全国电子设计大赛题目E 电能收集充电器.doc

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1、 E-1 20092009 年全国大学生电子设计竞赛试题年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项 (1)2009 年 9 月 2 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)参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作,不得以任何方式与他

2、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)2009 年 9 月 5 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。 电电能能收集充收集充电电器器(E E 题)题) 【本科组】【本科组】 一、任一、任务务 设计并制作一个电能收集充电器,充电器及测试原理示意图如图 1。该充电器的核 心为直流电源变换器,它从一直流电源中吸收电能,以尽可能大的电流充入一个可充电 池。直流电源的输出功率有限,其电动势 Es 在一定范围内缓慢变化,当 Es 为不同值时, 直流电源变换器的电路结构,参数可以不同。监测和控制电路由直流电源变换器供电。 由于 Es

3、的变化极慢,监测和控制电路应该采用间歇工作方式,以降低其能耗。可充电池 的电动势 Ec=3.6V,内阻 Rc=0.1。 充电器 (包括监控电 路和直流电源 变换器) 模拟可充电池 Rs Rc Ic RdEc Es 图1 测试原理示意图 (Es和和Ec用稳压电源提供用稳压电源提供,Rd用于防止电流倒灌用于防止电流倒灌) 直流电源 二、要求二、要求 1、基本要求、基本要求 (1)在 Rs=100,Es=10V20V 时,充电电流 Ic 大于(Es-Ec)/(Rs+Rc) 。 E-2 (2)在 Rs=100 时,能向电池充电的 Es 尽可能低。 (3)Es 从 0 逐渐升高时,能自动启动充电功能的

4、Es 尽可能低。 (4)Es 降低到不能向电池充电,最低至 0 时,尽量降低电池放电电流。 (5)监测和控制电路工作间歇设定范围为 0.1 s5s。 2、发挥部分、发挥部分 (1)在 Rs=1,Es=1.2V3.6V 时,以尽可能大的电流向电池充电。 (2)能向电池充电的 Es 尽可能低。当 Es1.1V 时,取 Rs =1; 当 Es1.1V 时,取 Rs =0.1。 (3)电池完全放电,Es 从 0 逐渐升高时,能自动启动充电功能(充电输出端开路电压 3.6V,短路电流0)的 Es 尽可能低。当 Es1.1V 时,取 Rs =1;当 Es1.1V 时,取 Rs=0.1。 (4)降低成本。

5、(5)其他。 三、评分标准三、评分标准 设计设计 报告报告 项项 目目 主要内容主要内容 满分满分 系统方案 电源变换及控制方法实现方案 5 理论分析与计算 提高效率方法的分析及计算 7 电路与程序设计 电路设计与参数计算 启动电路设计与参数计算 设定电路的设计 10 测试结果 测试数据完整性 测试结果分析 3 设计报告结构及规范性 摘要,设计报告正文的结构 图表的规范性 5 总分总分 30 基本基本 要求要求 实际制作完成情况 50 发挥发挥 部分部分 完成第(1)项 30 完成第(2)项 5 完成第(3)项 5 完成第(4)项 5 其他 5 总分总分 50 E-3 四四、说明说明 1 测试最低可充电 Es 的方法: 逐渐降低 Es, 直到充电电流 Ic 略大于 0。 当 Es 高于 3.6V 时,Rs 为 100;Es 低于 3.6V 时,更换 Rs 为 1;Es 降低到 1.1V 以下时,更换 Rs 为 0.1。然后继续降低 Es,直到满足要求。 2测试自动启动充电功能的方法:从 0 开始逐渐升高 Es,Rs 为 0.1;当 Es 升高到高 于 1.1V 时,更换 Rs 为 1。然后继续升高 Es,直到满足要求。

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