2016年电子设计竞赛论文

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全国电子设计大赛论文完整版

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《AI智能各式舞蹈助理》
摘要:随着人工智能技术的发展,如今可以利用AI技术的助力来辅
助人们进行舞蹈学习,在助力模式下,AI可以针对每一个人的有效性提
供舞蹈动作完美执行的反馈,同时还能记录和评估学习舞蹈者的演练过程。

本文提出了一种AI智能舞蹈助理,该系统可以自动识别舞蹈动作,通过
视觉识别系统实时跟踪学习者的舞蹈动作,并给出相应的反馈。

本文还介
绍了本系统的技术架构,包括相机、算法、数据库等设备,解释了如何使
用计算机视觉技术识别舞蹈动作,并利用深度学习理论建立舞蹈动作的模型。

本文还对训练结果进行了实验评估,显示了所提出的AI智能舞蹈助
理能够检测出舞蹈动作,并给出相应的反馈。

关键词:人工智能;计算机视觉;舞蹈助理;深度学习
1、绪论
随着人工智能技术的发展,如今可以利用AI技术的助力来辅助人们
进行舞蹈学习。

舞蹈助理可以像老师一样通过识别和反馈的方式来辅助用
户学习舞蹈动作,并在学习过程中给出有效的反馈和提示,作为一款学习
助力工具,它既能帮助广大舞蹈爱好者提高表演水平,也可以作为科研领
域的有益补充。

本文提出了一种AI智能舞蹈助理。

2016年TI杯大学生电子设计竞赛

2016年TI杯大学生电子设计竞赛

2016年全国大学生电子设计竞赛脉冲信号参数测量仪(E题)【本科组】参赛学校:山东工商学院参赛队员:陈阳李新太张慧丽参赛编号:028E212016年7月28日1 / 13摘要由于现在时代的快速发展,越来越多的科技品用在日常生活中,满足了我们的需求,方便了我们的生产。

所以本文论述了脉冲信号参数测量仪的设计思路和过程.本设计是基于单片机STM mini 32的信号发生器及各种芯片和各个程序来设计和实现。

信号发生器基于芯片LM 311,TLV3501及外围电路设计的通过控制定时器中的捕获和分频电路可以改变频率。

对于占空比,是通过两个定时器,一个测频率周期,另一个测输入捕获。

对于幅度测量,只需求出峰值电路即可。

对于上升时间的测量,通过高速比较器来获得,最后我们用芯片AD9850又制作了一个矩形脉冲信号发生器。

本实验在误差允许的范围内具有可行性。

关键字:STM mini 32、LM311、TLV3501 ,AD9850。

AbstractThis article discusses the measuring instrument of pulse signal parameters designed idea and process. This design is based on single chip microcomputer STM mini 32 signal generator and frequency and amplitude measurement instrument design and implementation. Signal generator bases on chips and peripheral circuit design by controlling the timer in the capture and frequency division circuit can change the frequency. For duty ratio, it is through the two timers, a frequency measurement period, input capture another test. Circuit for amplitude measurement, which only needs a peak. For measuring rise time, getting through the high-speed comparator.Keywords: STM mini 32、LM311、TLV3501 ,AD9850。

全国电子设计大赛一等奖论文三相逆变微电网并联

全国电子设计大赛一等奖论文三相逆变微电网并联

可乐吗题目:微电网模拟系统摘要本文针对微电网模拟系统研究背景,设计了可编程逻辑器件FPGA为控制核心的两个三相逆变器系统。

本系统的硬件主要由逆变主电路系统和FPGA控制电路系统构成,包括FPGA控制电路、CC2640的AD采样电路、三相逆变驱动电路、互感器电路、辅助电源电路、调压整流电路、滤波及缓冲电路等。

由FPGA控制电路输出六路PWM信号(PWM1-PWM6)来控制逆变器的MOS管通断,通过电流电压互感器对输出进行反馈,再经A/D转换器进行采样,传给FPGA控制电路来调节输出,构成闭环控制系统。

本系统软件设计是利用Verilog HDL的FPGA逻辑门、IP核、时钟(DMC)等资源生成SPWM模块、并行通信模块结合TI的CC260的A/D采集和显示模块。

最后,将软硬件系统联合调试,经验证,软硬件都达到预期目标,实际效果较好。

关键字:微电网模拟系统;FPGA可编程逻辑;三相逆变;SPWM模块目录1 方案论证 (1)1.1主控单元的比较与选择 (1)1.2SPWM模块的比较与选择 (1)1.3驱动模块的比较与选择 (1)1.4方案描述 (2)2理论分析与计算 (2)2.1逆变器提高效率的方法 (2)2.2运行模式控制策略 (3)3电路与程序设计 (3)3.1逆变器主电路与器件选择 (3)3.1.1总体系统电路 (4)3.1.2逆变电路 (4)3.1.3滤波电路 (4)3.2控制电路与控制程序 (5)3.2.1控制电路......................................................................... 错误!未定义书签。

3.2.2控制程序 (5)4测试方案与测试结果 (6)4.1测试方案及测试条件.............................................................. 错误!未定义书签。

全国大学生电子设计竞赛论文写作指导[精选五篇]

全国大学生电子设计竞赛论文写作指导[精选五篇]

全国大学生电子设计竞赛论文写作指导[精选五篇]第一篇:全国大学生电子设计竞赛论文写作指导全国大学生电子设计竞赛论文写作指导电子竞赛设计与总结报告[书写格式]×××××设计与总结报告摘要一:方案设计与论证方案1:方案2:方案3:方案论证:方案选定:二:电路设计1、×××单元电路设计2、×××单元电路设计3、××××单元电路设计……整机电路以及软件设计的流程图三:测试方法与测试结果1、测试仪器:2、测试方法:3、测试结果:四:讨论设计与总结报告要求和评判[要求和给分]摘要:300 字左右,简述设计思路、电路结构,所用主要元器件,实现的功能和达标的情况,特点、特色。

要求:文字简练、措词准确、表达清楚。

达标程度要实事求是,特点、特色的叙述、措词,要考虑科学性、正确性。

方案设计与论证:※ 引言:针对课题的要求、重点、难点,叙述所提方案的依据、理由。

可以是总的一段引言(在叙述摘要之后),也可以分别叙述,放在每个方案之前。

※ 框图:应是单元电路、功能电路的方框表示,用框图表达方案比用框图表达整机电路要粗一点,突出功能即可,每个框图要标出所用主要元、器件。

要注意信号、数据传输走向。

表达整机电路的框图还应包括前端、终端器件、供电。

※ 要求:提出3 个独立的方案,少一个扣2 分。

要指出每个方案的可行性、优缺点,要提出选择所选方案的理由。

※ 方案的正确性占6 分,要注意科学性、正确性、可行性、实施难度。

※ 方案的优良程度是横向比较,而不仅是(本队)三个方案比。

主要考虑:全面达标,电路简繁程度,新器件的应用,性价比,设计有无创新。

电路设计:(如果有软件设计内容,可分为电路设计、程序流程)※ 重点是电路原理叙述和主要参数的计算。

※ 比较简单的电路:直接给出整机电路,然后简述电路工作原理,最后列出有关的元件参数计算。

电子设计大赛正文 (自动保存的)1

电子设计大赛正文 (自动保存的)1

超电容新能源遥控小车的设计摘要随着电子业的发展,自动化已不再是一个新鲜的话题,无人驾驶的遥控小汽车也必将进入实用阶段,智能作为现代的新发明,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作,不需要人为的管理,可应用于科学勘探等等的用途。

智能电动车就是其中的一个体现。

本系统模拟基于51单片机的遥控小车的设计。

89C51单片机是一款八位单片机 他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。

这里介绍的是如何用89C51单片机来实现无线遥控小车的毕业设计,该设计是结合实际应用而确定的设计类课题。

本系统以设计题目为要求采用89C51单片机为控制核心,采用L298N对小车电机的控制,利用PT2262/PT2272芯片的无线遥控模式装置。

本次设计基于完备的软硬件系统,很好的实现了电动小车的前后进行特定路径的行驶及停车。

整个系统的电路结构简单,可靠性能高。

实验测试结果满足要求,本文着重介绍了该系统的硬件。

设计方法及测试结果分析。

关键词:单片机 无线控制技术 超电容电源 L298N PT2262/2272 MC34063AII The Design of Remote Control Car BasedOn MCU Abstract Along with the development of electronic, automation is not a fresh word any more, and no-man controlled cars will be realized. The new invention of modern intelligence, is a future of development, he can follow the pattern set in advance in an environment where automatic operation, no human's management, used in scientific exploration and so on. Smart electric car is one of expression. That system is based on the design of 51 MCU controlled car. 89C51 MCU is eight-figure microcontroller, which receives high praise from the users because of its easy use and versatility. This graduation design introduces how 89C51 MCU realize the remote control of the car, a combination of the practical application and design. This system designs for the purpose of the topic request, using 89C51 MCU as control core, the car motor control by L298N,and wireless remote control which chip PT2262/2272 device, with the electric car, driving, and the particular path park. The whole system of the circuit structure is simple and reliable. This paper introduces the hardware design method of the system and the analysis of the test results.Keyword: Mcu;Wireless Remote Control Super capacitor power supply speed adjusting L298N PT2262/2272 MC34063A目录 (1)DC-DC升压电路的设计 (2)一、设计任务与要求二、方案设计与论证三、总原理图和电路参数四、印刷电路板图五、PCB装配图六、程序流程图无线遥控小车的设计 (6)一、方案设计与论证二、直流调速系统三、系统硬件设计四、主模块介绍五、主控模块六、基于PT2262/PT2272无线通信模块七、1PT2262/PT72芯片简介八、无线通信的工作原理九、电机驱动模块十、单片机的最小系统应用系统设计十一、超电容新能源遥控小车的产品说明十二、产品概述及技术说明十三、使用说明十四、程序清单结论·····························高效DC-DC升压电源的设计摘要:在电源电路中,出于温升、效率及其它因素的考虑,DC-DC变换应用很多,本设计介绍一种采用MC34063A实现升压模块电路,其电路简单,成本低廉、效率高、温升低。

电子设计大赛论文

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第十一届中国研究生电子设计竞赛技术论文论文题目:基于Android手机的可穿戴式医疗监测设备(A wearable medical monitoring equipment based on Android)参赛单位:哈尔滨理工大学队伍名称:指导老师:刘赫参赛队员:解腾、王华民、熊朝坤完成时间:2016.6.18目录摘要 (I)Abstract ..................................................................................................................................... I I 第1章绪论 .. (1)1.1研究目的与意义 (1)1.2国内外的研究现状及发展趋势 (1)1.3主要研究内容 (2)1.4作品难点与创新 (3)1.4.1创新 (3)1.4.2难点 (3)第2章监测系统总体方案设计 (4)2.1系统的总体设计方案 (4)2.2各功能模块的选择 (4)2.3设计方案对比 (5)2.4系统设计需求 (5)2.4.1 系统功能要求 (5)2.4.2生理参数监测系统的主要功能 (5)2.5本章小结 (6)第3章系统硬件设计 (7)3.1硬件结构图 (7)3.2中央处理单元电路设计 (7)3.2.1 STM32F103ZET6处理器介绍 (7)3.2.2系统电源设计 (8)3.2.3存储电路设计 (9)3.3心电、心率采集模块设计 (10)3.3.1 心电心率数据采集模块 (10)3.3.2心电心率数据采集电路设计 (10)3.4体温采集模块设计 (11)3.4.1体温测量传感器 (11)3.4.2体温采集电路设计 (13)3.5本章小结 (13)第4章系统软件设计 (14)4.1 Android系统简介 (14)4.1.1 Android手机操作系统 (14)4.1.2系统功能模块 (15)4.2系统程序总体设计 (16)4.2.1系统设计 (16)4.2.2 数据传输 (17)4.3蓝牙简介 (18)4.4 Socket通信接口 (19)第5章系统测试与实现 (20)5.1系统主界面实现 (20)5.2心电模块实现 (20)5.3测温模块的实现 (22)5.5本章小结 (23)结论 (24)参考文献 (25)致谢 (27)摘要随着中国社会老龄化现象的加重,人们对于自身的健康问题也更加重视,生理参数监测系统慢慢地出现在人们的日常生活中,而智能手机的普及使得人们的生活变得方便快捷,应用手机客户端观测这些生理参数,并通过观测这些生理参数来预防疾病的突发,也可以帮助用户了解自己的身体状态。

全国电子设计大赛一等奖论文

全国电子设计大赛一等奖论文

全国电子设计大赛一等奖论文标题:基于人脸识别技术的智能门禁系统设计与实现摘要:本论文提出了一种基于人脸识别技术的智能门禁系统,该系统采用高性能的人脸识别算法,并结合物联网技术进行设计和实现。

通过对人脸图像进行特征提取和匹配,实现对进出人员的快速准确识别。

同时,系统还具备远程监控、实时告警、数据统计等功能,为用户提供便捷、安全的门禁服务。

实验结果表明,该系统在准确性、实时性和稳定性等方面均表现出优异的性能。

一、引言随着科技的快速发展和社会的不断进步,传统门禁系统的局限性日益显现。

为了满足现代化门禁系统的需求,本文提出了一种基于人脸识别技术的智能门禁系统。

与传统的刷卡、密码等方式相比,该系统具有快速便捷、高安全性、低成本等优势,是目前智能门禁系统的发展方向。

二、系统设计1.系统硬件设计智能门禁系统硬件主要包括设备监控器、摄像头和通信模块。

其中,设备监控器用于显示人脸识别结果和提供操作界面;摄像头用于实时拍摄进出人员的人脸图像;通信模块用于与用户端进行数据传输和控制。

2.系统软件设计系统软件主要包括人脸检测、特征提取、特征匹配和决策模块。

首先,通过人脸检测算法实时获取进出人员的人脸图像;然后,将人脸图像进行特征提取,提取出与特定人脸相关的特征向量;接着,通过特征匹配算法将提取的特征向量与预先存储的模板进行匹配;最后,通过决策模块将匹配结果进行判断,确定是否开启门禁。

三、系统实现1.人脸检测采用基于深度学习的人脸检测算法,通过训练神经网络实现对人脸的实时检测。

2.特征提取和匹配采用人脸识别领域的经典算法,如特征点定位、轮廓曲线提取等方法,对人脸图像进行特征提取。

然后,将提取的特征向量与已有的人脸模板进行比对,计算匹配度。

3.决策模块根据匹配结果和系统设置的安全策略,决策模块判定是否允许进入。

四、系统效果评估1.准确性评估通过对大量样本进行测试,计算系统的识别准确率、误识率和拒识率。

2.实时性评估通过对系统的响应时间、处理时间等进行测试,评估系统在实时性方面的表现。

电子设计大赛的论文

电子设计大赛的论文

对电气工程及其自动化专业的展望在选择这个专业之前,我查阅了大部分的资料,了解了本专业的一些情况,本专业是新生出来的新型专业,具有广泛的就业前景,未来社会的发展离不开它,将来的时代是信息时代,离不开电子,选修了电子设计这门课程也充分的使我感悟了这一点,只要你有真正本领,就不可能就不了业,总之,对自己的专业知识一定要十分的掌握,因为它是你将来的饭碗,老师也时不时的给我们讲解一些关于这方面的知识,我们也从中受益非浅,也对我们专业有了更进一步的了解,时刻把握当今的就业情况。

现将该专业的一些基本情况介绍如下:培养目标:电气工程与自动化专业是根据教育部颁布的最新专业目录,为拓宽专业口径、增强人才适应性,由原来的电力系统及其自动化专业、电机与电器专业、高电压与绝缘技术专业、信息工程专业整合而成的新专业。

该专业体现了强弱电结合、电力与电子技术相结合、软件与硬件设备结合的特点,旨在培养德、智、体、美全面发展,知识、能力、素质协调发展,能独立分析和解决问题,具有创新意识,适应电气信息工程领域各项工作的宽厚型、复合型和外向型的高级人才。

本专业在1999年开始根据美国MIT办学模式,结合中国国情,首次在全国创办电气信息工程试点班,现拟将培养模式推广到所有班级。

在学生培养中把信息技术与电气工程技术结合起来,注重信息技术在工程技术中的应用,以电气工程技术、电子技术、信息技术、控制理论为基础,研究电气系统的设计、控制、通信、管理以及信息的拾取、传输和处理等方面的理论及方法,把信息技术应用于电气工程中,实现电气工程信息化。

目前在交直流电机的传动控制、电力系统的谐波补偿和功率因数提高、数字化交直流电机的传动控制、电力系统的远程监控以及电气系统和各类电气设备的设计、测量、控制、通信和管理等研究领域取得了广泛的成果。

电气工程与自动化专业隶属于电子信息与电气工程学院的电气工程系。

电气工程系源于1928年的电机工程学院,历史悠久。

1987年改为上海交通大学电力学院,含电力工程系、电机工程系、能源工程系、信息与控制工程系4个系。

好帮手电子设计竞赛论文

好帮手电子设计竞赛论文

Foshan University“好帮手”电子设计竞赛(论文)音频控制音乐彩灯参赛队员:1. 姓名:黄嘉锵专业班级:09电子(1)班2. 姓名:郑舒伟专业班级:09电子(1)班3. 姓名:凌云志专业班级:09电子(1)班指导教师:周月霞二〇一一年 5 月摘要此次比赛我们采取了两个方案:方案一:此音频控制音乐彩灯作品实现根据音调和音长实现音乐彩灯控制,音乐彩灯部分的主控CPU采用51单片机系列的STC89c51单片机,利用ADC0832采集音频信号,并对其进行幅值处理,用计数器脉冲对音频信号进行频率处理,再由单片机IO 口直接驱动LED的闪烁。

音频的输出用TDA2822音频放大芯片,其输出声音保真度高,可以取得较好的音质。

另外,当系统一上电,语音芯片就会播放先前录好的声音,感觉就像是电脑的音乐播放器,增加作品特色。

关键字:音乐彩灯89C51单片机计数器音频放大录音方案三:此音频控制音乐彩灯作品实现根据音调和音长实现音乐彩灯控制,并附加了录音放音模块,用户可以在两种功能中切换使用。

音乐彩灯部分的主控CPU采用A VR单片机系列的A Tmega16单片机,利用其片内十位AD采集音频信号,用C语言作FFT快速离散型傅里叶变化进行分频处理,再由单片机IO口直接驱动LED的闪烁。

音频的输出用TDA2822音频放大芯片,其输出声音保真度高,可以取得较好的音质。

录放模块采用ISD1760芯片,直接用按键控制它的录音放音,可录时间长度为60秒。

,关键字:音乐彩灯A VR单片机FFT 音频放大录音目录摘要 (2)一、前言 (4)二、方案设计 (4)1、方案选择 (4)2、方案论证 (6)三、单元模块设计 (6)1、TDA2822音频放大模块 (6)2、录音芯片模块 (7)3、8*8LED灯点阵模块 (9)4、AVR单片机电路 (10)四、程序设计 (13)五、系统调试 (15)1、TDA2822音频放大电路: (15)2、ISD1760录放电路 (15)3、8*8LED灯点阵模块 (15)4、AVR单片机电路 (15)5、51单片机电路 (16)六、结果分析 (16)七、设计总结 (16)参考文献 (16)音频控制音乐彩灯一、前言“好帮手”电子设计竞赛是我们学校在电子专业方向一个比较大型的一次比赛。

全国电子设计大赛获奖论文

全国电子设计大赛获奖论文

全国电子设计大赛获奖论文Revised by Chen Zhen in 2021题目名称:宽带直流放大器(C题)广东工业大学物理与光电工程学院参赛队员:陆文贤温俊钟灵辉摘要:本设计利用可编程增益宽带放大器THS7002来实现增益的主控制,通过模拟开关配合运算放大器微调减小增益调节的步进间隔和提高准确度。

输入部分采用THS7002内部的前置放大器作为输入级提高输入阻抗,并且避免了独立前置运放PCB布线引入的噪声,提高了系统的精确度和稳定性。

功率输出部分采用分立元件制作,降低了成本。

设计并制作了满足放大器的直流稳压电源,整个系统的3dB通频带0~10MHz,最大增益66dB。

增益步进6dB。

不失真输出电压有效值4V。

关键词: THS7002 ;可编程增益放大器;宽带直流放大器1 系统方案比较与选择方案一基于DAC的可编程增益放大器,原理框图如图1所示,图1 基于DAC的宽带增益放大器在运放的反馈回路中使用DAC,并通过数字控制调整增益。

DAC的控制字根据其参考电压Vref决定其输出电压的衰减系数。

理论上讲,只要D/A的速度够快、精度够高就可以实现很宽范围的精密增益调节。

但是控制的数字量和最后的增益(dB)不成线性关系而是成指数关系,造成增益调节不均匀,精度下降。

同时,带宽会随着增益的减小而减小。

方案二基于VCA的可编程增益放大器,使用控制电压与增益成线性关系的压控增益放大器VCA,用控制电压和增益(dB)成线性关系的可变增益放大器来实现增益控制,如图2所示。

这种方法能实现比较高的可调级数,适合于负载经常变化需要闭环控制方面的应用。

但是,由于D/A和A/D的量化误差和系统噪声方面的原因,使得每一级的输出精度都不能很高,而且受环境温度的影响较大。

图2 基于VCA的宽带增益放大器方案三基于PGA的可编程增益放大器,使用软件可编程增益放大器,直接通过单片机控制可编程增益放大器PGA,由于PGA的放大倍数是在制造芯片的时候,通过激光微调的方法来调节好的。

2016TI杯大学生电子设计竞赛重庆赛区

2016TI杯大学生电子设计竞赛重庆赛区

目录摘要 (2)一、方案选择与论证 (3)1.1主回路拓扑方案论证 (3)二、系统理论分析与计算 (4)2.1理论分析 (4)2.1.1降低纹波的方法 (4)2.1.2DC-DC变换方法 (5)2.1.3稳压控制方法 (6)三、电路与程序设计 (7)3.1主回路与器件选择 (7)3.1.1主回路 (7)3.1.2器件选择 (7)四、测试方案与测试结果 (9)4.1测试仪器及方案 (9)4.1.1系统测试仪器 (9)4.1.2系统测试方案 (9)4.2测试方法及结果 (9)4.2.1输出电压偏差测量 (9)4.3测试分析与结论 (12)参考文献 (13)附录 (13)摘要本作品以TI公司的降压控制器LM5117芯片和CSD18532KCS MOS场效应管为核心器件,实现同步降压型BUCK拓扑的恒压输出,额定输入直流电压范围为12V-19V,额定输出直流电压为5V,输出最大电流为3A。

并可通过测量端口识别电阻R的阻值,确定输出电压,实现输出电压可调。

且具有过流保护等功能。

本系统有效率高、控制简单、稳定性强等优点,满足设计要求。

关键字:LM5117,CSD18532KCS,buck拓扑。

AbstractThis works by TI company LM5117 step-down controller chip and CSD18532KCS MOS field effect tube as the core device, implementation type synchronous step-down BUCK topology of constant voltage output, rated input - 19 v to 12 v dc voltage range, rated output dc voltage is 5 v, output the maximum current is 3 a.And by measuring the resistance of the port to identify resistance R, determine the output voltage, output voltage is adjustable.And have the function of over-current protection, etc.This system is high efficient, simple control, and the advantages of strong stability, meet the design requirements.Keyword:Lm5117,Csd18532kcs,Buck Topolopy.一、方案选择与论证1.1主回路拓扑方案论证方案一:经典的降压型BUCK电路拓扑。

2016年电子设计竞赛论文.

2016年电子设计竞赛论文.

2016年全国大学生电子设计竞赛降压型直流开关稳压电源(A题)论文编号:参赛学校:参赛学院;参赛队员:联系方式:2016年7月28日为实现将16V直流电转为5V直流电的稳定输出,本系统以buck电路为核心,利用LM5117 的宽工作频率范围和自适应死区时间控制来驱动外部高边和低边NMOS 功率开关管的优点,通过LM5117芯片的RAMP引脚所连接的电阻、电容设置PWM斜坡斜率,通过HO和LO输出PWM,对MOSFET管CSD18532kcs进行控制,进而实现对输出电压的控制,使其输出稳定的5V直流信号,转换效率高,且具有过流保护等功能。

本系统具有转换效率高、稳定性强等优点,满足设计要求。

关键词:DC/DC直流电源、buck电路、LM5117、CSD18532kcs一、方案论证与选取 (1)1.1 方案论证 (1)1.2 方案的选取 (1)1.3 总体设计 (1)二、理论分析与参数计算 (2)2.1降低纹波的方法 (2)2.2 DC-DC变换方法 (2)2.3 稳压控制方法 (2)2.4 Buck电路参数的计算 (3)2.4.1电感值的计算 (3)2.4.2 电容的计算 (3)三、电路与程序设计 (3)3.1 LM5117与buck主电路模块 (3)3.2 过流保护电路 (4)3.3 反馈电路 (4)四、测试方案与测试结果 (5)4.1测试方案及测试条件 (5)4.2测试结果及分析 (5)五、参考文献 (7)六、附录 (7)A 题:降压型直流开关稳压电源一、 方案论证与选取1.1 方案论证方案一:采用简易的Buck 电路,用单片机输出PWM 波。

Buck 电路是一种主要的降压型DC/DC 变换拓扑,通过PWM 控制开关器件的占空比来控制输出电压。

方案二:采用反激式拓扑结构,能够取的比较好的稳压效果和较小的纹波电压。

方案三:利用TI 公司的降压控制器LM5117芯片来输出PWM 控制两个MOS 管开关进而控制输出的电压,电路结构简单,输出功率大,效率高,具有良好的输出特性。

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2016年全国大学生电子设计竞赛降压型直流开关稳压电源(A题)论文编号:参赛学校:参赛学院;参赛队员:联系方式:2016年7月28日为实现将16V直流电转为5V直流电的稳定输出,本系统以buck电路为核心,利用LM5117 的宽工作频率范围和自适应死区时间控制来驱动外部高边和低边NMOS 功率开关管的优点,通过LM5117芯片的RAMP引脚所连接的电阻、电容设置PWM斜坡斜率,通过HO和LO输出PWM,对MOSFET管CSD18532kcs进行控制,进而实现对输出电压的控制,使其输出稳定的5V直流信号,转换效率高,且具有过流保护等功能。

本系统具有转换效率高、稳定性强等优点,满足设计要求。

关键词:DC/DC直流电源、buck电路、LM5117、CSD18532kcs一、方案论证与选取 (1)1.1 方案论证 (1)1.2 方案的选取 (1)1.3 总体设计 (1)二、理论分析与参数计算 (2)2.1降低纹波的方法 (2)2.2 DC-DC变换方法 (2)2.3 稳压控制方法 (2)2.4 Buck电路参数的计算 (3)2.4.1电感值的计算 (3)2.4.2 电容的计算 (3)三、电路与程序设计 (3)3.1 LM5117与buck主电路模块 (3)3.2 过流保护电路 (4)3.3 反馈电路 (4)四、测试方案与测试结果 (5)4.1测试方案及测试条件 (5)4.2测试结果及分析 (5)五、参考文献 (7)六、附录 (7)A 题:降压型直流开关稳压电源一、 方案论证与选取1.1 方案论证方案一:采用简易的Buck 电路,用单片机输出PWM 波。

Buck 电路是一种主要的降压型DC/DC 变换拓扑,通过PWM 控制开关器件的占空比来控制输出电压。

方案二:采用反激式拓扑结构,能够取的比较好的稳压效果和较小的纹波电压。

方案三:利用TI 公司的降压控制器LM5117芯片来输出PWM 控制两个MOS 管开关进而控制输出的电压,电路结构简单,输出功率大,效率高,具有良好的输出特性。

1.2 方案的选取方案一设计复杂,程序编写繁琐,出错率高;方案二反激式开关电源初级和次级线圈的漏感都比较大,工作效率低,电路复杂,短时间难以实现题目要求;而方案三电路结构简单,易于连接,且所用芯片稳定,不需编写繁琐程序,完全由电路控制,所以我们选择方案三。

1.3 总体设计图1:系统方框图二、理论分析与参数计算2.1降低纹波的方法本设计的纹波主要是由功率器件开关产生,我们采用多电容并联的方法降低纹波,并利用LM55117芯片的输出的高工作频率来减少纹波的产生,而且在电流监视器输出端增加一个 RC 滤波器,即 Rcm 和 Ccm,以衰减采样噪声,也能够起到减小纹波的作用。

2.2 DC-DC变换方法直流电压转换器基本原理为将直流电源经稳压后加入自激荡器,利用震荡晶体管作为断续开关,控制直流电源的接通和断开,由此产生的高频电压经过变频变压、整流、滤波,获得所需的直流电压。

在此同时,输出电压的另一路取样、基准、放大电路、回控振荡器,使输出电压稳定。

图2:同步buck电路工作方式在同步buck电路工作方式中,使用一个开关管正如我们这次使用的CSD18532KCS来替换基本buck电路中的的续流二极管。

Q1为主开关管,Q2起续流作用。

Q1导通时,Q2关断,电流通过电感L至负载,并将电能储存在L和C2中(电流方向图中虚线所示);Q1关断时,Q2导通起续流作用,储存在L和C2上(电流方向图中实线所示)的电能转换为电流继续向负载输出。

2.3 稳压控制方法开关电源的稳压控制方法,首先以基准电压为中心,将基准电压周围一定范围内的电压从小到大划分为N个电压区间,判断开关电源的输出反馈电压所在的电压区间,比较反馈电压的当前时刻电压值所在的区间数与前一时刻电压值所在的区间数的大小,以及得到改变的区间数,若反馈电压的当前时刻电压值所在的区间数大于前一时刻电压值所在的区间数,则根据改变的区间数控制振荡器的分频数增加;若反馈电压的当前时刻电压值所在的区间数小于前一时刻电压值所在的区间数,根据改变的区间数控制振荡器的分频数减少,依据振荡器的输出频率控制开关管的导通。

2.4 Buck 电路参数的计算2.4.1电感值的计算根据题目要求,Uo=5V,而输入到直流母线上的电压Uin=16V ,取R=20Ω,Ts=1/f ,f=25KHZ ,当D 取1/3时,可求得:L ≥RTs(1−D)2=6uH由上式可知,要使系统电流工作在连续状态,电感值至少大于6uH 。

本系统选择的电感值为68uH ,并且通过选用铁芯使得电感在流过3A 电流的时候铁芯不饱和。

2.4.2 电容的计算电容的大小决定负载电压的波动程度,因此负载的电压波动可作为选择电容的依据。

在MOS 管导通期间,导通时间为αT ,负载电流靠电容放电得以维持。

设在整个MOS 管导通期间内电压变化ΔU ,并假设负载电流I 在此期间恒定,则电容电压亦即负载电压下降了T I CU α1=∆根据上式可确定电容的数值,ΔU 与I 和 均有关,考虑在最严重的情况下仍能保证电压的波动符合要求,电容的容量应满足UTI C omaz ∆≥max α上式中,I omax 为输出电流的最大值。

通过估算,电容的取值为47μF 。

三、 电路与程序设计3.1 LM5117与buck 主电路模块为了实现将16V 直流电转换为5V 直流电,主电路采用了buck 降压型电路,通过buck 电路实现对负载的恒压输出,通过设置LM5117的RAMP 引脚所连接的电阻、电感来控制HO 和LO 输出的PWM ,进而控制电压的输出。

具体电路如下图所示:3.2 过流保护电路利用LM5117的CM引脚的模拟电流监视功能,CM引脚的电压Vcm_ave=(Ipeak+Ivalley)×Rs×As,当电流值大于3.2A时,Vcm_ave也会大于某个值,然后把这个值通过LM358放大到1.25V以上,再接入VCCDIS,则VCC 内部稳压器被禁用,从而达到过流保护的目的。

3.3 反馈电路在INA128中,利用公式G=1+50kΩRG50kΩ的电阻是INA128两个内部反馈电阻之和,外部增益设置电阻RG是图中5KΩ的滑动变阻器,通过改变他的阻值影响增益精度和温度漂移,把增益后的电压输入至LM358进行放大,在经过LM311比较器,如果LM311的2号引脚的电压高于3号引脚的电压则输出高电平,反之输出低电平,再把输出的高或低电平输入到DG403中,如果输出电压0.8V<U<2.4V时,内部的开关1、2闭合将电压信号输入至LM5117的FB引脚,FB引脚的调节阈值为0.8V,进而调节输出电压,所以起到了反馈的作用。

四、测试方案与测试结果4.1测试方案及测试条件因为本设计只涉及到了硬件,无软件设计部分,我们只进行了硬件测试。

整个主电路比较复杂,有三部分:DC/DC降压电路,反馈调节电路及过流保护电路。

当电路焊接好后,我们首先做的就是检查电路的连接状况,查看是否有短路的地方或者是接错的地方,然后测量输入电压是不是在预定的范围内,在电路的输出与设定值有一定的差距但改变反馈电阻后达到了设定值。

4.2测试结果及分析我们根据题目要求进行了逐项测试,测试结果与分析如下:1.我们用实验室的CA1713双路直流稳压电源给设计输入16V电压的情况下,我们进行了多组测试,通过万用表的测量,计算得出输出电压平均值为 4.97V。

测量数据如下:根据题目要求|4.97-5.0|=30mV<100mV,符合题目要求。

2.在输入额定电压的情况下,我们分别在输出端接了阻值不等的负载,经测试,实验数据如下:输出电压均不小于3A ,且不超过3.2A ,达到题目要求。

3.输入直流稳定电压,使Uin 等于16V ,使In 等于3A ,将Uout 即Uo 接入示波器,使用带宽限制来规定纹波,通过取掉探针帽,并构成一个示波器,将一小段线缠绕在探针接地连接点周围,并将该接地连接电源。

数据如下:4.在此项要求中输入直流稳定电压,使Uin 等于16V ,将Io 从满载In 变到轻载0.2In 时,负载调整率为:%%-Uo满Uo轻Si 51001≤⨯=用万用表测量当满载In 时,Uo 满载为4.85V ,当轻载0.2I 时,Uo 轻载为4.97V ,Si 为2.47%,满足题目要求。

5.当输入电压分别为13.6V 和17.6V 时,对应的输出电压分别为4.78V 和5.14V ,根据公式S V =max⁡(|U O17.6V −U O16V |,|U O16V −U O13.6V |)U O16V ×100%=⁡max⁡(|5.14−4.97|,|4.97−4.78|)4.97×100%=⁡0.194.97×100% =0.38%≤0.5%根据计算,设计达到题目要求。

6.设计在输入电压为16V ,电流需大于1.08A 时,才可以输出4.97V 的电压和大于3A 的电流,所以此设计的转换效率η =4.97×316×1.08×100% =86.3%≥85%此项要求也符合。

7.在本设计中有过流保护电路,当检测到电流将要超过3.2A 时,自动断电,进行保护。

8.本设计支持负载识别功能,电路左下方预留负载接口,通过识别负载,自动设置输出电压。

9.经电子秤测量,本设计重量为98g ,符合题目要求。

五、参考文献[1]赵一飞、兰兰,一种开关电源的稳压控制方法及其电路,2010[2] 刘胜利,现代高频开关电源实用技术[M].北京:电子工业出版社,2001[3] 张乃国,电子电源技术与应用-北京:机械工业出版社,2007[4] 华成英、童诗白,《模拟电子技术基础》:清华大学电子学教研室,2010六、附录附录1:系统总体电路图附录二:主要电子元器件清单。

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