2011年电子设计竞赛设计报告(A题)
2011年全国大学生电子设计竞赛综合测评题论文设计报告材料
放大器的应用[摘要]集成运放裨上是一种高增益直流放大、直流放大器既能放大变化极其缓慢的直流信号，下限频率可到零；又能放大交流信号，上限频率与普通放大器一样，受限于电路中的电容或电感等电抗性元器件。
集成运放和外部反应网络相配置后，能够在它的输出和输入之间建立起种种特定的函数关系，故而称它为“运算〞放大器。
本课程设计的根本目标：使用一片通用四运放芯片LM324组成预设的电路，电路包括三角波产生器、加法器、滤波器、比拟器四个设计模块，每个模块均采用一个运放与一定数目的电容、电阻搭建，通过理论计算分析，最终实现规定的电路要求。
[关键词]运算放大器LM324、加法器、滤波器、比拟器目录一、设计任务2二、设计方案与比拟31. 三角波产生器42. 加法器53. 滤波器54. 比拟器6三、电路设计与理论分析7四、电路仿真结果与分析121.U端口121o2.U端口131i3.U端口132i4.U端口14o25.U端口143o五、总结15一、设计任务使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1〔a 〕，实现下述功能： 使用低频信号源产生Hz f V t f u i 500)(2sin 1.0001==π的正弦波信号， 加至加法器的输入端，加法器的另一输入端参加由自制振荡器产生的信号1o u ，1o u 如图1〔b 〕所示,1T =0.5ms ，允许1T 有±5%的误差。
图中要求加法器的输出电压11210o i i u u u +=。
2i u 经选频滤波器滤除1o u 频率分量，选出0f 信号为2o u ,2o u 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。
2o u 信号再经比拟器后在1k Ω 负载上得到峰峰值为2V 的输出电压3o u 。
电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供应。
不得使用额外电源和其它型号运算放大器。
要求预留1i u 、2i u 、2o u 、2o u 和3o u 的测试端子。
2011电子竞赛设计报告
开关电源模块并联供电系统(A题)设计报告2011年9月3日摘要本系统采用两组DC/DC模块组成开关电源并联供电系统。
DC/DC模块均采用降压型斩波变换电路，功率管采用MOSFET场效应管。
控制电路采用STC12C5616AD单片机，同时完成PWM信号产生、A/D转换两组模块的电流分配比例控制和短路保护功能。
PWM信号由TLP250光耦隔离后驱动MOSFET管。
辅助电源由反激式开关电源产生。
本系统具有线路简单、工作可靠、效率高、控制准确等特点。
经过实验验证，该电路能较好地实现题目所要求的功能。
关键词：STC12C5616AD；开关电源；BUCK型斩波电路。
目录1方案选择 (4)1.1 DC-DC主回路拓扑结构的论证与选择 (4)1.2 控制方法的论证与选择 (5)1.3 辅助电源的论证与选择 (5)2系统理论分析与计算 (5)2.1 主回路器件选择及参数设计 (5)2.2 辅助电源回路器件选择及参数设计 (6)2.3 控制回路器件选择及参数设计 (6)3电路与程序设计 (6)3.1电路的设计 (6)3.2程序的设计 (6)3.2.1程序功能描述与设计思路 (7)3.2.2程序流程图 (7)4指标测试 (8)4.1 测试仪器 (8)4.2测试结果及分析 (8)5 结论 (8)6文献参考 (9)7 附录 (8)1方案选择1.1DC-DC主回路拓扑的论证与选择DC-DC变换有隔离和非隔离两种。
输入输出隔离的方式虽然安全，但是由于隔离变压器的漏磁和损耗等会造成效率的降低，而本题没有要求输入输出隔离，所以选择非隔离方式，具体有以下几种方案方案一：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，可获得题目要求的8V的输出电压。
（见图1）图1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。
2011电工杯论文A题一等奖
摘要风电场的发电功率预测是保证电网功率平衡和运行安全的重要环节，本文对风电场发电功率建立预测模型。
对问题一，通过对灰色预测、ARIMA以及遗传神经网络预测模型引入预测误差反馈控制，使得预测模型具有自适应调节预测精度的能力，大大提高了三种模型的预测精度，得到了给定日期的发电功率预测值，最终确立了遗传神经网络预测模型为较高精度模型。
对问题二，在三个模型得到的预测结果和误差基础上，比较了单台风电机组功率以及多机总功率预测的相对误差，得到了预测误差存在的普遍规律：预测误差随着预测数据使用量的增多而最终呈增大趋势，并且机组汇聚会减小预测误差。
对问题三，利用动态神经网络的特性, 提出对时间序列进行预测的动态神经网络模型,并用于风电功率的预测中，提高了预测精度和稳定性。
结果表明动态神经网络在风电功率的有效性和实用性。
最后分析论证了阻碍风电功率实时预测精度进一步改善的主要因素。
关键词：风电灰色预测ARIMA 遗传神经网络动态神经网络一、问题的提出1.1问题的背景随着全球气候问题以及能源危机的出现，人类对可再生能源的依赖越显突出。
风能是一种可再生、清洁的能源，风力发电是最具大规模开发技术经济条件的非水电再生能源。
现今风力发电主要利用的是近地风能。
近地风具有波动性、间歇性、低能量密度等特点，因而风电功率也是波动的。
大规模风电场接入电网运行时，大幅度地风电功率波动会对电网的功率平衡和频率调节带来不利影响。
风能作为一种可再生洁净能源的代表，有着广泛的发展前景。
随着大规模风电场的兴起，风能越来越多地被应用到发电行业。
由此也给电力系统带来一系列问题，例如电压问题、电能质量、调度方案等，特别是风电场输出功率的不可预知性，给电网运行带来极大的困难。
对风电场输出功率进行预测不但能提高电网运行水平，保证电网的功率平衡和运行安全。
而且可以降低非可再生能源的消耗，提高电力系统经济性，减少温室气体排放，意义重大。
1.2问题的提出结合对题目的理解及附件中各机组的数据，试建立数学模型，解决以下问题（1）结合附件中各机组的数据对风电功率进行实时预测及误差分析，并检验预测结果是否满足相关预测精度的相关要求。
2011全国电赛A题
2011年全国大学生电子设计竞赛试题开关电源模块并联供电系统（A题）【本科组】一、任务设计并制作一个由两个额定输出功率均为16W的8V DC/DC模块构成的并联供电系统（见图1）。
图1 两个DC/DC 模块并联供电系统主电路示意图二、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=8.0±0.4V。
（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=8.0±0.4V，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=8.0±0.4V，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%。
2. 发挥部分（1）调整负载电阻，保持输出电压UO=8.0±0.4V，使负载电流IO在 1.5~3.5A 之间变化时，两个模块的输出电流可在（0.5~2.0）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=8.0±0.4V，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。
四、说明（1）不允许使用线性电源及成品的DC/DC 模块。
A-3（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。
2011年全国大学生电子设计大赛A题报告(开关电源模块并联供电系统)
2011年全国大学生电子设计大赛A题报告(开关电源模块并联供电系统)开关电源模块并联供电系统（A题）学校：西安电子科技大学作者：邵明绪孙永强杨福荣指导教师：谢楷摘要：本作品以MSP430单片机以及TL494控制器为核心，采用电流内环-电压外环的双环路控制方式实现高精度、任意比例的均流功能，采用了同步Buck拓扑结构提升DC-DC 转换效率至95%左右，利用数字校准技术及PID 控制算法使得输出电压误差小于30mV，均流误差小于0.2%。
完成了任务要求的所有功能，各项指标均超出了任务要求，并且扩展了双电源冗余热备份、输出电压设置功能。
关键词：开关电源，均流，同步降压，PID算法Abstract: A current sharing system based on MSP430 (MCU) and TL494 (PWM controller) is presented in this manuscript. The function of current sharing with high accuracy and arbitrary proportion setup is accomplished by means of dual-loop control technology, which adopts an internal current feed back loop and an external voltage feedback loop. The synchronous buck topological structure is employed to reduce the loss of DC-DC, which results a total efficiency up to 95%. Attribute to the digital calibration and PID control algorithm, the error of output voltage is less than 20mV and the accuracy of current-sharing is superior to 0.2%. The system described in this article exceeds all the expected technical requirements. In addition, the extended functions of hot standby redundant and output voltage setting are also implementedKey word: Switching power supply, Current sharing, Synchronous buck, PIDalgorithm一、方案论证与比较1.1 DC/DC拓扑结构方案：方案1：根据题意，DC/DC的输出电压低于输入电压因此采用降压拓扑（Buck）结构。
2011年电子设计竞赛作品报告
一、参赛队需上交的材料：
1、设计报告；
2、制作实物；
3、2011全国大学生电子设计竞赛登记表（学校统一准备，不需个人准备）
所有材料封入纸箱，密封后的纸箱内部所有物品及纸箱外部不得出现任何校名、参赛队代号、参赛队员姓名及其它暗记，否则视为无效。
二、《设计报告》写作与装订要求
文字应控制在8000字以内，第一页为300字以内的设计中文摘要，正文采用小四号宋体字，标题字号自定，一律采用A4纸纵向打印。
《设计报告》每页上方必须留出3cm空白，空白内不得有任何文字，每页右下端注明页码。
竞赛结束后，参赛队应将设计报告密封纸在距设计报告上端约2cm 处装订，然后将参赛队代码写在设计报告密封纸的最上方，设计报告装订好后将密封纸掀起并折向报告背面，最后用胶水在后面粘牢。
设计报告中不允许出现参赛队的学校、姓名等文字。
三、竞赛规定
评审测试中，个人计算机、移动式存储介质、开发装置或仿真器等不得带入测试现场，实际制作实物中凡需软件编程的芯片必须事先下在脱机工作（可以提前下载几个版本标注好备用），竞赛实物制作中所使用的“单片机最小系统板”仅含单片机芯片、键盘与显示装置、存储器、A/D、D/A，否则取消测试资格。
2011电赛陕西赛区设计报告
2011年全国大学生电子设计竞赛陕西赛区竞赛设计报告封面作品编号：（由组委会填写）… …………… ……………剪切线……………… …………… …作品编号：（由组委会填写）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。
摘要:基于自由摆的平板控制系统是一电机控制系统，为了满足自由摆的平板控制系统的设计要求，进行了各单元电路方案的比较论证及确定。
设计采用AVR mega16单片机作为核心器件实现对平板运动的自动控制，通过倾角传感器SCA60C来实现对平板倾斜角度的测量，并利用加速度传感器MM7455来判断倾角方向和协助校正。
对于关键的动力部分，经过充分比较、论证，最终选用了控制精确的步近电机，其最小步进角1.8度，易于平衡点的寻找，通过控制步进电机的转速和转向来控制平板的平衡。
最后的实验表明，系统完全达到了设计要求，不但完成了所有基本的基本要求，基本上完成了发挥部分的要求。
关键词：单摆控制步进电机 SCA60C MMA7455目录（一）系统方案 (4)1.设计思路 (4)2.方案选择与论证 (4)3 系统总设计 (6)4 结构总框图 (7)（二）理论计算与分析 (7)1.平板状态测量方法 (7)2.建模与控制方法 (8)（四）电路与程序设计 (9)1.系统的硬件设计 (9)2.系统的软件设计 (11)（五）测试方法与仪器 (14)1.测试设备 (14)2.测试方法 (14)（一）系统方案1.设计思路题目要求设计并制作一个基于自由摆的平板控制系统，该系统能够自动调节平板相对于水平面的位置，实现以下功能:1、实现平板在单摆的一个周期内平板精确旋转一周的功能。
2011电子设计竞赛实验报告
2011年全国大学生电子设计竞赛E题：简易数字信号传输性能分析仪南京大学简易数字信号传输性能分析仪摘要本系统以Xilinx SPARTAN XC3S250E为核心设计了一个简易数字信号发生器和伪随机信号发生器。
采用LF353实现四阶有源RC滤波器；以OP37做射极跟随器并用可调电阻分压的方式实现了输出幅度可调的伪随机信号，并通过AD811搭建的反向加法器实现将两个信号叠加并输出。
在数字信号分析电路模块，经过加法器输入的信号依次经过五阶LC巴特沃兹滤波、反向放大和施密特触发输出信噪比减小的信号；通过另一块FPGA进行数字信号分析，实现对V2a的提取；最后通过示波器显示信号眼图。
本系统工作稳定，中的同步信号V4—syn可靠性高，并且设计性价比高，功耗低。
ABSTRACTThis system,taking the Xilinx SPARTAN XC3S250E as the control core,designs a simple pseudo-random digital signal generator and signal generator .Using LF353 achieve fourth-order active RC filter; to do OP37 emitter follower and an adjustable resistor divider means to achieve the output range adjustable pseudo-randomsignal, and built by the AD811 to achieve the two reverse adder signal superimposedand output. In digital signal analysis circuit module, the input signal through adderfollowed through fifth-order Butterworth LC filter, reverse amplification and schmitt triggeroutput signal to noise ratio decreases; through another piece of FPGA for digital signal analysis, to achieve the synchronization of V2a signal V4-syn extraction; last through theoscilloscope shows the signal eye diagram. The system is stable, reliable and cost-effective design, low power consumption.一、方案论证经过分析和论证，我们认为此次简易数字信号传输性能分析仪可分为信号产生、滤波和叠加、波形整形、信号分析这几个模块。
2011年全国大学生电子设计竞赛报告
智能小车摘要80C51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。
本文介绍的是如何使用80C51单片机实现两车的通信和交替领跑，目录第一章方案设计与论证 (3)一调速系统 (3)四系统原理图 (3)第二章硬件设计 (4)一 80C51单片机硬件结构 (4)二最小应用系统设计 (4)三前向设计 (4)四后向设计 (5)第三章软件设计 (9)一系统总体软件设计 (11)二电机驱动算法 (11)三寻迹算法 (11)四测速算法 (11)五软件抗干扰设计 (5)六“看门狗”技术 (6)七可编程逻辑器件 (9)第四章测试数据、测试结果分析及结论 (11)参考文献 (12)附录 A 程序清单 (12)附录 B 硬件原理图 (12)第一章方案设计与论证根据题目要求，确定如下方案：…………这种方案能实现对智能小车的运动状态进行控制，控制灵活、可靠，精度高，可满足对系统的各项要求。
一直流调速系统方案一：串电阻调速系统。
方案二：精致可控整流器。
简称V-M系统。
方案三：脉宽调速系统。
旋转交流系统发电机拖动直流电动机实现变流，由发电机给需要调速的直流电动机供电，调节发电机的激磁电流即可改变其输出电压，从而调节电动机的转速。
改变激磁电流的方向，则输出电压的极性和电动机的转向都随着改变，所以G-M系统的可你运行是很容易实现的。
该系统需要旋转变流机组，至少包含两台与调速电动机容量相当的旋转电机，还要一台机磁发电机，设备多、体积大、费用高、效率低、维护不方便等缺点。
且技术落后，因此搁置不用。
V-M系统是当今直流调速系统的主要形式。
它可以是单相、三相或更多相数，半波、全波、半控、全控等类型，可实现平滑调速。
V-M系统的缺点是晶闸管的单向导电性，它不允许电流反向，给系统的可你运行造成困难。
它的另一个缺点是运行条件要求高，维护运行麻烦。
最后，当系统处于低速运行是，系统的功率因数很低，并产生较大的谐波电流危害附近的用电设备。
2011全国大学生电子竞赛最完美设计报告
2011全国大学生电子设计竞赛《设计报告》题目：帆板控制系统摘要：自动控制系统在机械、机器人平衡运动控制研究中有着举足轻重的作用和地位，国内外都有进行广泛的研究，在实际生活、军事、工业生产中的应用更是非常广泛。
本项目是设计一个帆板控制系统，编写基于STC89C52单片机控制程序，通过对电机的转速控制，调节风扇的风力大小，从而改变帆板的转角θ，再用角度传感器测试θ的数据，传送到单片机，并用LCD1602的液晶显示器实时显示数据。
关键词：MMA7455角度传感器 STC89C52单片机智能控制帆板Windsurfing Broad Control SystemAbstract：Automatic control system is acted as an important role in the mechanical, robotic motion control balance research. Extensive research has been carried out in human life, military, industrial production. The project is proposed to design a windsurfing broad control system based on a MCU STC89C52 programming. By controlling the motor’s rotating speed, different wind speed can be produced, which results in changing the windsurfing broad position, turning angle θ. MMA7455 angle sensor is used for angle detection and transfer the data to the MCU, while the turning angle θ can be displayed on LCD(LCD1602) in real-time.Key word：MMA7455 angle sensor, STC89C52, Intelligent control, Windsurfing目录一. 设计要求 (3)1.基本要求 (3)2.发挥部分 (3)二. 方案的设计与论证 (3)1.总体方案的描述 (3)2.各模块系统电路的比较与选择 (3)三. 硬件电路设计与分析 (7)1.硬件系统组成及方框图 (7)2.主要模块电路设计与分析 (7)四. 系统程序设计与工作流程 (10)1.检测角度传感器子程序 (10)2.扫描按键子程序 (11)3.调制PWM脉宽中断子程序 (11)4.主程序 (12)五. 理论分析及测试结果 (12)1.风扇控制电路 (12)2.倾角检测原理 (12)3.控制算法 (12)六. 测试方案及结果分析 (13)1.测试方法 (13)2.测试仪器 (13)3.测试结果分析 (13)七. 结论 (13)一、设计要求1、基本要求（1）用手转动帆板时，能够数字显示帆板的转角θ。
2011年全国大学生电子设计竞赛调研报告
2011年全国大学生电子设计竞赛调研报告一、全国电子设计竞赛知识内容全国电子设计竞赛是应以电子技术（包括模拟和数字电路）应用设计为主要内容。
可以涉及模-数混合电路、单片机、嵌入式系统、DSP、可编程器件、EDA软件的应用。
题目包括“理论设计”和“实际制作与调试”两部分。
竞赛对参赛者最基础的知识要求包括：电路、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理与接口技术、C语言编程（面向硬件）。
另外仅仅由这些知识支撑还不足以支撑，竞赛还需要参赛者有较扎实的专业背景知识。
下面分类列出：信息通讯：高频电子技术、数字信号原理、通讯原理、信号与系统。
电子仪器：电子测量技术、电子仪器技术、虚拟仪器技术。
机电控制：传感器与检测、自动控制原理、计算机控制、控制电机。
电力电子：变流技术、电力电子技术。
二、全国电子设计竞赛所需技能另外通过查阅资料，我们清楚的了解到竞赛十分重视参赛者的动手能力，故对技能的要求是非常实在的东西，并非空谈。
主要技能有：１、资料收集整理的能力。
由于竞赛期间可以查阅资料，故赛前对资料的收集整理十分重要，甚至关键。
２、自学能力。
竞赛题目大多都包含一些新知识新思想，平时一般都未接触过，甚至指导老师也不一定听说过。
所以在短时间内自学新知识并转化到实践中去的能力必不可少。
３、英语资料阅读能力。
由于竞赛的前沿性及技术的全球性，决定了我们不可避免地需要查阅英文资料，故此能力非常重要。
４、文档组织与撰写能力。
竞赛包括撰写论文报告这一环节，且时间很紧，故这一能力也应具备。
５、PCB制版能力。
设计好的电路怎样制版？怎样制版才能方便组装焊接，且减少相互干扰？采用怎样的工艺才能提高电路的精度等等问题都是最终成败的关键，而这就基于PCB制版能力。
６、焊接与装配能力。
当所有模块都做好后，如果装配或焊接不好，无疑是功亏一篑，所以此能力必不可少。
７、电子仪器的使用能力。
竞赛期间会接触到大量的高精度高性能的电子仪器，只有能熟练掌握这些仪器的操作方法，才谈得上系统调试、产品制作。
开关电源模块并联供电系统(A题)
2011年全国大学生电子设计竞赛设计报告开关电源模块并联供电系统（A题）摘要：本供电系统采用开关电源芯片TPS5430 为核心制作的两路DC-DC开关电源，由ATmega16作为系统的主控制电器。
利用MAX531加电压放大器接入TPS5430的电压反馈端口，通过单片机控制MAX531改变电路的反馈端，自动控制调节稳定输出电压。
进而改变电流，使电流实现自动分配。
该系统电路简洁，输出电压稳定，输出电流可调且稳定可靠，纹波小，高效率，具有输出过流保护功能等特点。
在实际应用中能解决电流自动分配的问题，具有一定的实用价值。
关键词：DC-DC TPS5430 自动分配电流高效率一、系统的案论证1．电源变换拓扑案论证案一、采用单片机PWM控制采用单片机产生PWM波,控制N-MOSFET 的导通与截止。
根据A/D采样反馈电压程控改变占空比，使输出电压稳定在设定值。
负载电流在金属壳电阻上取样经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。
该案主要由软件实现，控制算法比较复杂，速度慢，而且输出电压不稳定实现起来比较困难。
案二、采用脉宽调制控制器TL494该芯片可推挽或单端输出，最高工作频率为300KHz，输出电压可达40V,有5V的电压基准，输出级的拉、灌电流可达200mA，驱动能力较强。
芯片部有两个误差比较器，能实现电流模式控制，便做过流保护。
但由于BUCK 型拓扑的MOS 管驱动需外加上管驱动芯片IR2110，而IR2110 会有0.2W 左右的功耗，会降低系统的效率。
案三、采用TPS5430采用TI公司的BUCK 型DC/DC 芯片TPS5430，其最大输出电流3A，部集成有驱动电路和1.221V 基准源，固定工作频率500KHz，效率高达95%。
用TPS5430 可使电路结构简单，只需要配合少外部元件便可精确、稳定地得到输出电压，可靠性高，且在高的工作频率减小了对电容和电感的要求。
综合比较，为了能使系统具有较高的效率和可靠性，所以我们采用更为可靠、稳定的TPS5430 芯片作为DC-DC 模块的主器件。
2011电子设计竞赛A题设计报告
开关电源模块并联供电系统（A题）摘要：随着微电子技术和半导体工艺以及其他边沿技术的不断改进和发展，人们对微功耗，节能型，智能化产品的需求不断增长，政府有关部门相关法规的日趋完善和需要低电压大电流的CPU，DSP，FPGA等越来越多，使得开关稳压电源有了突破性的发展。
本系统以MC34063核心实现DC-DC模块，它由具有温度自动补偿功能的基准电压发生器、比较器、占空比可控的振荡器，R—S触发器和大电流输出开关电路等组成。
该器件可用于升压变换器、降压变换器、反向器的控制核心。
由于用开关变压器取代自感线圈，利用开关变压器以获取隔离直流电源的能量供给，再经过整流滤波电路，便可获取稳定的直流输出。
因此由它构成的DC-DC变换器仅用少量的外部元器件。
电流输出考虑外接扩流电路，以恒流源形式输出。
关键词：微功耗、DC-DC、占空比、扩流。
1、 方案选择与论证：方案一：采用TL494为控制芯片，与Buck 变换电路组合成DC-DC 降压模块，向负载提供8V 稳定电源。
关于Buck 变换电路的原理图如图-1所示。
Buck 降压变换电路基本原理介绍：目前高频高效的Buck 变换器的应用越来越广泛。
通常系统在满输出负载时，系统工作于ccm 即连续电流模式。
但是，当系统的输出负载从满载到轻载然后到空载变化的过程中，系统的工作模式也会发生相应的变化。
对Buck 电路拓扑解释如下：• T 是全控元件(GTR,GTO,MOSFET,IGBT)，当 Vg>Vs 时,T 导通。
• D ：续流二极管。
• L 和C 组成LPF 。
图-1 Buck 降压变换电路 （1） 其工作原理如下： 当 时，控制信号使得T 导通，D 截止，向L 充磁,向C 充电； 当 时，T 截止，D 续流，U0靠C 放电和L 中电流下降维持。
本方案设计以TL494为核心，通过TL494输出脉冲控制开关管T 的开关频率，间歇性的控制电容电感的充电放电，由于开关频率较高，因此在输出端可得到一稳定电压，通过调节输出脉冲的占空比从而以PWM 方式控制电压输出，由于采用调节脉冲宽度方式，因此只要通过调节输出脉冲的占空比大小就可以调节输出电压大小。
2011全国大学生电子设计大赛国家一等奖A题
2011年全国大学生电子设计竞赛开关电源模块并联供电系统（A题）2011年9月3日摘要本系统以ATmega128为主要控制核心，系统主要由DC/DC变换电路、恒流源控制电路、D/A数模转换模块、电流电压测量模块、电源模块、显示模块、过流过压保护模块等，DC/DC变换采用简单的Buck变换电路，恒流源控制系统采用集成运算放大器构成的具有深度负反馈的数字可控直流源。
关键词：Buck电路电流控制 D/A 开关电源并联AbstractThis system take ATmega128 as the primary control core, the system mainly by the DC/DC transfer network, the constant current control circuit, the isolation module, the D/A digital-analog conversion module, the electric current voltage measurement module, the power source module, the display module, the overflow overvoltage protection module and so on, the DC/DC transformation uses the single end to stir up-like the transfer network, the constant current control system uses the integration operational amplifier to constitute has the depth negative feedback digital controllable cocurrent source.一、方案比较与论证整个系统可以划分为控制模块、DC/DC降压模块、电流控制模块、电压控制模块、隔离模块、电源模块、显示模块、D/A转换模块、电压电流测量模块、过压过流保护模块等辅助模块。
2011年全国大学生电子设计大赛A开关电源模块并联供电系统
2011年全国大学生电子设计竞赛陕西赛区竞赛设计报告封面作品编号：（由组委会填写）作品编号：（由组委会填写）学校编号组（队）编号选题编号参赛队编号（参赛学校填写）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。
开关电源模块并联供电系统设计与总结报告摘要：本设计是针对2011年全国电子设计大赛A题，电路的设计是基于BUCK 拓扑的开关稳压电路的拓扑结构，以美国NSC的LM2576为功率输出核心，提出一种基于并联Buck变换器的自主均流控制方法，该方法基于并联Buck变换器状态方程，设计了由控制电路、保护电路和驱动电路组成的自主均流的开关电源模块并联供电系统关键词：并联型自主均流控制一．系统方案 1方案比较与选择 2。
系统框图根据题目的要求，我们分析得出系统的主要模块有24V 转8V DC-DC 电路，电源电路，过流保护电路，MSP430最小系统以及显示部分，如下图所示。
(1)控制芯片电路方案一：采用STC89C51单片机，51系列单片机为8位入门级单片机，价格便宜，控制简单，但指令周期长，执行速度慢，片内资源单一。
方案二：采用A VR 系列单片机，作为51单片机的升级版，在执行速度上大大提升，并集成了很多新的功能，下载方便。
方案三：采用TI 公司的MSP430F169单片机，其运算速度快，超低功耗，片内资源较丰富，内置多个中断源，112位ADC ，以及12位DA 转换，将不同功能的模拟电路，数字电路模块以及微处理器集成在同一个芯片上。
2011 年全国大学生电子设计竞赛实验报告
利用RC充放电模拟三角波，通过两个电位器分别来调节周期和峰峰值至实验要求的值。达到合理利用现有资源高效达到要求的目的。因此我们采用方案二。
题目要求三角波发生器产生的周期为T=0.5ms，Vpp=4V的类似三角波。我们由公式T=2*R14*C1*ln（1+2*R3/R15）另外运放1端输出电压设为U,则Uo1=（R15/(R15+R1））*U。选取电容为较常见的47nf,计算得R1=2R14；R14=0-5K，所以取R1为0-10k；得到R15=0-10K;
三、实验器材
（一）实验仪器
•万用表
•直流稳压电源
•示波器
•低频函数信号发生器
•电烙铁
（二）实验元件
基本部分：通用电路板一块、LM324一片、电位器4个，电阻，电容，细导线，焊锡丝等若干。
四、实验原理
1. 类似三角波的产生可利用方波产生电路中的RTCT充放电的波形。
2.加法器、滤波器（低通）、比较器电路见模拟电路教材。
2.自制三角波产生器产生T=0.5ms（±5%），Vp-p=4V的类似三角波信号 ，并加至加法器的另一输入端。
3.自制加法器，使其输出电压Ui2= 10Ui1+Uo1。
4.自制选频滤波器，滤除 频率分量，得到峰峰值等于9V的正弦信号 ， 用示波器观察无明显失真。
5.将 和 送入自制比较器，其输出在1KΩ负载上得到峰峰值为2V的输出电压 。
相频响应表达式表明，当=0时， ；当时， 。显然，这是低通滤波电路的特性。由幅频响应表达式可画出不同Q值下的幅频响应，如图3所示。
图3
由图可见，当Q=0.707时，幅频响应较平坦，而当Q>0.707时，将出现峰值，当Q=0.707和 =1情况下， ；当 =10时， 。这表明二阶比一阶低通滤波电路的滤波效果好得多，所以采用此方案。设计一个压控电压源型二阶有源低通滤波电路，要求通带截止频率fo=500Hz，试确定电路中有关元件的参数值,根据实验过程中发现仅仅2阶波形会被高频信号干扰，所以在输出再加一个低通滤波。
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2011年全国大学生电子设计竞赛设计报告开关电源模块并联供电系统（A题）2011年全国大学生电子设计竞赛设计报告开关电源模块并联供电系统（A题）摘要本次设计的开关电源模块并联供电系统由两个LM2596进行DC/DC变换，用8051单片机作主控芯片。
输入DC 24V，输出DC 8.0V，额定输出功率为32W，采用对等互补均流方式进行电流自动分配输出，具有过流和短路保护功能，系统转换效率达到70%以上。
关键词：DC/DC变换，并联供电系统，开关电源AbstractThe design of the switching power supply module consists of two LM2596 in parallel power supply system for DC / DC converter, with 8051 as main chip. Input DC 24V, output DC 8.0V, the rated output power of 32W, the application of the complementary stream are automatically assigned to the current output, with over-current and short circuit protection, system conversion efficiency of 70%.Keywords: DC / DC converter, parallel power supply systems, power目录1 方案论证与比较 (3)方案一恒流控制法 (3)方案二外部电路控制法 (3)方案三对等互补分流法 (3)2 系统设计与分析 (4)2.1总体框架分析 (4)2.2 单元电路设计 (4)2.2.1 降压电路设计 (4)2.2.2采样放大电路设计 (5)2.2.3 A/D转换模块设计 (5)2.2.4 控制模块设计 (5)2.2.5 负电压产生电路设计 (5)3 理论分析与计算 (5)3.1 DC/DC 变换器稳压 (6)3.2 电流电压检测 (6)3.3 均流方法 (6)3.4 过流保护 (6)4 软件设计 (6)5 系统测试 (7)5.1 测试仪器 (7)5.2 测试方法 (7)5.3 测试数据 (7)6 结论 (9)参考文献 (10)附录 (11)1 方案论证与比较方案一恒流控制法图1 恒流控制示意图系统由第二个LM2596接收到10K的电位器的反馈电压，实现恒流输出，不足的功率由第一个LM2596互补输出，实现电流分配。
优点：电路简单，稳定。
缺点：电流比例不稳定。
结论：只能完成基本部份，方案不可取。
方案二外部电路控制法采用两个DC/DC电源模块组成，在每一个输出模块加一个电流检测电路，产生反馈信号来调节每个模块的电流，从而达到均流的目的，该方案均流效果好，但是每个单元需附加一个电流控制电路，成为控制环路的一部分，需满足环路的总体要求，否则会降低单元的技术指标及工作稳定性，降低系统的动态响应特性。
优点：均流效果好。
缺点：电路复杂，稳定性较差。
结论：从稳定性上考虑，方案不可取。
方案三对等互补分流法系统由恒压输出模块和电流互补模块组成，让两个模块的输出电流分别流经两个0.1Ω水泥电阻，然后采样水泥电阻两端的电压，经过运算放大器放大电压后，使用A/D 模块（ADC0804）将模拟信号转换为数字信号传输给单片机，经过单片机运算后转换成电流，单片机根据收到的两个模块输出电流之和来判断输出电流之比，再通过电子开关控制运放来反馈给电流互补模块来实现电流互补，并按比例输出。
优点：输出稳定，代码执行效率高，调试简单，能够进行电流自动分配。
缺点：电路复杂，运放放大器需要负电压供电。
结论：综合考虑，该方案能实现题目要求，方案可行。
2 系统设计与分析2.1总体框架分析IN 过流保护图2 总体原理框图系统由恒压输出模块和电流互补模块组成，让两个模块的输出电流分别流经两个0.1Ω水泥电阻，然后采样水泥电阻两端的电压，经过运算放大器放大电压后，使用A/D 模块（ADC0804）将模拟信号转换为数字信号传输给单片机，经过单片机运算后转换成电流，单片机根据收到的两个模块输出电流之和来判断输出电流之比，再通过电子开关控制运放来反馈给电流互补模块来实现电流互补，并按比例输出。
2.2 单元电路设计 2.2.1 降压电路设计降压电路部分采用LM2596芯片实现，为后续电路工作提供所需的电源。
如图3所示。
LM2596具有很好的线性和负载调节特性。
由于该器件只需4个外接元件，可以使用通用的标准电感，极大地简化了开关电源电路的设计。
而且具有自我保护电路，输出电压在1.2V~37V 可调，输出电流可高达3A ，输入电压可达40V 。
本系统中LM2596输入DC 24V 电源，输出⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=121R R V V REF OUT ⎪⎪⎭⎫⎝⎛ΩΩ+=K K V REF 2.16.61≈8.0V （REF V =1.23V ）图3 LM2596降压电路示意图2.2.2采样放大电路设计让两个DC/DC 模块的输出电流分别流经两个0.1Ω水泥电阻，然后采样水泥电阻两端的电压，经过运算放大器放大，实现电压采样。
2.2.3 A/D 转换模块设计A/D 转换模块使用ADC0804实现，ADC0804从采样电路得到信号后将其转换为数字信号并提供给51单片。
51单片ADC080410K150PFCLKINCLKRDB0-DB7CS WR 10KVccINTRRD Vin （+）+5VVin （-）10KAGND GND Vref/2图4 ADC0804数据转换电路示意图2.2.4 控制模块设计控制部分使用51单片与CD4066结合实现电路的自动控制。
51单片接受到来自ADC0804的信号后，单片机根据收到的两个模块输出电流之和来判断输出电流之比，再通过电子开关控制运放来反馈给电流互补模块来实现电流互补，并按比例输出。
详细控制图见系统总原理图。
2.2.5 负电压产生电路设计负电压产生电路使用LM2596完成，产生一个-5V 电源给运算放大器供电。
3 理论分析与计算3.1 DC/DC 变换器稳压DC/DC变换器稳压模块选用的芯片是LM2596，它是一款降压型开关电源芯片，内部集成PWM控制电路，通过接收到第四引脚的反馈来调节占空比，输出端由电感和电容虑波，从而输出稳定的DC-8V电源。
3.2 电流电压检测电流检测是由电流经过0.1欧的水泥时电阻两端产生的压降△U=I*0.1 ，然后再经过运放来进行放大20倍，最后经过电压跟随器出来的电压虑波后输给AD0804读取电流值。
3.3 均流方法ADC0804将模拟信号转换为数字信号并传输给单片机，经单片机运算后转换成电流，单片机根据收到的两个模块输出电流之和来判断输出电流之比，再通过电子开关控制运放来实现电流调节，实现按比例输出，在电流1A以下，可自动调整为1:1电流输出；在1A~1.5A之间实现1:2电流输出；在1.5A~3A之间，可以手动调节使电路输出电流为任意比；在3.5A~4.5A时，在控制下自动恢复到自动控制模式，并以1:1输出电流；当电流大于4.5A时，单片会控制相应开关断开电路，起到自动过流保护。
3.4 过流保护过流保护以51单片为核心，通过采样输出电流给A/D变换电路，然后将变换得到的数据传输给51单片，由51单片计算、判断输出电流的值，若大于4.5A则给LM2596的EN端一个高电平信号，使其停止输出，达到过流保护的目的，当系统检测到电流小于4.5A时恢复输出。
如图5所示。
传输转换判断控制图5 过流保护原理图4 软件设计程序流程图如图5所示。
图5 程序流程图5 系统测试5.1 测试仪器测试使用的仪器设备如表1所示。
表1 测试使用仪器与设备5.2接入负载（变阻箱）后接通电源，调节负载至需要阻值，用万用表测试输入电流、电压与输出电流、电压，并计算系统效率，具体数值见测试数据。
5.3 测试数据a.基本要求：（1）调整负载电阻在2欧姆，输出总电流是4A，I1=2A,I2=2A（2）效率测量（3）调整负载，输出电流总和I=1.0A（4）调整负载，输出电流总和I=1.5Ab.发挥部分（1）调整负载电阻，输出电压U=8.0±0.4V(2)调整负载电阻，输出电压U0=8.0±0.4V，I=4.0A(4)调整负载电流至电路停止工作。
6 结论本系统能较好的完成基本部分和发挥部分，输出电压8V，均流效果好，误差在±1.7%以内，工作状态稳定，过流及短路保护准确，具有过热保护功能，转换效率达71.82%。
参考文献[1]杨素行，《模拟电子技术基础简明教程》，第三版，高等教育出版社，2006年出版。
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[3]全国大学生电子设计竞赛组委会，《全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编2005》，第一版，北京理工大学出版社，2007年第一次印刷。
[4]黄智伟，王彦，陈文光，《全国大学生电子设计竞赛训练教程电子》，电子工业出版社，2005。
[5]黄继昌，乔苏文，张海贵，《电源专用集成电路及其应用》，人民邮电出版社，2006。
10附录系统总原理图11。