C题 高效直流稳定电源
(本科组)
一、任务
设计并制作直流变换为直流的高效稳定电源，该稳定电源具有稳压和稳流功能，电路框图如图1所示。
图1 电源框图
二、要求
1、 基本要求
（1）稳压电源
a、 在输入电压UI=13~16V波动下，输出电压U0的可调范围为5~10V。
b、 最大输出电流I0=1.5A。
c、 电压调整率≤0.5%（输出电流为1A，输入UI=13~16V条件下）。
d、 负载调整率≤1%（在输入电压为15V，输出空载到1A条件下）。
e、 输出噪声纹波电压≤100mV（UI=15V，U0=5V，I0=1.5A）。
f、 整机效率≥70%(UI=15V，U0=5V，I0=1.5A)。
（2）稳流电源
a、 在输入电压UI=13~16V波动下，输出电流的可调范围为150mA~1500mA。
b、 最大输出电压U0=10V。
c、 电流调整率≤1%（在输入UI=13~16V，电流为1A，负载电阻为5Ω下测试）。
d、 负载调整率≤2%（在输入电压为15V，输出电流1A，负载在1Ω～5Ω条件下测试）。
e、 输出噪声纹波电流≤30mA（UI=15V，Uo=10V，Io=1.5A）。
f、 整机效率≥70%（在UI=15V，U0=10V，I0=1.5A）。
2、 发挥部分
（1） 稳压电源
a、 输出电压能数字显示；输出电压值能数字设置，且具有“+”、“-”步进调整输出电压功能，步进≤5mV。
b、 具有过流保护功能，动作电流IO（th）=2.0±0.2A。
c、 进一步提高整机效率≥85%(UI=15V，U0=5V，I0=1.5A)。
d、 进一步减少噪声纹波电压≤10mV（UI=15V，U0=5V，I0=1.5A）。
e、 其他。
（2） 稳流电源
a、 输出电流能数字显示；输出电流值能数字设置，且具有“+”、“-”步进调整输出电压功能，步进≤2mA。
b、 具有过压保护功能，动作电压Uoth=11±0.5 V（UI=15V，Io=1A）。
c、 进一步提高整机效率≥85%(UI=15V，U0=10V，I0=1.5A)。
d、 进一步减小输出噪声纹波电流≤10mA（UI=15V，Uo=10V，Io=1.5A）。
e、 其他。
三、 说明
（1） 稳定电源不允许使用成品模块，控制器电源允许使用成品模块。
（2） 整个稳定电源系统只能由输入电压UI供电，不得另外加辅助电源。
（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，要求用交流毫伏表测量。
（4） 本题中的输出噪声纹波电流是指输出电流中的所有非直流成分，要求用毫伏表测量输出纹波电压，再换算成输出纹波电流值。
（5） 对于本题中的电压源，电压调整率指UI在指定范围内变化时，输出电压UO的变化率；负载调整指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h=PO/PIN，其中PO＝UOIO，PIN＝UINIIN。
（6） 对于本题中的电流源，电流调整率指UI在指定范围内变化时，输出电流Io的变化率；负载调整率指输出电压Uo在指定范围内变化（改变负载）时，输出电流Io的变化率。
（7） 制作时应考虑方便测试，合理设置测试点。
（8） 本题尽可能多的采用TI器件完成。
四、 评分标准
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项 目 |
应包括的主要内容或考核要点 |
满 分 |
设计 报告 |
方案论证 |
稳定电源主回路拓扑；稳压及稳流的控制方法及实现方案；提高效率的方法及实现方案。 |
10 |
电路设计；参数计算；程序设计
|
主回路器件的选择及参数计算；控制电路设计与参数计算；效率的分析及计算；保护电路设计与参数计算；数字设定及显示电路的设计；程序设计流程。 |
25 |
测试方法与结果分析 |
测试方法；测试仪器；测试数据及处理；误差分析。
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10 |
设计报告结构及规范性 |
摘要、设计报告正文结构、公式及图表的规范性。 |
5 |
总分 |
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50 |
基本要求 |
稳压电源 |
完成（a） |
5 |
完成（b） |
3 |
完成（c） |
3 |
完成（d） |
3 |
完成（e） |
3 |
完成（f） |
8 |
稳流电源 |
完成（a） |
5 |
完成（b） |
3 |
完成（c） |
3 |
完成（d） |
3 |
完成（e） |
3 |
完成（f） |
8 |
总分 |
|
50 |
发挥 部分 |
稳压电源 |
完成（a） |
13 |
完成（b） |
4 |
完成（c） |
4 |
完成（d） |
2 |
稳流电源 |
完成（a） |
15 |
完成（b） |
3 |
完成（c） |
2 |
完成（d） |
2 |
其他 |
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5 |
总分 |
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50 |
