历届电源类的题目.docx

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历届电源类的题目

1994简易数控直流电源2

1997直流稳定电源3

2005数控直流电流源（F题）6

2007开关稳压电源（E题）8

2011开关电源模块并联供电系统（A题）12

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

实际完成情况

总结报告

发挥部分

完成第一项

完成第二项

完成第三项

1997年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）

　　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

实际制作完成情况

发挥部分

完成第

（1）项

完成第

（2）项

完成第（3）项

完成第（4）项

特色与创新

2005数控直流电流源（F题）

一、任务

设计并制作数控直流电流源。

输入交流200～240V，50Hz；输出直流电压≤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：

200mA～2000mA；

（2）可设置并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≤给定值的

1％+10mA；

（3）具有“+”、“-”步进调整功能，步进≤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≤输出电流值的1％+10mA；

（5）纹波电流≤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≤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≤输出电流值的0.1％+1mA；

（4）纹波电流≤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。

实际完成情况

发挥部分

完成第

（1）项

完成第

（2）项

完成第（3）项

完成第（4）项

其他

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。

2007年开关稳压电源（E题）

【本科组】

一、任务

设计并制作如图1所示的开关稳压电源。

图1电源框图

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

（1）输出电压UO可调范围：

30V～36V；

（2）最大输出电流IOmax：

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SI≤5%（U2=18V）；

（5）输出噪声纹波电压峰-峰值UOPP≤1V（U2=18V,UO=36V,IO=2A）；

（6）DC-DC变换器的效率

≥70%（U2=18V,UO=36V,IO=2A）；

（7）具有过流保护功能，动作电流IO（th）=2.5±0.2A；

2．发挥部分

（1）进一步提高电压调整率，使SU≤0.2%（IO=2A）；

（2）进一步提高负载调整率，使SI≤0.5%（U2=18V）；

（3）进一步提高效率，使

≥85%（U2=18V,UO=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。

（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UOPP。

（4）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。

（5）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）。

（6）制作时应考虑方便测试，合理设置测试点（参考图1）。

（7）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

项目

应包括的主要内容或考核要点

满分

设计

报告

方案论证

DC-DC主回路拓扑；控制方法及实现方案；提高效率的方法及实现方案

电路设计

与参数计算

主回路器件的选择及参数计算；控制电路设计与参数计算；效率的分析及计算；保护电路设计与参数计算；数字设定及显示电路的设计

测试方法与数据

测试方法；测试仪器；测试数据

（着重考查方法和仪器选择的正确性以及数据是否全面、准确）

测试结果分析

与设计指标进行比较，分析产生偏差的原因，并提出改进方法

电路图及设计文件

重点考查完整性、规范性

总分

基本要求

实际制作完成情况

发挥

部分

完成第

（1）项

完成第

（2）项

完成第（3）项

完成第（4）项

完成第（5）项

其他

总分

2011年开关电源模块并联供电系统（A题）

【本科组】

一、任务

设计并制作一个由两个额定输出功率均为16W的8VDC/DC模块构成的并

联供电系统（见图1）。

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%。

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、评分标准

四、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、I1、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。

2011年全国大学生电子设计竞赛试题

参赛注意事项

（1）2011年8月31日8:

00竞赛正式开始。

本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；

高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。

（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。

（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份

的有效证件（如学生证）随时备查。

（4）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。

（5）竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制

作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。

（6）2011年9月3日20:

00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。

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