路拓扑图 3.控制方法及实现方案 对主DC-DC升压转换器的控制方法采用硬件闭环控制为主、软件补偿和测量相结合的方法对DC-DC的输出进行精确控制。硬件控制采用国家半导体公司的LM2587-ADJ开关电源控制芯片组成对输出主回路的电压闭环控制，实现对系统

的粗调。软件控制选用STC12C5412AD 单片机作为系统控制器，系统的显示、按 键、A/D 、D/A 全部集中在核心控制板上，通过预置算法实现对系统的精调。 4.提高效率的方法及实现方案 1.降低二极管的损耗：二极管一般需要0.7V 的导通电压降。在输出电压为 21.6V 时，二极管要消耗一定的输出功率。而肖特基二极管的导通压降一般为 0.2V ～0.3V ，因此使用这类二极管这能够有效降低其上的功率损耗。 2.降低开关管的损耗：如果将开关管设计在外围电路中，极易由于设计参数 的问题导致开关管部分时间工作在线性区，会引起一定损耗。在设计中，选用 LM2587，它将开关管集成到芯片内部，参数由厂家整定，可以大大减少功耗。 3.减少铜损：铜损是由导线的寄生电阻和电感线圈引起的。实际设计中，选 用横截面积大的铜丝，并采取多股缠绕的方法，减少单位横截面积电阻。 4.减少铁损：引起铁损的原因有两个——磁滞损耗和涡流损耗。在实际操作 中，采用EI 型电感磁芯，并在连接处留有一定空隙。由于存在空气间隙，使之 不易产生磁滞和涡流。 二：电路设计与参数计算 1.主回路器件的选择及参数计算 题目中要求：18V 交流输入时，经转换后输入电压为21.6V （理论计算得出）， 负载端电压为30V~36V 。最大输出电流I omax 为2A ，主DC-DC 升压变换器效率 η≥70%(发挥部分要求达到η≥85%)。据此，在主DC-DC 升压回路中主要用来 实现DC-DC 变换器的器件为LM2587-ADJ 。LM2587-ADJ 内部有一个100kHz 的振荡器，内部开关电流额定值5A ，负载电压V load <65V ，输入电压需保持在 4V~40V ，变换器效率90%，理论上完全满足设计需求。 主DC-DC 回路电路图如图2.1所示，通过改变R 2和R 3的比值即可设定所需 负载电压值。 图2.1 主回路原理图 将反馈电压与内部参考电压1.23V 进行比较： V load =1.23V(1+32R R ) （2-1）

2016年电子设计竞赛论文

2016年全国大学生电子设计竞赛降压型直流开关稳压电源（A题） 论文编号： 参赛学校： 参赛学院； 参赛队员: 联系方式： 2016年7月28日

为实现将16V直流电转为5V直流电的稳定输出，本系统以buck电路为核心，利用LM5117 的宽工作频率范围和自适应死区时间控制来驱动外部高边和低边NMOS 功率开关管的优点，通过LM5117芯片的RAMP引脚所连接的电阻、电容设置PWM斜坡斜率，通过HO和LO输出PWM,对MOSFET管CSD18532kcs进行控制，进而实现对输出电压的控制，使其输出稳定的5V直流信号，转换效率高，且具有过流保护等功能。本系统具有转换效率高、稳定性强等优点，满足设计要求。 关键词：DC/DC直流电源、buck电路、LM5117、CSD18532kcs

一、方案论证与选取 (1) 1.1 方案论证 (1) 1.2 方案的选取 (1) 1.3 总体设计 (1) 二、理论分析与参数计算 (2) 2.1降低纹波的方法 (2) 2.2 DC-DC变换方法 (2) 2.3 稳压控制方法 (2) 2.4 Buck电路参数的计算 (3) 2.4.1电感值的计算 (3) 2.4.2 电容的计算 (3) 三、电路与程序设计 (3) 3.1 LM5117与buck主电路模块 (3) 3.2 过流保护电路 (4) 3.3 反馈电路 (4) 四、测试方案与测试结果 (5) 4.1测试方案及测试条件 (5)

4.2测试结果及分析 (5) 五、参考文献 (7) 六、附录 (7)

A 题：降压型直流开关稳压电源 一、 方案论证与选取 1.1 方案论证 方案一：采用简易的Buck 电路，用单片机输出PWM 波。Buck 电路是一种主要的降压型DC/DC 变换拓扑，通过PWM 控制开关器件的占空比来控制输出电压。 方案二：采用反激式拓扑结构，能够取的比较好的稳压效果和较小的纹波电压。 方案三：利用TI 公司的降压控制器LM5117芯片来输出PWM 控制两个MOS 管开关进而控制输出的电压，电路结构简单，输出功率大，效率高，具有良好的输出特性。 1.2 方案的选取 方案一设计复杂，程序编写繁琐，出错率高；方案二反激式开关电源初级和次级线圈的漏感都比较大，工作效率低，电路复杂，短时间难以实现题目要求；而方案三电路结构简单，易于连接，且所用芯片稳定，不需编写繁琐程序，完全由电路控制，所以我们选择方案三。 1.3 总体设计 图1：系统方框图