电子设计大赛电源类历年试题

全国电子设计大赛电源类历年题目

第一届（1994年）全国大学生电子设计竞赛题目

题目一 简易数控直流电源

一、设计任务

设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。其原理示意图如下：

二、设计要求

1．基本要求

（1）输出电压：范围0～＋9.9V，步进0.1V，纹波不大于10mV； （2）输出电流：500mA； （3）输出电压值由数码管显示；

（4）由“＋”、“－”两键分别控制输出电压步进增减；

（5）为实现上述几部件工作，自制一稳压直流电源，输出±15V，＋5V。

2．发挥部分

（1）输出电压可预置在0～9.9V之间的任意一个值；

（2）用自动扫描代替人工按键，实现输出电压变化（步进0.1V不变）； （3）扩展输出电压种类（比如三角波等）。

三、评分意见

第三届（1997年）全国大学生电子设计竞赛题目

A题 直流稳定电源

一、任务

设计并制作交流变换为直流的稳定电源。

二、要求

1．基本要求

（1）稳压电源 在输入电压220V、50Hz、电压变化范围＋15%～－20%条件下：

a．输出电压可调范围为+9V～+12V b．最大输出电流为1.5A

c．电压调整率≤0.2%（输入电压220V变化范围＋15%～－20%下，空载到满载）

d．负载调整率≤1%（最低输入电压下，满载）

e．纹波电压（峰-峰值）≤5mV（最低输入电压下，满载） f．效率≥40%（输出电压9V、输入电压220V下，满载） g．具有过流及短路保护功能

（2）稳流电源 在输入电压固定为＋12V的条件下： a．输出电流：4～20mA可调

b．负载调整率≤1%（输入电压＋12V、负载电阻由200Ω～300Ω变化时，

输出电流为20mA时的相对变化率）

（3）DC-DC变换器 在输入电压为+9V～+12V条件下： a．输出电压为+100V，输出电流为10mA

b．电压调整率≤1%（输入电压变化范围+9V～+12V） c．负载调整率≤1%（输入电压+12V下，空载到满载） d．纹波电压（峰-峰值）≤100mV （输入电压+9V下，满载）

2．发挥部分 （1）扩充功能

a．排除短路故障后，自动恢复为正常状态 b．过热保护

c．防止开、关机时产生的“过冲” （2）提高稳压电源的技术指标 a．提高电压调整率和负载调整率

b．扩大输出电压调节范围和提高最大输出电流值 （3）改善DC-DC变换器

a．提高效率（在100V、100mA下） b．提高输出电压

（4）用数字显示输出电压和输出电流

三、评分意见

第七届2005年全国大学生电子设计竞赛试题

三相正弦波变频电源（G题）

一、任务

设计并制作一个三相正弦波变频电源，输出线电压有效值为36V，最大负载电流有效值为3A，负载为三相对称阻性负载(Y接法)。变频电源框图如下图所示。

二、要求 1、基本要求

（1）输出频率范围为20Hz～100Hz的三相对称交流电，各相电压有效值之

差小于0.5V；

（2）输出电压波形应尽量接近正弦波，用示波器观察无明显失真； （3）当输入电压为198V～242V，负载电流有效值为0.5～3A时，输出线电

压有效值应保持在36V，误差的绝对值小于5%；

（4）具有过流保护(输出电流有效值达3.6A时动作)、负载缺相保护及负载不

对称保护(三相电流中任意两相电流之差大于0.5A时动作)功能，保护时自动切断输入交流电源。 2、发挥部分

（1）当输入电压为198V～242V，负载电流有效值为0.5～3A时，输出线电

压有效值应保持在36V，误差的绝对值小于1%；

（2）设计制作具有测量、显示该变频电源输出电压、电流、频率和功率的电

路，测量误差的绝对值小于5%；

（3）变频电源输出频率在50Hz以上时，输出相电压的失真度小于5%； （4）其他。 三、评分标准

四、说明

1、在调试过程中，要注意安全；

2、不能使用产生SPWM（正弦波脉宽调制）波形的专用芯片；

3、必要时，可以在隔离变压器前使用自耦变压器调整输入电压，可用三相电

阻箱模拟负载；

4、测量失真度时，应注意输入信号的衰减以及与失真度仪的隔离等问题； 5、输出功率可通过电流、电压的测量值计算。

第八届2007年全国大学生电子设计竞赛试题

开关稳压电源（E题）

【本科组】

一、任务

设计并制作如图1所示的开关稳压电源。

开关稳压电源

U1=

图1电源框图

在电阻负载条件下，使电源满足下述要求： 1．基本要求

（1） 输出电压UO可调范围：30V～36V； （2） 最大输出电流IOmax：2A；

（3） U2从15V变到21V时，电压调整率SU≤2%（IO=2A）； （4） IO从0变到2A时，负载调整率SI≤5%（U2=18V）；

（5） 输出噪声纹波电压峰-峰值UOPP≤1V（U2=18V,UO=36V,IO=2A）；（6） DC-DC变换器的效率≥70%（U2=18V,UO=36V,IO=2A）； （7） 具有过流保护功能，动作电流IO（th）=2.5±0.2A；

2．发挥部分

（1） 进一步提高电压调整率，使SU≤0.2%（IO=2A）； （2） 进一步提高负载调整率，使SI≤0.5%（U2=18V）； （3） 进一步提高效率，使≥85%（U2=18V,UO=36V,IO=2A）； （4） 排除过流故障后，电源能自动恢复为正常状态；

RL

二、要求

（5） 能对输出电压进行键盘设定和步进调整，步进值1V，同时具有输出

电压、电流的测量和数字显示功能。

（6） 其他。

三、说明

（1） DC-DC变换器不允许使用成品模块，但可使用开关电源控制芯片。 （2） U2可通过交流调压器改变U1来调整。DC-DC变换器（含控制电路）

只能由UIN端口供电，不得另加辅助电源。

（3） 本题中的输出噪声纹波电压是指输出电压中的所有非直流成分，要

求用带宽不小于20MHz模拟示波器（AC耦合、扫描速度20ms/div）测量UOPP。

（4） 本题中电压调整率SU指U2在指定范围内变化时，输出电压UO的变

化率；负载调整率SI指IO在指定范围内变化时，输出电压UO的变化率；DC-DC变换器效率=PO/ PIN，其中PO＝UOIO，PIN＝UINIIN。

（5） 电源在最大输出功率下应能连续安全工作足够长的时间（测试期间，

不能出现过热等故障）。

（6） 制作时应考虑方便测试，合理设置测试点（参考图1）。 （7） 设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程

图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出。

四、评分标准

第九届2009年全国大学生电子设计竞赛试题

光伏并网发电模拟装置（A题）

【本科组】

一、任务

设计并制作一个光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图1所示。用直流稳压电源US和电阻RS模拟光伏电池，US=60V，RS=30Ω~36Ω；uREF为模拟电网电压的正弦参考信号，其峰峰值为2V，频率fREF为45Hz~55Hz；T为工频隔离变压器，变比为n2:n1=2:1、n3:n1=1:10，将uF作为输出电流的反馈信号；负载电阻RL=30Ω~36Ω。

RL

US

图1 并网发电模拟装置框图

二、要求 1．基本要求

（1）具有最大功率点跟踪（MPPT）功能：RS和RL在给定范围内变化时，

1

使UdUS，相对偏差的绝对值不大于1%。

2

（2）具有频率跟踪功能：当fREF在给定范围内变化时，使uF的频率fF=fREF，

相对偏差绝对值不大于1%。

（3）当RS=RL=30Ω时，DC-AC变换器的效率≥60%。 （4）当RS=RL=30Ω时，输出电压uo的失真度THD≤5%。 （5）具有输入欠压保护功能，动作电压Ud（th）=（25±0.5）V。 （6）具有输出过流保护功能，动作电流Io（th）=（1.5±0.2）A。 2．发挥部分

（1）提高DC-AC变换器的效率，使≥80%（RS=RL=30Ω时）。 （2）降低输出电压失真度，使THD≤1%（RS=RL=30Ω时）。

（3）实现相位跟踪功能：当fREF在给定范围内变化以及加非阻性负载时，

均能保证uF与uREF同相，相位偏差的绝对值≤5°。 （4）过流、欠压故障排除后，装置能自动恢复为正常状态。 （5）其他。 三、说明

1．本题中所有交流量除特别说明外均为有效值。 2．US采用实验室可调直流稳压电源，不需自制。

3．控制电路允许另加辅助电源，但应尽量减少路数和损耗。 4．DC-AC变换器效率

Po

，其中PdUdId。 oUo1Io1，PPd

5．基本要求（1）、（2）和发挥部分（3）要求从给定或条件发生变化到电

路达到稳态的时间不大于1s。

6．装置应能连续安全工作足够长时间，测试期间不能出现过热等故障。

7．制作时应合理设置测试点（参考图1），以方便测试。

8．设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、

主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序和完整的测试结果用附件给出。 四、评分标准

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）。

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 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

模式自动分配电流，每个模块的输出电流的相对

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。 三、 四、

评分标准 说明

（1）不允许使用线性电源及成品的 DC/DC 模块。

（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。

（4）供电系统应留出 UIN、UO、IIN、IO、I1、I2参数的测试端子，供测试 时使用。

（5）每项测量须在 5 秒钟内给出稳定读数。

（6）设计制作时，应充分考虑系统散热问题，保证测试过程中系统能连续安全工作。

2011 年全国大学生电子设计竞赛试题

参赛注意事项

（1）2011 年 8 月 31 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）2011 年 9 月 3 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。