电子竞赛报告之“隔离式电流-频率转换电路”
电子大赛论文单相AC—DC变换电路
2013年全国大学生电子设计竞赛陕西赛区设计报告作品编号：（由组委会填写）… …………… ……………剪切线……………… …………… …作品编号：（由组委会填写）参赛队编号（参赛学校填写）学校编号组（队）编号选题编号3 8 0 1 A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。
word文档可自由复制编辑摘要本设计将220V交流电，通过变压器转换为24V交流电，通过整流、滤波及稳压输出各个环节，转换为直流电源，通过BOOST电路升压为36V直流电源，通过自恢复保险丝WH60，实现动作电流为2.5A的过流保护功能。
本设计结构简单，具有较高的性价比。
关键词：整流；滤波；BOOST电路；过流保护word文档可自由复制编辑目录1系统方案 (1)1.1 整流滤波模块的论证与选择 (1)1.2过流保护模块的论证与选择 (1)2系统理论分析与计算 (1)2.1 系统理论的分析 (1)2.1.1系统总体方案 (1)2.1.2 整流滤波设计方案 (2)2.1.3 稳压电路设计方案 (2)2.2 系统理论的计算 (5)2.2.1 整流滤波器的计算 (5)2.3 稳压电路的计算 (5)2.3.1 BOOST电路的计算 (5)2.3.2 负载调整率的计算 (6)2.3.3 功率因数的计算 (6)3系统的硬件设计 (7)3.1系统的总体设计 (7)3.1.1系统的设计思想 (7)3.1.2 系统的设计步骤 (7)3.1.3 电路原理图与实物图 (7)3.1.4电源模块 (8)4主要元器件介绍与电路各器件参数 (8)4.1UC3842的介绍 (8)4.1电路器件参数 (9)5测试方案与测试结果 (9)5.1测试方案 (9)5.2 测试条件与仪器 (10)5.3 测试结果及分析 (10)5.3.1测试结果(基本要求) (10)5.3.2测试结果(发挥空间) (11)5.3.3测试分析与结论 (12)6 系统电路存在的不足和改进的方向与结论 (12)7 结束语 (12)8 附录 (13)附录1：电路原理图与元件清单 (13)附录2：系统实物图参考文献 (14)word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑单相AC—DC变换电路（A题）【本科组】1系统方案本系统主要由整流滤波模块、过流保护模块、电源模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。
2017年全国电子竞赛设计报告(A题)
入的电流值控制。实现给电池充电的步进可调。 充电电流显示为 1.017A，代表充电电流恒定。
主要原理图如下所示：
（2）步进可调测量，并测试电流的控制
-1SI 1 Rm01R F 4 u Rm4.11+1SI 1C 3 Fu7.4C 2 Fu7.4C 1 Fu7.4C K KK0 84 502 1001R1R2R F n 3 331C D N 3 F D G K4.06R p K51.2 N A 0 7 G 2 R 621C A D N G A 43210 1111198 CB F N DNGPDNGPDNGPQERF PMOC 1 45KSD D N GN SWW 1 ACNYSSENIVSS 04355SPTU 7654321 D N G F A n 2 1 211C D N N E G A k 6 1 D 5R N G H A u 1 0 1L F n 0 0 101C D N G A 9 Fu7.4C
D
结论
满足基本要求，实现对电池恒流充电，充 电电流步进可调，电流控制精度不低于 5%，电 流转换效率高达 95%，并能实现过充保护功能。 在发挥部分，放电模式的变换器效率达到 95.4%,总重量保持在 500g 内。
6
需要保证各单体的相互电气隔离，因此必须选 用有隔离的 DC-DC 变换器，选用方案二。
2.理论分析与计算
2.1 定位方法
充电时，直流稳压电源给 Buck 模块提供 电源，在 2.5V 的参考电压下输入，通过 TPS 54560 降压，产生恒定电流对五节 18650 型串 联电池组充电，用 STM8S105C4 单片机对输 出电流进行采样、放大，并显示 OLED 液晶屏 上。手动切换开关，变换器处于放电状态，Buck 模块中的肖特基截止，在输出端接一个 30Ω的 负载，输出电压与芯片的 FB 端相连在用单片 机对负载两端输出电流进行采样、放大、显示。 将输出端反馈给 DC-DC 变换模块的 FB 端，使
电子电气设备的电路隔离技术
电子电气设备的电路隔离技术1 引言电路隔离的主要目的是通过隔离元器件把噪声干扰的路径切断，从而达到抑制噪声干扰的效果。
在采用了电路隔离的措施以后，绝大多数电路都能够取得良好的抑制噪声的效果，使设备符合电磁兼容性的要求。
电路隔离主要有：模拟电路的隔离、数字电路的隔离、数字电路与模拟电路之间的隔离。
所使用的隔离方法有：变压器隔离法、脉冲变压器隔离法、继电器隔离法、光电耦合器隔离法、直流电压隔离法、线性隔离放大器隔离法、光纤隔离法、A/D 转换器隔离法等。
数字电路的隔离主要有：脉冲变压器隔离、继电器隔离、光电耦合器隔离、光纤隔离等。
其中数字量输入隔离方式主要采用脉冲变压器隔离、光电耦合器隔离；而数字量输出隔离方式主要采用光电耦合器隔离、继电器隔离、高频变压器隔离（个别情况下采用）。
模拟电路的隔离比较复杂，主要取决于对传输通道的精度要求，对精度要求越高，其通道的成本也就越高；然而，当性能的要求上升为主要矛盾时，应当以性能为主选择隔离元器件，把成本放在第二位；反之，应当从价格的角度出发选择隔离元器件。
模拟电路的隔离主要采用变压器隔离、互感器隔离、直流电压隔离器隔离、线性隔离放大器隔离。
模拟电路与数字电路之间的隔离主要采用模/数转换装置；对于要求较高的电路，除采用模/数转换装置外，还应在模/数转换装置的两端分别加入模拟隔离元器件和数字隔离元器件。
2 模拟电路的隔离一套控制装置或者一台电子电气设备，通常包含供电系统，模拟信号测量系统，模拟信号控制系统。
而供电系统又可分为交流供电系统和直流供电系统，交流供电系统主要采用变压器隔离，直流供电系统主要采用直流电压隔离器隔离。
模拟信号测量系统相对来说比较复杂，既要考虑其精度，频带宽度的因素，又要考虑其价格因素；对于高电压、大电流信号，一般采用互感器（电压互感器、电流互感器）隔离法，近年来，又出现了霍尔变送器，这些元器件都是高电压、大电流信号测量常规使用的元器件；对于微电压、微电流信号，一般采用线性隔离放大器。
04隔离型DC-DC变换电路
Four Types
四种变换电路
4
西南交通大学
四种基本型1
+
* *
D1 N1 C S N2 D2 C
+ Uo
单端正激型
-
-
单端反激型
西南交通大学
四种基本型2
推挽型
桥式
西南交通大学
Modeling and Simulation of Power Electronics System
Single-ended Forward DC-DC Converter
隔离型直-直变换器
在基本的buck，boost，buck-boost变换器 中引入隔离变压器 输入电源与负载之间实现电气隔离 匹配输入电压Ui与负载所需的输出电压Uo 可设置多个二次绕组,实现多个直流电压输出
西南交通大学
Modeling and Simulation of Power Electronics System
Half-bridge Converter
半桥式直-直变换器
35
西南交通大学
半桥变换器
推挽式
半桥式
西南交通大学
推挽式变换器连续工作模式的4步
（a）工作状态 1（S1 接通） （b）工作状态 2（全部开关断） （c）工作状态 3（S2 接通） （d）工作状态 4（全部开关断）
西南交通大学
半桥式变换器的建模
+ +
（b）工作状态 2（全部开关断）
西南交通大学
推挽式变换器连续工作模式的3、4步
++
（c）工作状态 3（S2 接通）
+ +
2013全国电子设计竞赛AC-DC变换电路(A题)设计报告+++资料
2013年全国大学生电子设计竞赛单相AC/DC变换电路（A题）2013年9月7日摘要本系统以Boost升压斩波电路为核心，采用PFC功率因数校正专用控制芯片UCC28019产生PWM波形，进行闭环反馈控制，从而实现稳压输出。
实验结果表明：电源进线的交流电压和负载电流在比较宽的范围内变化时，电源输出直流电压能够保持较高的稳定性，电源交流输入功率因数达到89%，效率达到92%，具有良好的电压调整率和负载调整率，此外，本系统还具有输出2.5A过流保护，输出功率因数的测量与显示功能。
关键词：开关电源UCC28019 Boost电路功率因数校正【Abstract】This system in order to Boost the Boost chopper circuit as the core, adopts PFC control chip dedicated power factor correction UCC28019 PWM waveforms, the closed-loop feedback control, so as to realize the voltage output. The experimental results show that the power supply into line voltage and load current changes in a comparatively wide scope, can maintain the stability of the high power output dc voltage, power supply ac input power factor reaches more than 89%, efficiency of 92%, has the good voltage regulation and load regulation, In addition, this system also has 2.5 A output over-current protection, the measurement and display of power factor of the output.目录1系统方案 (1)1.1 DC／DC变换模块的论证和选择 (1)1.2 PFC控制方案的论证和选择 (2)2系统理论分析与计算 (2)2.1电路设计的分析 (2)2.1.1主电路的分析 (2)2.1.2控制电路的分析 (3)2.1.3功率因数测量电路的分析 (6)2.2主回路器件的选择及参数计算 (6)2.3 PFC控制电路参数计算 (9)3电路与程序设计 (10)3.1电路的设计 (10)3.1.1系统总体框图 (10)3.1.2 主电路子系统框图与电路原理图 (11)3.1.3 辅助电路子系统框图与电路原理图 (12)3.1.4辅助电源 (12)3.2程序的设计 (13)3.2.1程序功能描述与设计思路 (13)3.2.2程序流程图 (13)4测试方案与测试结果 (14)4.1测试方案 (14)4.2 测试条件与仪器 (15)4.3 测试结果及分析 (15)4.3.1测试结果(数据) (15)4.3.2测试分析与结论 (16)附录1：电路原理图 (17)附录2：源程序.............................................. 错误！未定义书签。
有源隔离型4-20mA信号变换电路
有源隔离型4-20mA信号变换电路的设计1、设计基本要求：1、电源供电24Vdc，输入电流4-20ma，输出电流4-20ma。
2、输出电流4-20ma带负载能力达到300欧姆。
3、电源供电24Vdc，输入电流4-20ma，输出电流4-20ma三者相互隔离。
4、输出电流跟踪输入电流变化，跟踪精度达到1%。
2、发挥部分：直接以PT100的电阻输入替代输入电流4-20ma电流，实现隔离型热电阻变送器功能。
即100欧电阻输入，输出4毫安，138.5欧姆电阻输入，输出20毫安。
具体电路请记笔记。
可参考：/more.asp?name=xinjihua&id=37300的相关资料提高题1：无源二线制隔离型4-20mA信号变换电路的设计1、无源供电，输入电流4-20ma负载能力达到500欧姆。
2、输入电流4-20ma，输出电流4-20ma。
3、输出电流4-20ma负载能力达到200欧姆。
4、输入电流4-20ma既作为信号传递，又作为设备供电电源。
5、输入电流4-20ma，输出电流4-20ma二者相互隔离。
下面是对“2009年全国大学生电子设计竞赛题目分析”请您参考。
这是北京理工大学一个电子竞赛组委会专家分析的情况，现跟您分享一下，如果需要什么资料可及时联系王浩。
首先，09年题目应该与往年差异不大。
无非是仪器类、电源类、放大器类、控制类等几大块。
所以现在老师用以前的训练模式给学生打基础应该没什么问题。
但有一下几点要注意：1、因为推荐全国都有笔试考核，笔试多数以电子基础、模电知识为主，所以09年全国题目应该会继续在模电题目上下功夫，而数字电路，因为现在出题难度、芯片功能等原因，可能会不再考。
2、频谱仪、信号发生器、相位仪等相关题目都基本出过，所以如果仪器类继续出题目的话，可能还是在原先的基础上加强功能或者增加难度，但是这类型题目出的次数都比较多，不怀疑换类型的可能。
仪器方面也要根据实验常用的仪器来判断哪些仪器在往年还没有涉及，而有可能当做新的方向来考核的,比如失真度仪什么的。
第十四讲：隔离DCDC变换电路
L
VD2
C
R Uo
S1
W11 W12 S2
VD1
W21 W22
L C
VD3 S
R Uo
U in
VD2
图4.25 正激电路原理图
图4.35 推挽电路原理图
20
3、 推挽（Push-Pull）电路 ——电路连续工作模式
（1）t0~t1时段（S1导通状态）
☞电感电流线性上升，增 加量：
o
t
N 2 ton N2 D Uo U in U in N1 toff N1 1 D
uS
o
U in
N1 Uo N2
t
t0
t1
t2
t
（4）S承受的最大电压：
14
N1 u S U in Uo N2
图4.31 反激电路电流连续时主要电 压、电流波形
2、 反激（Flyback）电路 ——电路断续工作模式
第十四讲：隔离DC/DC变换电路 1、 正激电路
2、 反激电路 3、 推挽电路 4、 半桥电路 5、 全桥电路
重点掌握：1、2、3
1
1、 正激（Forward）电路
——电路结构分析
☞ 根据变压器的磁芯磁复位方法的不同，正激电路包含多种 不同的拓扑结构。其中，在电路输入端接复位绕组是最基本 的磁芯磁复位方法。 ☞ 隔离变压器为高频变压器，有三个绕组，标有“•”的一端为 同名端。 VD3是复位绕组的串连二极管。 原边绕组W1，匝数N1 副边绕组W2，匝数N2 复位绕组W3，匝数N3 ☞开关S采用PWM控制方式、 VD1是输出整流二极管、 VD2是续流二极管、L和C是 输出滤波电感和滤波电
toff trst
电流频率(I-F)转换电路说明书
CFC ≈0.0 ≈0.0 ≈0.0 100%纯硬件设计 高 慢 采样、量化 TTL/HCMOS 脉冲
VFC ≠0.0 ≠0.0 ≠0.0 基于单片机和程序设计 中 等同于CFC 采样、量化 TTL/HCMOS脉冲
ADC ≠0.0 ≠0.0 ≠0.0 基于FPGA(或DSP)和程序设计 低 快 采样、量化、编码 数字信号
CFC
电流/频率（I建立在 PCB 上的一种专用电路，由各种各样的元器件和印制线组
成。CFC 基于电荷平衡原理，它能够将石英挠性加速度计的电流信号转换为成正比例的频率脉冲， 通过 FPGA 或者 DSP 可以很方便且容易地对频率脉冲在单位时间内进行计数，可以计算出各种零 位偏置和标度因数，采用某些专用方程式可以获得某个特定方向的加速度值。
3
特性和指标
转换通道数 输入电流范围(保证精度) 输入电流范围最大值 3 个(典型值)，或者用户自定义 ±5mA~±40mA，或者用户自定义 大于输入电流范围(保证精度)
CFC
输出频率范围 输出频率最大值 输出频率特性 0~256000 pulse/s 256000 pulse/s (占空比 ≈ 50%) 5V TTL，IOH(max) = -12mA，IOL(max) = 12mA 5V HCMOS，IOH(max) = -6mA，IOL(max) = 6mA 默认：低电平有效，有效电平宽度 ≈ 1.95μs 零位偏置(-40℃to +70℃) 零位偏置稳定性 (1σ，一次通电/逐日) 零位偏置温度漂移(-40℃to +70℃) ≈0.0 pulse/s (典型值)，≤0.1pulse/s (最大值) ≈0.0 pulse/s (典型值)，≤0.1pulse/s (最大值)，+25℃ ≈0.0 pulse/s (典型值)，≤0.1pulse/s (最大值) ≈24000 pulse/(s*mA)，输入范围±10mA 标度因数(正向，负向) 标度因数不对称性 正向标度因数非线性度 负向标度因数非线性度 标度因数温度系数(-40℃to +70℃) 标度因数稳定性(1σ，一次通电/逐日) 转换带宽 工作温度范围 直流电源电压及电流(模拟) 直流电源电压及电流(数字) 功耗 外形尺寸 输入/输出接口 ≈10000 pulse/(s*mA)，输入范围±25mA ≈6000 pulse/(s*mA)，输入范围±40mA ≤0.005% (典型值)，≤0.01% (最大值)，-40℃ to +70℃ ≤0.005% (典型值)，≤0.01% (最大值)，I≥0.5mA，1σ； ≤0.5pulse/s (典型值)，I <0.5mA；-40℃ to +70℃ ≤0.005% (典型值)，≤0.01% (最大值)，| I |≥0.5mA，1σ； ≤0.5pulse/s (典型值)，| I |<0.5mA；-40℃ to +70℃ ≤0.0003%/℃(典型值)，≤0.0005%/℃(最大值) ≤0.005%(典型值)，+25℃ ＞1kHz -40℃ to +70℃(典型值)，或者用户自定义 +(15±0.5)V or +(12±0.5)V，≤200mA，VP-P≤100mV -(15±0.5)V or -(12±0.5)V，≤200mA，VP-P≤100mV +(5±0.25)V，≤200mA，VP-P≤100mV 4W(典型值) ≥（60mm×60mm） ，或者用户自定义 高度≤16mm(PCB=2mm，元件面≤11mm，焊接面≤3mm) 电连接器，自由焊线，或者用户自定义
电压电流与电压频率转换电路（VI、VF电路）
电压电流与电压频率转换电路（VI、VF电路）标签：⽆标签电压/电流与电压/频率转换电路（V/I、V/F电路）1 电压/电流转换电路电压/电流转换即V/I转换，是将输⼊的电压信号转换成满⾜⼀定关系的电流信号，转换后的电流相当⼀个输出可调的恒流源，其输出电流应能够保持稳定⽽不会随负载的变化⽽变化。
V/I转换原理如图1。
由图1可见，电路中的主要元件为⼀运算放⼤器LM324和三极管BG9013及其他辅助元件构成，V0为偏置电压，Vin为输⼊电压即待转换电压，R 为负载电阻。
其中运算放⼤器起⽐较器作⽤，将正相端电压输⼊信号与反相端电压V -进⾏⽐较，经运算放⼤器放⼤后再经三极管放⼤，BG9013的射级电流Ie作⽤在电位器Rw 上，由运放性质可知：V-= Ie·Rw= (1+ k)Ib·Rw(k为BG9013的放⼤倍数)流经负荷R 的电流Io即BG9013的集电极电流等于k·Ib。
令R1=R2，则有V0+Vm= V+= V-= (1+k)Ib·Rw= (1+1/k)Io·Rw其中k》1，所以Io≈ (Vo+Vin)/Rw。
由上述分析可见，输出电流Io的⼤⼩在偏置电压和反馈电阻Rw为定值时，与输⼊电压Vin成正⽐，⽽与负载电阻R 的⼤⼩⽆关，说明了电路良好的恒流性能。
改变V0的⼤⼩，可在Vin=0时改变Io的输出。
在V0⼀定时改变Rw的⼤⼩，可以改变Vin与Io 的⽐例关系。
由Io≈(V0+Vi)/Rw 关系式也可以看出，当确定了Vin 和Io之间的⽐例关系后，即可⽅便地确定偏置电压V0和反馈电阻Rw。
例如将0～5V 电压转换成0～5mA的电流信号，可令V0=0，Rw=1kΩ，其中Vo=0相当于将其直接接地。
若将0～5V电压信号转换成1～5mA电流信号，则可确定V0=1.25V，Rw=1.25kΩ。
同样若将4～20mA 电流信号转换成1～5mA电流信号，只需先将4～20mA转换成电压即可按上述关系确定V0和Rw 的参数⼤⼩，其他转换可依次类推。
高频电子线路-频率变换电路 PPT课件
AM调制过程中的信号波形
t (a )
t (b ) m＜ 1 t
u A M(t )
mUc Uc
u o (t)
0 (c) u A M(t )
t
(a )
u o (t)
0 m＝ 1 t
u A M(t )
(d )
t
(b )
0
m＞ 1 t
过量调幅失真
(e)
下午10时23分
15
载波信号的频谱函数为Uc(ω )，则
u (t ) u AM (t ) U (t ) cos(ct ) U cm[1 ma ] cosct | u (t ) |max
式中
ma
k a | u (t ) |max U cm
为调幅系数（或调制指数），它表示
调幅波幅度的最大变化量与载波振幅之比，一般0≤ma≤1。
u 0 uC 0
2.分类 调幅及解调电路 频 谱 变 换 电 路 频谱搬移电路 混频电路 倍频电路
普通调幅及解调电路 单边带调幅解调电路
双边带调幅解调电路
变容二极管调频电路 直接调 频电路 间接调 频电路 晶体管振荡器直接调频电路 电容话筒调频电路 电抗管调频电路 斜率鉴频器 相位鉴频器 比例鉴频器 移相乘积鉴频器 脉冲均值鉴频器 锁相环鉴频器 跟相环鉴频器
频谱非线性变 换电路
调频电路
调频波的解调电路 限幅器
5.2 模拟乘法器
1. 模拟乘法器的电路符号
变跨导式模拟乘法器是以恒流源式差动放大电路为 基础，并采用变换跨导的原理而形成的，其符号见 下图。 一般表达式为：
uo kui1ui 2
2)变跨导式模拟乘法器 变跨导式模拟乘法器是以恒流源式差动放大电路为基础，并采用变跨导式原 理而形成的。
《高频电子电路》频率变换方法与电路分析
iC f (U Q u1 ) f ' (U Q u1 )u2＝I 0 (t ) g (t )u2
是 u2 =0 时仅随 u1变化（u1 又随时间变化）的电流，称为时变静态电流，g (t )
称为时变电导，是晶体管输出电流对于输入电压的变化率，故又称为时变跨导。
与
均是与 u 2 无关的参数，故 iC与
谱得以净化。
( )
()
()
( )
( )
( )
()
()
( )
()
( )
()
第 I 象限
第 II 象限
第 III 象限
第 IV 象限
相乘器的工作象限
本章将以MC1596集成模拟乘法器为例，实现混频、调幅、解调
等功能。
7.2 非线性元器件频率变换特性与分析方法
1.指数函数分析法
晶体二极管的正向伏安特性可用指数函数
包括调频和鉴频、调相和鉴相电路等。
相
对
振
幅
1 2 3 4
0
0 n
0
0 n
7.3 频率变换电路的要求和实现方法
线性时变工作状态
两个信号同时作用于晶体管的基级，如果其中一个信号的振幅比另一个信号的
振幅大得多时，可以认为晶体管的工作状态由大信号决定，假设 u2 u1 ，故可以在
数都存在，则电流 i 可以在该点附近展开幂级数：
i f U Q f U Q u U Q
f U Q
2!
u U Q
= a0 a1 u U Q a2 u U Q
2
式中，
an =
f n U Q
隔离型dc-dc的工作流程
隔离型dc-dc的工作流程隔离型DC-DC转换器是一种将直流电能从一个电气系统转换到另一个电气系统的电力转换装置。
它通过将输入电压转换为高或低电压输出，以满足电气系统对不同电压级别的需求。
隔离型DC-DC转换器在电力电子设备中广泛应用，例如电动汽车、太阳能电池组和工业自动化系统等。
隔离型DC-DC转换器的工作流程主要包括以下几个步骤：1. 输入电源：隔离型DC-DC转换器的输入是直流电源。
可以是电网供电、电池或其他直流电源。
2. 输入滤波器：为了减少输入电源中的噪声和谐波对转换器的影响，需要在输入端添加滤波器。
滤波器通常由电容器和电感器组成，可以滤除高频噪声和谐波。
3. 输入变压器：由于隔离型DC-DC转换器需要将输入和输出之间的电气系统隔离开来，所以需要使用输入变压器。
输入变压器主要负责隔离输入电源并提供输入电压到转换器的电压变换。
4. 控制电路：控制电路是隔离型DC-DC转换器的核心部分，其作用是根据输出负载需求来控制转换器的工作状态。
控制电路通常包括一个反馈控制环路和一个PWM调制器。
反馈控制环路用于测量输出电压并与设置值进行比较，然后控制PWM调制器来调整开关器件的工作状态。
5. pwm调制器：PWM调制器（脉宽调制器）是隔离型DC-DC转换器中一个非常关键的部分。
它根据控制电路的信号来调整开关器件（例如MOSFET）的开关频率和脉冲宽度，从而控制转换器的输出电压和电流。
6. 输出滤波器：为了减少输出端的噪声和谐波对负载的影响，需要在输出端添加滤波器。
输出滤波器通常由电容器和电感器组成，可以滤除输出电压中的高频噪声和谐波。
7. 输出负载：输出负载是隔离型DC-DC转换器的目标电气系统，可以是电机、电子设备、电网或其他负载。
通过上述工作流程，隔离型DC-DC转换器能够将输入电源的直流电能转换为所需的输出电压和电流，满足目标电气系统的需求。
隔离型DC-DC转换器还能够提供电气系统之间的电气隔离，提高系统的安全性和稳定性。
电流频率转换
隔离式电流-频率转换电路--4~20MA转换成10KHZ双线传输的4~40MA模拟信号电流，若要单纯地转换成电压，只用一个250欧的电阻就可转换成1~5V的电压。
本电路用在高噪声电路中可起到隔离作用，它把电流转换成0~10KHZ的频率，然后可廉价的光耦合器输出，如再在信号接收级配置适当的定时基准，并对单位时间内的平均脉冲娄进行计数，即可完成模拟数字转换。
电路工作原理本电路由两部分组成，即电流-电压转换部分和用V-F转换器把电压转换成频率部分，电流-电压转换采用一个250欧的电阻R1，在其两端产生电压，再用OP放大器1把该电压变为0~-10V，所以反相放大倍数应为2.5倍。
电流为4MA时，为了使A1的输出为0，必须采用置偏电路，可在同相输入端施加电压形成置偏。
如不用置偏的方法，则把同相输入端接地，A1的放大倍数取2，也能转换成2~10KHZ的频率输出。
V-F转换器采用NS公司的LM331，其内部详细结构在该公司的产品手册中已有介绍。
为了改善线性，加了OP放大器A2，它是电流输入型的，满量程为0~100UA，因此，根据输入电压范围，R5的阻值应为100K，反馈环路中，C2的作用是保持环路稳定，其容量根据输入信号的范围选定。
A3的引线6用来选定基准电压，因为、唱段是把+VCC进行对半分压，所以不一定为10K，旁路电容C1的容量也不一定取该值。
V-F转换器的最高振荡频率由R10和C3决定，要改变频率可用VR2改变基准电压或R10串联可变电阻的办法实现。
输出端是开路集电极，可直接驱动光耦合器的发光二极管。
接通时的电流IF由R12决定，IF=（V-VF）/R12，约为8.6MA。
元件的选择光耦合器TLP521的响应速度不高，只可传输30~50KHZ的信号，如在0~100KHZ的V-F转换器中使用，C3的电容量应取330PF，光耦合器也应换成高速型的6N136。
图中带★标记的电容与振荡频率漂移有关，应尽量选用温度系数小的新产品，如浸入式云母电容。
《频率变换电路》课件
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
杂散抑制性能
总结词
杂散抑制性能是衡量频率变换电路性能的重要指标，它反映了电路抑制杂散信号的能力。
详细描述
杂散信号是指与所需输出信号无关的干扰信号，杂散抑制性能越好的频率变换电路，能够更好地抑制 杂散信号，提高输出信号的质量。杂散抑制性能的优劣直接影响到频率变换电路的性能和输出信号的 质量。
动态范围与线性度
实现方式
频率变换电路可以通过不同的方式实现，如通过RC电路、LC 电路、晶体管等元件实现。不同的实现方式具有不同的特点 和适用范围。
频率变换电路的应用场景
应用场景
频率变换电路广泛应用于通信、雷达、导航、电子对抗等领域。例如，在通信领域中，通过频率变换电路可以将 信号从低频搬移到高频，实现信号的传输和接收。在雷达和导航领域中，频率变换电路用于实现信号的调制和解 调，以实现对目标的探测和定位。
数字信号处理器的DDS技术
利用直接数字合成技术，产生任意波形和频 率的信号。
数字信号处理器的滤波器设计
利用数字滤波器对信号进行滤波处理，实现 特定频率范围的信号提取或抑制。
基于FPGA/ASIC的频率变换
FPGA/ASIC的定制设计
01
根据具体应用需求，定制具有特定功能的频率变换电路。
FPGA/ASIC的高速采样技术
《频率变换电路》PPT课件
目 录
• 频率变换电路概述 • 频率变换电路的类型 • 频率变换电路的实现方法 • 频率变换电路的性能指标 • 频率变换电路的设计与优化 • 频率变换电路的发展趋势与展望
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电子竞赛设计报告
通过电子竞赛，学生学会查阅手册和有关文献资料，培养了独立分析和解决实际问题的能力以及了学生培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
通过实际电路方案的分析比较、设计计算、组件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。
综合应用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务。
本次竞赛本组的设计课题为“隔离式频率-电压转换器电路”，要求用集成运算放大器与频率-电压转换器专用集成电路实现频率-电压转换器的设计、装配与调试。
通过熟练比较器、频率电压转换器的原理以及结构，参考各类文献资料熟悉集成频率——电压变换器LM331的主要性能和应用及运算放大器基本电路的原理和应用，并掌握它们的设计、测量和调整方法，最后通过实验要求及个单元电路间的关系，计算选择合适元件组装成合理电路，并对其进行测试。
这不仅需要相应的理论知识，而且还需要有一定的实践知识即动手能力。
电路设计方案
通过查找资料以及小组讨论，电路大致分为四个部分，分别是：电流变电压电路、电压转频率电路、隔离式光耦传输电路、数码管显示频率电路。
1电流变电压电路
双线传输的4~40MA模拟信号电流，若要单纯地转换成电压，只用一个250欧的电阻就可转换成1~5V的电压。
相对简单。
2电压转频率电路
、
实际设计用图
图3 LM331的内部结构图
当R S、Rt、Ct、R L一定时，Vo正比于fi，显然，要使Vo与fi之间的关系保持精确、稳定，则上述元件应选用高精度、高稳定性的。
对于一定的fi，要使Vo为一定植，可调节R S的大小。
恒流源电流I允许在10 A~500 A范围内调节，故R S可在190kΩ~3.8 kΩ范围内调节。
一般R S在10kΩ左右取用。
取Rt=6.8kΩ、Ct=0.01uF、R L=100 kΩ，得Rs=14.2 kΩ。
3隔离式光耦传输电路
6N137光耦合器的内部结构、管脚图
4数码管显示频率电路
包含元器件有2块CD4511、5块CD4510、1个CD4060、2个CD4013和2个共阴极数码管、晶振等。
下图为基本仿真用图，在实际电路中，光耦传输过来信号作为输入，晶振频率为215HZ，经4060分频为2HZ，在通过4013双独立D触发器分频，分别得到0.5HZ和0.25HZ信号，作为控制信号。
心得体会
毫无疑问，大二的学习生活远比大一时来的丰富的多。
课堂上我们不仅学到了与专业相关的理论知识。
在课后，我们有模电实验、数电实验、信号实验这样的课程来提高我们的动手能力以及实际操作能力。
而此次电子竞赛为我们将学到的专业基础理论知识用到实践中去提供了良好的实践平台。
在做本次竞赛的过程中，通过学习、设计、仿真、完善设计，使我们受益匪浅。
此次电子竞赛,不仅让我们更加熟悉书本上的知识, 将知识更加系统化,将自己学过的知识联系在实际中,解决一些日常生活中需要解决的问题,做到了真正的理论联系实际,在竞赛过程中,我们第一次独立自主的查资料,设计电路,仿真等,学到了无法从课本上学到的知识,增强了自己的动手能力,还丰富了眼界,增强了
自我的创新能力,和面对问题解决问题的能力.
通过此次电子竞赛,使得我们第一次全面地接触自己本专业的知识,认识到自己专业的专业知识,为自己日后的学习打好了基础.
三天的电子竞赛，让我们懂得要设计一个成功的电路，必须要有耐心、毅力以及细心，当然有了这些还不够，我们还需要查阅相关资料。
竞赛中，我深刻的体会到在设计过程中，需要反复实践，其过程很可能相当烦琐，有时花很长时间设计出来的电路还是需要重做，那时心中未免有点灰心，有时还特别想放弃，此时更加需要静下心，查找原因。
总体来说，这次竞赛使我们受益匪浅。
在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中，特别有趣，培养了设计思维，增加了实际操作能力。
在让我们体会到了设计电路的艰辛的同时，更让我体会到成功的喜悦和快乐。
竞赛过程中我们组充分发挥集思广益的作用，没人提出一个方案，共同讨论反复研究，最后做出结论。
这使得我们在完善自身的同时，也培养了团队精神。
虽然，不得不说，我们没完成预期的目标。
但在此过程中，我们已经吸取了足够的经验教训。
我们思路单一，碰到疑难点就只能转牛角尖，不能做到拓展思路，另辟新径。
我们依赖太多网上的东西，而网上的电路图和芯片管脚参数都无法保证正确无误，只能模仿甚至照搬。
也主要是平日学习时，视野太窄，竞赛中用到的很多芯片都是新学的，需要花费大量时间查找资料，研究其与竞赛题目的关联。
最重因为进度过慢，没来及调试等工作，已到竞赛结束验收的阶段，虽心有不甘，但只好放弃。
当然这全部是自己的原因，相信有了此次的经验教训，以后我们会做的更好！。