2013大学生电子设计大赛单相AC-DC变换电路(A题)

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2013年全国大学生电子设计竞赛A题报告

2013年全国大学生电子设计竞赛A题报告

目录
1 系统方案论证 ...................................................... 1 1.1 控制方法的方案选择 .......................................... 1 1.2 AC-DC 主回路拓扑的方案选择 .................................. 1 1.3 控制方法方案的论证与选择 .................................... 2
开始计时,当电流输入端口中断响应时计时器停止,测得计时时长经过相应的运算 处理得到功率因数值,并显示在液晶显示屏上。 3.2.2 程序流程图
1、主程序流程图
6
外部中断 信号输入 单片机检 测中断信 号 外部中断 0响应 计时开始
外部中断 1响应 计时结束
如果计时达 到10次,输 出结果
7
4 测试方案与测试结果
方案二:采用恒频脉宽调制控制器 TL494,这个芯片可推挽或单端输出,工作 频率为 1--300KHz,输出电压可达 40V,内有 5V 的电压基准,死区时间可以调整, 输出级的拉灌电流可达 200mA,驱动能力较强。芯片内部有两个误差比较器,一个 电压比较器和一个电流比较器。电流比较器可用于过流保护,电压比较器可设置为 闭环控制,调整速度快。
方案一:串联开关电路形式。开关管 V1 受占空比为 D 的 PWM 波的控制,交替 导通或截止,再经 L 和 C 滤波器在负载 R 上得到稳定直流输出电压 Uo。该电路属于 降压型电路,达不到题目要求的 30--36V 的输出电压。(见图 1)
图1
1
图2
图3 方案二:并联开关电路形式。并联开关电路原理与串联开关电路类似,但此电 路为升压型电路,开关导通时电感储能,截止时电感能量输出。只要电感绕制合理, 能达到题目要求,且输出电压 Uo 呈现连续平滑的特性。(见图 2) 方案三:串并联开关电路形式。实际上此电路是在串联开关电路后接入一个并 联开关电路。用电感的储能特性来实现升降压,电路控制复杂。(见图 3) 综上所述,选择方案二。 1.3 控制方法方案的论证与选择 方案一:采用单片机产生 PWM 波,控制开关的导通与截止。根据 A/D 后的反馈 电压程控改变占空比,使输出电压稳定在设定值。负载电流在康铜丝上的取样经 A/D 后输入单片机,当该电压达到一定值时关闭开关管,形成过流保护。该方案主要由 软件实现,控制算法比较复杂,速度慢,输出电压稳定性不好,若想实现自动恢复, 实现起来比较复杂。 方案二:采用恒频脉宽调制控制器 TL494,这个芯片可推挽或单端输出,工作 频率为 1--300KHz,输出电压可达 40V,内有 5V 的电压基准,死区时间可以调整, 输出级的拉灌电流可达 200mA,驱动能力较强。芯片内部有两个误差比较器,一个 电压比较器和一个电流比较器。电流比较器可用于过流保护,电压比较器可设置为 闭环控制,调整速度快。 鉴于上面分析,选用方案二。

单相ACDC变换电路设计

单相ACDC变换电路设计

题目:单相AC-DC变换电路(A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,系统在AC-DC变换电路中采用基于SG3525的推挽式升压对交流信号经过整流滤波后的直流信号进行升压变换;由AD芯片TLC549和单片机STC89C51组成系统测控与显示单元,采用液晶显示器1602作为系统的状态和运行数据显示屏。

该系统由AC-DC变换电路,功率因数提高电路,测量与显示等几个模块构成。

通过实际测试,该系统在指定条件下能够使输出直流电压稳定在36V,输出电流额定值为2A;负载调整率,电压调整率,功率因数的测量与误差控制,输出过流保护功能等基本要求均得以实现;功率因数的校正达到了发挥部分的要求。

另外,系统还增加了实时输出电压电流数据显示等实用功能。

一方案论证1.DC-DC升压方式的比较与选择在AC-DC变换电路中,先对交流电压进行整流滤波得到直流电压,在对其进行DC-DC 升压变换。

因此首先选择DC-DC升压方式。

方案一:全桥加DC-DC变换方式。

脉冲变压器原边是两个对称线圈,两只开关管接成对称关系,轮流通断。

推挽式电源电压利用率高、输出功率大、能实现较大的升压比、两管基极均为低电平、输入输出隔离,驱动电路简单。

主要缺点:变压器绕组利用率低、对开关管的耐压要求比较高(至少是电源电压的两倍)。

方案二:全桥加滤波器变换方式。

由四只相同的开关管接成电桥结构驱动脉冲变压器原边。

与推挽结构相比,原边绕组减少了一半,开关管耐压降低一半。

主要缺点:使用的开关管数量多,且要求参数一致性好,驱动电路较复杂。

方案三:全桥和PFC以及DC-DC变换方式。

利用控制芯片输出的PWM波形来控制开关管的通断,并设计合理的主电路上的电感电容值来控制开关管的通断时间,从而达到升压的目的。

这种电路使用的外部原件最少、调试容易、成本低、效率高。

缺点:负载侧电流波动大。

综合考虑,我们选择方案一。

2.功率因数调整方案的比较与选择方案一:有源功率因数校正电路。

电子大赛论文单相AC—DC变换电路

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。

2013全国电子设计竞赛AC-DC变换电路(A题)设计报告+++资料

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。

A题单相AC-DC变换电路(题目解析)资料

A题单相AC-DC变换电路(题目解析)资料
效率 波形 功率分配 保护 检测
2017/9/19
6
3.本届题目
2013年:单相AC-DC变换电路(AC-DC)
设计并制作如图1所示的单相AC-DC变换电路。输出直流电压稳定 在36V,输出电流额定值为2A。
IS 220V ~ IO US
变压器
AC - DC 变换器
UO
率 负载调整率
保护
检测显示 高功率因数
功率因数可调
7 2017/9/19
题目第一稿:
设计并制作如图所示的单相PWM整流电路。电源电压Us为30V,额定 频率 f=50Hz,电阻性负载,输出电压 Uo=50V,最大输出电流 Io=2A。
要求: 负载能力
电压调整率 负载调整率 输入电流波形 检测显示 高功率因数 功率因数正负可调
8 2017/9/19
4.评测
方案选择 PWM整流、不控整流+Boost+PFC
设定问题
可调(有级与无级)
隔离变压器

9 2017/9/19
5.命题 避免重复(以后的题目)
安全
易上手(多数同学都能做)
有难度(多数同学做不好)
易测(赛区专家、学生)
10 2017/9/19
+
RS
Id
+
i o1
滤 波 器
T
io
n1
uo1
n2
uo
RL
US
-
Ud
-
DC- AC
最大功率跟踪
保护 检测
u REF
控制电路
n3
uF
5 2017/9/19
2011年:开关电源模块并联供电系统(DC-DC)

单相ACDC变换电路设计

单相ACDC变换电路设计

题目:单相AC-DC变换电路(A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,系统在AC-DC变换电路中采用基于SG3525的推挽式升压对交流信号经过整流滤波后的直流信号进行升压变换;由AD芯片TLC549和单片机STC89C51组成系统测控与显示单元,采用液晶显示器1602作为系统的状态和运行数据显示屏。

该系统由AC-DC变换电路,功率因数提高电路,测量与显示等几个模块构成。

通过实际测试,该系统在指定条件下能够使输出直流电压稳定在36V,输出电流额定值为2A;负载调整率,电压调整率,功率因数的测量与误差控制,输出过流保护功能等基本要求均得以实现;功率因数的校正达到了发挥部分的要求。

另外,系统还增加了实时输出电压电流数据显示等实用功能。

一方案论证1.DC-DC升压方式的比较与选择在AC-DC变换电路中,先对交流电压进行整流滤波得到直流电压,在对其进行DC-DC升压变换。

因此首先选择DC-DC升压方式。

方案一:全桥加DC-DC变换方式。

脉冲变压器原边是两个对称线圈,两只开关管接成对称关系,轮流通断。

推挽式电源电压利用率高、输出功率大、能实现较大的升压比、两管基极均为低电平、输入输出隔离,驱动电路简单。

主要缺点:变压器绕组利用率低、对开关管的耐压要求比较高(至少是电源电压的两倍)。

方案二:全桥加滤波器变换方式。

由四只相同的开关管接成电桥结构驱动脉冲变压器原边。

与推挽结构相比,原边绕组减少了一半,开关管耐压降低一半。

主要缺点:使用的开关管数量多,且要求参数一致性好,驱动电路较复杂。

方案三:全桥和PFC以及DC-DC变换方式。

利用控制芯片输出的PWM波形来控制开关管的通断,并设计合理的主电路上的电感电容值来控制开关管的通断时间,从而达到升压的目的。

这种电路使用的外部原件最少、调试容易、成本低、效率高。

缺点:负载侧电流波动大。

综合考虑,我们选择方案一。

2.功率因数调整方案的比较与选择方案一:有源功率因数校正电路。

全国大学生电子设计竞赛 单相AC DC变换电路 A题

全国大学生电子设计竞赛 单相AC DC变换电路 A题

学校统一编号HIT-A-003学校名称哈尔滨工业大学队长姓名队员姓名指导教师姓名2013年9月7日摘要本系统以A VR ATmega16 单片机为控制核心,结合MOSFET驱动器IR2102,低导通电阻功率MOSFET IRF3205制作了一台具有自动稳压功能的AC-DC变换装置,DC-DC部分采用Boost拓扑结构,实现了AC(20~30 V)-DC(36 V)转换。

负载调整率、电压调整率分别达到了%和%,较好地完成了基本要求。

此外,给出了功率因数调整和校正的基本方法和结构框图。

关键词:AC-DC;功率因数调整;Boost电路目录一、设计任务................................................5基本要求.............................................5发挥部分.............................................5二、方案论证与比较..........................................6AC-DC整流电路的选择................................6DC-DC主回路拓扑的选择..............................6处理器的选择.........................................6反馈稳压方案选择.....................................7过流保护方案选择.....................................7功率因数测量方案选择.................................7功率因数调整方案选择.................................7系统框图.............................................8三、理论分析与计算..........................................9提高效率的方法.......................................9功率因数调整方法.....................................9稳压控制方法.........................................10 AC-DC主回路与器件选择..............................11DC-DC主回路与器件选择..............................11控制电路.............................................12辅助电源.............................................12电压测控电路.........................................13软件与程序设计.......................................13四、测试结果与误差分析......................................14测试仪器.............................................14测试方案.............................................14测试数据.............................................15测试结果分析.........................................16五、结论与心得体会..........................................17参考文献....................................................17附录1 总电路图..............................................18附录2 元器件清单............................................19附录3 程序..................................................19单相AC-DC变换电路(A题)【本科组】一、设计任务设计并制作如图1所示的单相AC-DC变换电路。

单相AC-DC变换电路(A题)【本科组】王协平剖析

单相AC-DC变换电路(A题)【本科组】王协平剖析

2013年全国大学生电子设计竞赛单相AC-DC变换电路(A题)【本科组】参赛学校:江西科技师范大学参赛人员:王协平张紫祥张超指导教师:曾**2013年9月2日单相AC-DC变换电路(A题)【本科组】摘要:高功率因数电源是提高电源输入端功率因数的高性能电源,应用日益广泛。

本系统采用有源功率因数校正(APFC)方法,对BOOST主电路拓扑结构的升压电路的输入电流进行控制,使其达到与输入电压同频且相位差为0,功率因数接近于1,从而实现高功率因数电源。

系统采用UCC28019作为控制器,提高了电源的功率因数,具有良好的电压调整率和负载调整率,输入电流波形失真度小于5%,功率因素大于0.98,效率达到95.2%,且采用单片机对整个系统进行监测,可测量输出电压、输出电流、功率因数以及可实现输出电压自动设置等功能。

系统在设计时从布局布线和滤波等方面消除电磁干扰,能够实现电压、电流、功率因数的测量及中文显示功能,界面友好美观。

关键词:AC-DC转换;UCC28019;APFC;BOOSTAbstract: The high power factor of power supply is the high performance power supply that it can increase the power input power factor with becoming more and more widely. This system adopts the active power factor correction (APFC) method, which to control for the input current of the booster circuit of the BOOST main circuit topology, to attain the input voltage with the same frequency and phase difference being zero, and the power factor being closer to 1, so as to realize high power factor of power supply. The system is used the UCC28019 as controller in order to improve the power factor of power supply that it has the excellent voltage regulation and the load regulation, and has less than 5% about the input current waveform distortion, and has greater than 0.98 about the power factor, and the efficiency reached has more than 95.2%. and has adopted the single chip microcomputer to monitor the quality of the whole system , and to measure the output voltage, to output current, to power factor, and can be set up to realize automatic output voltage, and other functions.When the design from the aspects such as layout and filtering to eliminate electromagnetic interference. the System can realize the voltage, current, power factor measurement and Chinese display functions, interface is friendly and beautiful.Keyword:AC-DC conversion, UCC28019,APFC, BOOST目录1.方案设计与论证 (3)1.1总体方案设计与比较 (3)1.2 PFC控制方案选择 (5)1.2.1 PFC控制方案分析 (5)1.2.2方案选择 (5)2.理论分析 (5)2.1 提高效率的方法 (5)2.2 功率因素调整方法 (5)2.3 稳压控制方法 (6)3.电路参数设计及程序设计 (6)3.1主回路器件的选择及参数计算 (6)3.2 PFC控制电路及外围参数计算 (7)3.3检测与保护电路设计 (8)3.3.1输入电压、电流相位检测电路 (8)3.3.2输出电压、电流测量电路 (9)3.3.3输出过流保护电路 (9)3.4 数字设定及显示电路设计 (9)3.5 辅助电源及基准的设计 (10)3.6系统软件设计 (10)4.测试方法与测试结果 (11)4.1 测试仪器 (11)4.2 测试方法及测试结果 (11)5.结论 (12)参考文献 (12)附件1:元器件明细表 (13)附件2 :电路图图纸 (14)附件3:功率因数测试波形 (15)附件4 : 主要源程序 (16)1.方案设计与论证1.1总体方案设计与比较方案1:采用MCU或DSP通过编程控制完成系统的功率因数校正。

2013 年全国大学生电子设计竞A题单相AC-DC电源

2013 年全国大学生电子设计竞A题单相AC-DC电源

2013年全国大学生电子设计竞赛单相AC-DC变换电路(A题)【本科组】2013年9月15日摘要本单相AC-DC变换电路是以220v,50HZ为输入电压,输出直流电压,使其稳定在36v,并要求输出电流额定值为2A。

首先经自耦变压器输出20-30v的交流电,再经过整流桥整流,但由基本要求的第一条:在输入交流电压为24v,输出直流电流为2A条件下,使输出直流电压为36v〒0.1V可知,24V经整流最大才得33.9V 的电压,所以在AC-DC后还得再加一个DC-DC升压电路,使输出电压达到36V。

该电源采用推挽式DC-DC升压方式,在控制电路上,前级推挽升压电路采用SG3525芯片控制,闭环反馈;在保护上,具有短路保护、过流保护、等多重保护功能电路,增强了该电源的可靠性和安全性。

关键字:单相变换电路 AC-DC DC-DC 推挽式稳压AbstractThe single-phase AC - DC conversion circuit based on 220 v, 50 hz for the input voltage, output DC voltage, make its stability in 36 v, and demanded that the output current rating is 2 a. First the autotransformer output 20-30 V alternating current (AC), again through the rectifier bridge rectifier, but by the basicrequirements of the first: the input AC voltage is 24 V, output DC current is 2 a condition, make the output DC voltage is 36 V + / - 0.1 V, 24 V by rectifying maximum voltage of 33.9 V, so after AC - DC have to add a DC - DC booster circuit, make the output voltage of 36 V. The power supply adopts the push-pull DC - DC booster way, in the control circuit, the former push-pull booster circuit usingSG3525 chip control, closed-loop feedback; On the protection, short circuit protection, over current protection, such as multiple protection circuit, enhancing the reliability and security of the power supply.Key words: single phase commutation circuit AC - DC DC - DC push-pull voltage regulator目录摘要 (1)Abstract (2)一:方案论证 (1)1.1 AC-DC变换电路 (1)1.2 控制方法的方案选择 (3)二理论分析与计算 (3)2.1 提高效率的方法 (3)2.2 功率因数的调整方法 (3)2.3稳压控制方法 (4)三电路与程序设计 (5)3.1系统总体设计框图 (5)3.2 主回路与器件选择 (5)3.3控制电路与控制程序 (8)3.4 保护电路 (9)4 测试方案与测试结果 (9)4.1测试使用的仪器 (9)4.2 测试方法 (9)4.3 测试结果 (10)4.4 测试结果分析 (10)五结论 (10)参考文献 (11)附录 (12)一、系统电路图 (12)二、程序设计 (13)三、题目要求 (17)单相AC-DC变换电路(A题)【本科组】一:方案论证1.1 AC-DC变换电路此部分采取整流为直流,再进行DC-DC变换。

最新单相ACDC变换电路电子设计竞赛A题

最新单相ACDC变换电路电子设计竞赛A题

单相A C D C变换电路电子设计竞赛A题2013年全国大学生电子设计竞赛单相AC-DC变换电路(A题)【本科组】2013年9月7日制作人:MichaelBeechan and Pan and Wang摘要:在电子产品盛行的时代,电源是很重要的一个部分,变换电路的用途越来越广泛。

单相AC-DC变换电路是将交流电转换成直流电的电路,即通常所说的整流电路。

整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。

本设计通过变压器产生24V交流电,经过整流、滤波、AC-DC变换等,最后输出实验所要求的电压,由单片机控制将检测得到的数据在液晶屏上显示出来。

在实验过程中,还需设计功率因数测量电路,实现AC-DC变换电路输入侧功率因数的测量,设计的电路还应该有过流保护功能,最终实现实验要求。

关键词:AC-DC变换电路、功率因素校正、稳压电路、输出过流保护电路、LCD液晶显示目录1.设计任务与要求 (4)1.1 设计任务(见附录1) (4)1.2 设计要求(见附录1) (4)1.3 题目分析 (4)2.系统方案选择 (4)2.1 整流滤波电路论证与比较 (4)2.2 稳压电路的论证与比较 (6)2.3 系统方案的论证 (7)3.系统硬件电路设计 (8)3.1单元电路设计及参数计算 (8)3.1.1 整流滤波电路 (8)3.1.2稳压电路 (8)3.1.3输出过流保护电路 (11)3.1.4功率因数检测电路 (11)3.1.5显示电路 (12)3.2 主电路设计 (12)3.3 主电路板电路原理图(见附录3) (12)4.系统软件设计 (12)4.1总体的程序设计流程 (12)4.2程序清单(见附录4) (13)5.运行调试 (13)5.1电路的测试方法 (13)5.2 测试仪器 (14)5.3 测试结果 (14)6.结论 (14)7.参考文献 (15)附录1: (15)附录2:元器件清单: (16)附录3:完整的电路原理图 (17)附录4:程序代码: (18)单相AC-DC变换电路(A题)【本科组】1.设计任务与要求1.1 设计任务(见附录1)1.2 设计要求(见附录1)1.3 题目分析电源转换电路被广泛的应用在各种电子领域,单相AC-DC变换电路是将交流电转换成直流电的电路,即通常所说的整流电路。

单相AC-DC变换电路_电子设计竞赛A题

单相AC-DC变换电路_电子设计竞赛A题

2013年全国大学生电子设计竞赛单相AC-DC变换电路(A题)【本科组】2013年9月7日制作人:MichaelBeechan and Pan and Wang摘要:在电子产品盛行的时代,电源是很重要的一个部分,变换电路的用途越来越广泛。

单相AC-DC变换电路是将交流电转换成直流电的电路,即通常所说的整流电路。

整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。

本设计通过变压器产生24V交流电,经过整流、滤波、AC-DC变换等,最后输出实验所要求的电压,由单片机控制将检测得到的数据在液晶屏上显示出来。

在实验过程中,还需设计功率因数测量电路,实现AC-DC变换电路输入侧功率因数的测量,设计的电路还应该有过流保护功能,最终实现实验要求。

关键词:AC-DC变换电路、功率因素校正、稳压电路、输出过流保护电路、LCD液晶显示目录1.设计任务与要求 (2)1.1 设计任务(见附录1) (2)1.2 设计要求(见附录1) (2)1.3 题目分析 (2)2.系统方案选择 (2)2.1 整流滤波电路论证与比较 (2)2.2 稳压电路的论证与比较 (4)2.3 系统方案的论证 (5)3.系统硬件电路设计 (6)3.1单元电路设计及参数计算 (6)3.1.1 整流滤波电路 (6)3.1.2稳压电路 (7)3.1.3输出过流保护电路 (9)3.1.4功率因数检测电路 (10)3.1.5显示电路 (12)3.2 主电路设计 (12)3.3 主电路板电路原理图(见附录3) (12)4.系统软件设计 (12)4.1总体的程序设计流程 (12)4.2程序清单(见附录4) (13)5.运行调试 (13)5.1电路的测试方法 (13)5.2 测试仪器 (14)5.3 测试结果 (14)6.结论 (14)7.参考文献 (15)附录1: (15)附录2:元器件清单: (15)附录3:完整的电路原理图 (17)附录4:程序代码: (17)单相AC-DC变换电路(A题)【本科组】1.设计任务与要求1.1 设计任务(见附录1)1.2 设计要求(见附录1)1.3 题目分析电源转换电路被广泛的应用在各种电子领域,单相AC-DC变换电路是将交流电转换成直流电的电路,即通常所说的整流电路。

2013年全国大学生电子设计竞赛新疆赛区获奖名单

2013年全国大学生电子设计竞赛新疆赛区获奖名单

2013年全国大学生电子设计竞赛新疆赛区获奖名单本科组:序号参赛队学校参赛作品参赛队成员赛区奖项全国奖项1 新疆大学红外光通信装置(F题)王伟、吴金芳、梁亚辉区一等奖全国二等奖2 新疆大学单相AC-DC变换电路(A题)许伟义、温英英、王厚华区一等奖3 新疆大学单相AC-DC变换电路(A题)于海涛、杨晓、郭琰区一等奖全国二等奖4 新疆大学简易旋转倒立摆及控制装置(C题)温煌璐、徐华迎、陈朋云区一等奖5 新疆师范大学红外光通信装置(F题)宋森森、韩雪、万如玥区二等奖6 新疆师范大学红外光通信装置(F题)朱迪迪、刘坤仑、廖锦辉区二等奖7 喀什师范学院红外光通信装置(F题)李腾飞、王杰、杨同心区二等奖8 喀什师范学院红外光通信装置(F题)牛磊、李硕、李丹区二等奖9 新疆大学手写绘图板(G题)熊秋峰、王心雨、王强军区二等奖10 新疆大学简易旋转倒立摆及控制装置(C题)张振、张春阳、陈宇星区二等奖11 新疆大学红外光通信装置(F题)李娜、唐小明、张亚慧区二等奖12 喀什师范学院简易旋转倒立摆及控制装置(C题)张涛、王洋洋、袁军慧区三等奖13 新疆大学简易频率特性测试仪(E题)何小敏、高雅洁、杨刘勤区三等奖14 新疆大学简易旋转倒立摆及控制装置(C题)崔亚笛、吾兰.努鲁别克、王韦龙区三等奖15 新疆农业大学单相AC-DC变换电路(A题)王洋洋、胡毅、鲁朋朋区三等奖16 新疆大学红外光通信装置(F题)李林、段才伟、布阿加古丽区三等奖17 新疆大学简易频率特性测试仪(E题)张腾月、陈琳琳、祖丽皮亚·艾尼区三等奖18 新疆大学简易旋转倒立摆及控制装置(C题)邵怡敏、热孜亚·依米提、汪露瑶区三等奖19 新疆大学简易旋转倒立摆及控制装置(C题)于鸿柏、秦淦、连苗苗区三等奖20 新疆大学简易频率特性测试仪(E题)王萌、麦麦提江.托合提、杨晓婷区三等奖21 新疆大学简易旋转倒立摆及控制装置(C题)马驰、热孜亚.百克尔、杨石坡区三等奖22 新疆大学单相AC-DC变换电路(A题)苏剑、郭西峰、南晓丽区三等奖23 新疆工程学院红外光通信装置(F题)杨滨、陈文、张芳区三等奖24 石河子大学红外光通信装置(F题)庄武、银智、段维俊区三等奖25 塔里木大学单相AC-DC变换电路(A题)何永峰、李祥区三等奖26 塔里木大学单相AC-DC变换电路(A题)彭利辉、刘殊奇、陈文强区三等奖高职高专组:序号学校名称参赛作品参赛队员赛区奖项全国奖项1 新疆工程学院直流稳压电源及漏电保护装置(L题)满玉新、常永兴、白青山区二等奖2 新疆工程学院电磁控制运动装置(J题)何国福、杨爱龙、谭运峰区三等奖。

2013全国电子设计竞赛 单相AC-DC变换电路(A题)

2013全国电子设计竞赛       单相AC-DC变换电路(A题)

2013全国电子设计竞赛单相AC-DC变换电路(A题)摘要:本系统以STM32单片机为核心,兼有硬件电路和软件系统。

硬件电路分为两大部分,主电路和控制电路,控制电路中有分为驱动电路和过流保护电路。

主电路由MBR2045组成的整流桥,功率开关管75NF75,绕制电感和滤波电路组成。

STM32单片机控制电路的显示以及产生PWM波和进行PID调节实现题目要求的稳压要求和功率因数的测量和功率因数的调整。

本系统采用多种有效的方法提高输出电压的稳定性,电路的效率和误差,仔细比较各种元器件的性能和参数方能得出符合要求的方案。

Abstract: STM32 MCU as the core, this system both hardware circuit and software system. Hardware circuit is divided into two parts, the main circuit and control circuit, control circuit is divided into the drive circuit and over current protection circuit. Main circuit composed of MBR2045 rectifier bridge, power switch tube 75 nf75, winding inductance and the filter circuit. STM32 MCU control circuitof display and generate PWM wave and subject demands on voltage stability of PID adjustment and power factor measurement and adjustment of power factor. This system USES a variety of effective ways to improve the stability of the output voltage, the efficiency of the circuit and error, carefully compare the performance of the various components and parameters in order to conform to the requirements of the solution are obtained.目录一、方案比较与论证 (3)1.电路的选择 (3)2.整流桥的选择 (3)3.单片机的选择 (4)4.硬件控制与软件控制的选择 (5)二、理论分析与参数计算 (6)1.提高效率的方法 (7)2.功率因数的调整方法 (7)3.稳压控制的方法 (8)三、电路与程序设计 (8)1.主回路与器件的选择 (9)2.控制电路与控制程序 (9)3.保护电路 (10)四、测试方案与测试结果 (10)1.测试方案及测试条件 (10)2.测试结果及其完整性 (11)3.测试结果分析 (12)附录:12864的转接板原理图 (13)一、方案比较与论证(1)电路的选择方案一.题目要求的是AC-DC变换,而且需要进行升压变换,选择BOOST拓扑结构,BOOST变换电路的结构还是比较简单的,也满足题中升压的要求,但是题中有一个隐含的条件,当输出电流在2A时,输入电压在20~30V变化时,电压调整率Su小于等于0.5%。

2013全国大学生电子设计竞赛-单相AC-DC变换电路(A题)

2013全国大学生电子设计竞赛-单相AC-DC变换电路(A题)

实用文档学校统一编号 HIT-A-003学校名称哈尔滨工业大学队长姓名队员姓名指导教师姓名2013年9月7日摘要本系统以AVR ATmega16 单片机为控制核心,结合MOSFET驱动器IR2102,低导通电阻功率MOSFET IRF3205制作了一台具有自动稳压功能的AC-DC变换装置,DC-DC部分采用Boost拓扑结构,实现了AC(20~30 V)-DC(36 V)转换。

负载调整率、电压调整率分别达到了2.7%和1.3%,较好地完成了基本要求。

此外,给出了功率因数调整和校正的基本方法和结构框图。

关键词:AC-DC;功率因数调整;Boost电路目录一、设计任务................................................51.1 基本要求.............................................51.2 发挥部分.............................................5二、方案论证与比较..........................................62.1 AC-DC整流电路的选择................................62.2 DC-DC主回路拓扑的选择..............................62.3 处理器的选择.........................................62.4 反馈稳压方案选择.....................................72.5 过流保护方案选择.....................................72.6 功率因数测量方案选择.................................72.7 功率因数调整方案选择.................................72.8 系统框图.............................................8三、理论分析与计算..........................................93.1 提高效率的方法.......................................93.2 功率因数调整方法.....................................93.3 稳压控制方法.........................................103.4 AC-DC主回路与器件选择..............................113.5 DC-DC主回路与器件选择..............................113.6 控制电路.............................................123.7 辅助电源.............................................123.8 电压测控电路.........................................133.9 软件与程序设计.......................................13四、测试结果与误差分析......................................144.1 测试仪器.............................................144.2 测试方案.............................................144.3 测试数据.............................................154.4 测试结果分析.........................................16五、结论与心得体会..........................................17参考文献....................................................17 附录1 总电路图..............................................18 附录2 元器件清单............................................19 附录3 程序..................................................19单相AC-DC变换电路(A题)【本科组】一、设计任务设计并制作如图1所示的单相AC-DC变换电路。

单相AC-DC转换电路

单相AC-DC转换电路
(6)
上述是PFC中关键元器件参数的计算,因此以该参数作为参考选择元器件。
2
比较器的同相输入端通过一个限流电阻1K分别接50Hz的电流电压信号。
三.电路与程序设计
1
(1)AC-DC变换电路
该电路包括变压器、全桥整流电路。变压器将220V交流电压转换为24V交流电压,经全桥整流电路对交流正弦电压进行整流得到直流24V电压。原理图如图2。
电压调整率功率因数测量ioa功率因数本系统测量值功率因数示波器测量值误差09809713输出电压电流的测试采用本系统测试电路和万用表一起测试输出电压电流的误差测试输出电压检测输出电流检测负载ruov显示值uov测量值误差io显示值io测量值误差360136020130200215003593359500503002933335953598008040039250359536000140500512003596360001106006116724359736010110700711471435973604019080081125359836050190900911113600360701910010100136003605014120123250360036060171401390714360236070141601621253602360801618018105636053608008200199054输出电路过流保护测试若ina128电流采样电路监测到输出电流大于过流值时将控制继电器切断输出回路当电流下降到小于过流值时将恢复导通具有过流及自恢复功能
方案三:计数法。计数法的思想是将相位量转换为数字脉冲量,对数字脉冲进行测量而得到相位差,该方法精度较高,电路形式也比较简单,易于实现。计数法的实现是通过将被测电压、电流信号放大后,分别经过零比较器,对输出的方波进行异或操作,所得脉冲的占空比反映相位差的大小,利用基准源脉冲测量该脉冲宽度。

全国大学生电子设计竞赛单相ACDC变换电路A题

全国大学生电子设计竞赛单相ACDC变换电路A题

学校统一编号 HIT-A-003学校名称哈尔滨工业大学队长姓名队员姓名指导教师姓名2013年9月7日摘要本系统以AVR ATmega16 单片机为控制核心,结合MOSFET驱动器IR2102,低导通电阻功率MOSFET IRF3205制作了一台具有自动稳压功能的AC-DC 变换装置,DC-DC部分采用Boost拓扑结构,实现了AC(20~30 V)-DC(36 V)转换。

负载调整率、电压调整率分别达到了2.7%和1.3%,较好地完成了基本要求。

此外,给出了功率因数调整和校正的基本方法和结构框图。

关键词:AC-DC;功率因数调整;Boost电路目录一、设计任务................................................51.1 基本要求.............................................51.2 发挥部分.............................................5二、方案论证与比较..........................................62.1 AC-DC整流电路的选择................................62.2 DC-DC主回路拓扑的选择..............................62.3 处理器的选择.........................................62.4 反馈稳压方案选择.....................................72.5 过流保护方案选择.....................................72.6 功率因数测量方案选择.................................72.7 功率因数调整方案选择.................................72.8 系统框图.............................................8三、理论分析与计算..........................................93.1 提高效率的方法.......................................93.2 功率因数调整方法.....................................93.3 稳压控制方法.........................................103.4 AC-DC主回路与器件选择..............................113.5 DC-DC主回路与器件选择..............................113.6 控制电路.............................................123.7 辅助电源.............................................123.8 电压测控电路.........................................133.9 软件与程序设计.......................................13四、测试结果与误差分析......................................144.1 测试仪器.............................................144.2 测试方案.............................................144.3 测试数据.............................................154.4 测试结果分析.........................................16五、结论与心得体会..........................................17参考文献....................................................17附录1 总电路图..............................................18附录2 元器件清单............................................19附录3 程序..................................................19单相AC-DC变换电路(A题)【本科组】一、设计任务设计并制作如图1所示的单相AC-DC变换电路。

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A-2/3
四、评分标准
项 目 方案论证 比较与选择 方案描述 提高效率的方法 功率因数调整方法 稳压控制方法 主回路与器件选择 控制电路与控制程序 保护电路 主要内容 满 分 3
理论分析与计算
6
设计 报告
电路与程序设计
6
测试方案及测试条件 测试方案与测试结 测试结果及其完整性 果 测试结果分析 设 计 报 告 结 构 及 规 摘要、设计报告正文结构、公式、 范性 图表的规范性 总分 完成(1) 完成(2) 基本 要求 完成(3) 完成(4) 完成(5) 总分 完成(1) 发挥 部分 完成(2) 完成(3) 其他 总分
2013 年全国大学生电子设计竞赛试题
参赛注意事项
(1)9月4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)9月7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。
3
2 20 8 12 12 12 6 50 15 15 15 5 50
A-3/3
输 出 电 压 , Uo2 为 Io=2.0A 时 的 直 流 输 出 电 压 ; (2)电压调整率
SU
U o 2 U 36
o 1
100% , Uo1 为 Us =20V 时的直流输出电压,Uo2 为 Us =30V 时的
直流输出电压。 4. 交流功率和功率因数测量可采用数字式电参数测量仪。 5. 辅助电源由 220V 工频供电,可购买电源模块(亦可自制) ,作为作品的组成部 分。测试时,不再另行提供稳压电源。 6. 制作时须考虑测试方便,合理设置测试点,参考图 1。
单相 AC-DC 变换电路(A 题)
【本科组】 一、任务
设计并制作如图 1 所示的单相 AC-DC 变换电路。输出直流电压稳定在 36V,输出 电流额定值为 2A。
IS 220V ~ IO US变压器Biblioteka AC - DC 变换 电路
UO
RL
图 1 单相 AC-DC 变换电路原理框图
二、要求 1. 基本要求
三、说明
1. 图 1 中的变压器由自耦变压器和隔离变压器构成。 P 2.题中交流参数均为有效值,AC-DC 电路效率 o 100% ,其中 Po U o I o , Ps Ps U s Is 。 3. 本题定义: (1)负载调整率 SI
U o2 U o1 100% ,其中 Uo1 为 Io=0.2A 时的直流 U o1
(1)在输入交流电压 Us=24V、输出直流电流 Io=2A 条件下,使输出直流电压 Uo=36V±0.1V。 (2)当 Us=24V,Io 在 0.2A~2.0A 范围内变化时,负载调整率 SI ≤ 0.5%。 (3)当 Io=2A,Us 在 20V~30V 范围内变化时,电压调整率 SU ≤ 0.5%。 (4)设计并制作功率因数测量电路,实现 AC-DC 变换电路输入侧功率因数的测 量,测量误差绝对值不大于 0.03。 (5)具有输出过流保护功能,动作电流为 2.5A±0.2A。
A-1/3
2. 发挥部分
(1)实现功率因数校正,在 Us=24V,Io=2A,Uo=36V 条件下,使 AC-DC 变换 电路交流输入侧功率因数不低于 0.98。 (2)在 Us=24V,Io=2A,Uo=36V 条件下,使 AC-DC 变换电路效率不低于 95%。 (3)能够根据设定自动调整功率因数,功率因数调整范围不小于 0.80~1.00,稳 态误差绝对值不大于 0.03。 (4)其他。
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