1、电源类题目专题讲座 -袁月峰 开篇箴言-写在集训开始之前 1 你想要做什么就要去做，不要等别人去为你做什么。没有条件自己去创造条件，等别人去给你创造条件，你什么也做不出来。2 参加竞赛是为了你自己的成功，如果你知道理解这一点，那你就不会在乎你的付出。3 成功的秘诀：大胆动手尝试、思路灵活、善于观察总结、扎实细致的学习。电源题目的本质及其特点 1.属于电力电子和功率电子技术方向。关注电能的获取、传输和转换技术，目标是高效率的转换和输出我们所需的各种形式的电能。2.电源题随属于电力电子方向，但其本质也隶属于测控类题目，需测量和控制的对象参数比较单一。基本上是对象的电压、电流、频率、相位。但是难点是
2、测量和控制的精度和控制响应速度都非常高，控制算法有时很复杂，实时性要求非常高。电路设计中的难点和关键较多，主要问题集中在电能转换的主拓扑结构设计、系统的功耗和效率问题上。3.电源题功能并不难实现，难在是指标和参数的实现上，大家要有充分的信心，大处着眼，小处着手，细节决定成败！电源系统的组成电源题测控系统的组成DC-DC电源的各种拓扑结构BUCK-降压电路BOOST-升压电路SEPIC电路全桥H-bridge，可实现单相DC-AC逆变经典的模拟PWM控制器TL494TL494的内部组成1.锯齿波发生器2.比较/PWM发生器3.三极管驱动输出级(200mA输出能力）4.内部参考基准电压5V5.两个
3、未补偿的运算放大器，用于反馈的PI闭环调节基于TL494的开关升压电源画圈标记的地方请思考为什么，作用？还有没有其他可用的形式或者改进？思考题 1.电压设定值是如何设定的，能否通过单片机控制设定输出电压值？2.输出级驱动MOSFET时需注意哪些问题？3.误差放大器的连接和反馈回路补偿技巧 4.输出电感、电容等的计算；提高效率，降低输出纹波的途径和措施 5.输出如何自动关断和恢复？6.能否用单片机实现以上控制器，不用模拟方式？特别提醒：千万别用单片机I/O直接驱动MOSFET管！用单片机测量信号时务必要保证输入信号不能超过I/O管脚允许的电压范围(5V/3.3V)，哪怕是一点短时脉冲也不行！采用
4、单片机实现的数控开关电源 提醒：1.多看期刊网论文和硕士论文，着重理解理论和关键知识点，基本概念要扎实，掌握测试方法。2.不能直接照搬照抄网上电路，不加分析的盲目照做只能导致失败。3.尝试用不同方法不同思路解决问题，不要怕失败，没有失败何来成功。4.平时多积累可用的各种模块电路，用单面PCB板做，预留好接口和测试点等。5.首先能实现功能，然后追求指标。1.开关电源模块并联供电系统一一 题目要求题目要求 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。二、二、要求要求 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=8.00.4
5、V。（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=8.00.4V，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=8.00.4V，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%经典竞赛真题分析 （2011国赛A题-电源题）1.开关电源模块并联供电系统2.发挥部分（1）调整负载电阻，保持输出电压UO=8.00.4V，使负载电流IO在1.53.5A之间变化时，
6、两个模块的输出电流可在（0.52.0）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=8.00.4V，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、三、说明说明（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
7、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。1.开关电源模块并联供电系统题目分析题目分析此题系电源设计题目，根据电工原理可知：1.两个理想的恒压源是不可能并联使用的，但两个理想恒流源是可以并联使用的；2.理想的恒压是不存在的实际的恒压源可以等效为一个理想的恒压源与一个内阻Rs相串联，这样一来两个实际的恒压源是可以并联使用的；3.根据此题的任务与要求，此题只
8、能够用两个恒压源并联。不能用两个恒流源并联，因为它不符合题意。理由有三点：（1）根据本题任务：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（2）根据本题发挥部分（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）。用两个恒压源并联才需要负载短路保护。而用两个恒流源并联方案，保护的不是负载短路而是负载开路的情况，此时输出电压会很高造成器件的损坏。(3)根据此题的背景和出题人考虑：此题的背景应该是2009年全国大学生电子设计竞赛A题（光伏并网发电模拟装置）的继续，大家知道光伏并网发电装置能够并挂到市电网上必须具备以下条件1
9、.频率一致 2.相位一致3.幅度一致4。波形一致。光伏并网发电模拟装置未涉及幅度一致的问题，本题就是要解决幅度一致问题。（此题重点难点就是两路电流分配和效率。）1.开关电源模块并联供电系统 采用两个恒压源并联实现扩流，则必须加平衡电阻，平衡电阻的作用是防止两只理想恒压源输出电压有压差而设置的，将这种压差降落在这两只平衡电阻上。我们知道，理想的恒压源是不存在的，一个实际的恒压源总可以等效成一个理想恒压源与一个电阻R相串联。当电路平衡时设r1=r2=0，且1.开关电源模块并联供电系统 将U2作为参考恒压源，通过改变Uo的值，可以使两路的电流达到一个稳定比例值，并使可以通过实验方法测出它们的内阻。1
10、.开关电源模块并联供电系统 电流分配方法电流分配方法：(1)最大电流均流法(自主均流法)。采用（负载共享控制器)UCG29002实现。在DC一DC模块正常工作时，将两路UCC29002的均衡母线连接、此时UCC029002将会自动选出电流最大的一路，并将此路电源作为主电源。均流母线上的电压将由主电源的输出电流决定，从电源的UCC29002接收到母线上的信号后，会控制该路DC-DC模块稍稍提高输出电压。通过减小从电源与主源的电压差来提高该路输出电流，从而达到均流.该方法可通过简单的电路完成电路并联均流，且支持热插拔。(2)下垂法（斜率法）。此方法分流简单，下垂法的分流精度取决干各模块的电压参考值
11、、外特性曲线的斜率及各模块外特性的差异程度。（3）主）主从分流法从分流法 主主从分流法是在并联电源系统中人为的指定一个模块为主模块，另一个从分流法是在并联电源系统中人为的指定一个模块为主模块，另一个为从为从模块，主模块，主块输出电块输出电压压固定固定.从模块的输出电压可调因为系统在统一的误差下调整从模块的输出电压可调因为系统在统一的误差下调整。调整从模块的输出电压就可以改变两路的电流比。调整从模块的输出电压就可以改变两路的电流比。1.开关电源模块并联供电系统电流电流检测方法检测方法(1)电阻取样法.在电路中串入一个精密采样电阻，将流过它的电流转换成电压，再经过精密运算放大器进行放大后A/D转换送给单片机进行处理从而得到电流值。(2)电流表法.在支路中和负载支路中各串一个直流电流表，电流表的内阻要小。(3)电流传感器法 直接将霍尔电流传感器ACS712串在被测电路中，能自动的将流过的电流转换为电压。电源预测题：1：光伏并网发电装置设计 2:500W电瓶充电器设计（减小车辆烧油带来环境的污染）
