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【2016电赛】全国大学生电子设计竞赛作品及经历分享【已更新成品图】

     由于种种原因,所以一直拖到现在才分享的15年全国大学生电子设计竞赛的比赛作品和经历,下面就直接进入正题吧,首先来张作品整体图吧:



     先来看看学校举行的第一阶段的比赛吧:http://www.dianyuan.com/bbs/1515030.html

电池供电的4~20mA电流源.ppt

B电池供电的4~20mA电流源设计.pdf


    其实在还没有开始比赛前,我们就开始做题准备了,应该是学校一放假就投入到了备战中去了,记得还做了不少的东西了,

遗憾的是实物的照片没有保存下来,那就看看SCH和PCB吧,其实我们主要攻克的是逆变,所以十来二十天都在搞逆变,废话不多说,直接上图吧:


                                                           DC-DC原理图


DC-DC-PCB图,主要还是采用了SG3525为主控的推挽升压,做的是闭环稳压输出,不是很难,看看原理图就懂了,这里就不啰嗦了。

    接着就是DC-AC,采用了两种方案,一种是TDS2285,一种是EG8010为主控的SPWM驱动;

    TDS2285的如下图:


   

                                                              DC-AC-原理图

                                                           DC-AC- PCB

        其实论坛上面也很多这样的方案了,主要是采用TDS2285产生SPWM来驱动H桥,然后经过滤波,就的到了所需要的正弦波的交流电了;

再来看看EG8010的方案吧:


                                              AC-AC-原理图


                                             DC-AC-PCB图

      和上面的一样的,就不多说了。

接下来看看,spwm驱动板:


                                              SPWM驱动板


                                            SPWM驱动板PCB

    基于EG8010画的板子,其原理图就是EG8010手册里面的。





接下来就是开始比赛了,谁知道,题目出来不是做逆变的,而是做电源的,还好啦,都有玩过这东西,不怕 不怕 哈哈哈。。。。





   我们还是先来回顾一下去年的题目吧,不然都不知道做了什么了:











      当然了,不仔细看题目的话,觉得还是比较简单,但是仔细一看才发现,指标还是有点高的,所以得好好选择方案了,

经过半天的讨论,最后方案定了下来了,将采用单片机为主控,产生PWM来控制MOS管升压和降压;先来一张大致规划图吧:



1.主功率板电路模块


      如上图所示,由单片机产生的PWM通过采用IR2110为驱动芯片,来驱动MOS管,从而实现升压和降压;IR2110的自举电压,

直接由隔离的12V供给;其实主电路中就是由BUCK和BOOST两种拓扑组合在一起了而已,同时共用一个电感;其中D1和D2是用于

给辅助电源供电的;电路就这么简单,就不多说了。下来来看看PCB板子吧,当然这里放出来的是最终版本了,由于比赛期间太忙

了加上又这么久了,所以调试过程的板子就没有拍下来了:

IR2110中文资料.pdf

IR2110英文资料.pdf

BSC028N06NS.pdf


    

                                                          PCB顶层

                 

                                                        PCB低层

      pcb板子采用的是双面板设计的,由于此作品限制重量,所以不能采用大的散热片,所以MOS管只能通过PCB板子

来散热了,所以在MOS管贴装的位置覆铜的面积比较大,一是减小阻抗,二是散热;还是有就是IR2110的背面都是对

地覆铜的,起到屏蔽作用,减小对IR2110的干扰。


2.辅助电源模块


      该模块采用LM22675为主控的降压开关电源,进行了两级降压,第一级得到12V,然后再通过开关电源得到5V,然

后通过线性稳压得到3.3V;电路就是上面那样,很简单的一个BUCK电路,所以不多说了,下面给出芯片资料;

LM22675_英文.pdf

LM22675-中文.docx

    下面来看看PCB布局:



       PCB采用双面板设计,其实你从头看到这,你会发现,我画的板子都是双面板,其主要原因是用其中的一面的大

面积作为GND,这样能很大程度的减少干扰,排除不必要的麻烦,其实电源做多了,你会发现PCB的布局和GND的走

线有很大的关系,特别是高压的开关电源;所以能画PCB就画PCB,不要搞洞洞板做,特别又是一堆飞线的;能搞双

面板的尽量画双板,即使画的是单面板,也把另外一面全部作为GND;可以说效果不是一般的好。





3.电流模块

 

   该模块采用ACS712为主控,直接采集送入单片机的IO口;

ACS712-中文.docx



4.单片机模块


  主要采用STC当时刚刚上市的IAP-15W4K58S4,内部集成10位AD,以及PWM等,反正是够用了;当然晶振也用了

内部集成的;其显示屏采用的是NOKIA的5110屏幕;











   整个设计的主要电路到此就结束了,其实从头看到这,发现该电路并不复杂,是比较简单的;当然了,复杂部分落

在了程序上面了,当然了,在比赛中我主要是负责硬件的,软件是我的队友搞定的,可以说他应该是软件的大神了吧,

当然了,在这还要说一点的是,如果要参加电子竞赛,关键的是要找好队友和指导老师,其队友选择,一是要和的来,

二是要各有精通的,比如一个精通硬件的,一个是精通软件的,另外一个是善于写作和处理相关事情的,千万不能精通

同一样的组队,到时候就打内战,搞不清楚了;还有关键的是指导老师了,有时候老师的一点的提示和建议,就是一大步

的进步和成功(虽然比赛规定老师不得指导,你懂得,不多说了)。不多说了,下面进楼层更新。





























































     





































全部回复(89)
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2016-08-17 11:18

呃,种种原因...

沙发等更新,先赏了~~~

0
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2016-08-17 11:48
已经被添加到社区经典图库喽
http://www.dianyuan.com/bbs/classic/
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jiuxiaozi
LV.1
4
2016-08-17 15:30
期待更新哟!
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木木杜
LV.3
5
2016-08-17 23:26
@jiuxiaozi
期待更新哟!
我电脑都开了,你就给我看这个,等着看。之前有人494控制的,就一个BUCK,(基础部分),可能是电感的问题,输出纹波比较大。希望你能详细的讲解一下频率的选择、电感的计算和绕制,先谢过了,急需补充知识。帮你顶,别沉了
1
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2016-08-18 00:03
@木木杜
我电脑都开了,你就给我看这个[图片],等着看。之前有人494控制的,就一个BUCK,(基础部分),可能是电感的问题,输出纹波比较大。希望你能详细的讲解一下频率的选择、电感的计算和绕制,先谢过了[图片],急需补充知识。帮你顶,别沉了
最近公司有点忙,只能慢慢来了
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文渠星
LV.6
7
2016-08-18 13:24
占个位,持续关注
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2016-08-18 15:52
@154600
最近公司有点忙,只能慢慢来了
0
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oohyeah
LV.1
9
2016-08-18 18:46

buck同步整流 拓扑+tl494实现过双向。由于学校穷,没有仪器,没有测效率(个人感觉应该有90+%)。准备17年国赛电源题ing。小白一个。坐等更新。

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2016-08-18 21:38
EG8010这玩意儿抗干扰着实差劲
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sj923748310
LV.4
11
2016-08-19 09:16
帮我画张电路图呗
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木木杜
LV.3
12
2016-08-19 10:31
@sj923748310
帮我画张电路图呗
天真
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2016-08-19 13:27
@木木杜
天真
吴邪...
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chunrol
LV.6
14
2016-08-19 14:36
创意是好,但好像没什么用处
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2016-08-19 20:58
@chunrol
创意是好,但好像没什么用处
这个怎么说了,学校举办这个比赛应该不是为了商业价值吧,主要是为了验证某种方案,或者是考验学生所学的知识综合运用,激发学生理论和动手相结合吧。
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2016-08-19 21:00
@电源网-璐璐
吴邪...
鹿晗 饰 吴邪。。。。
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chunrol
LV.6
17
2016-08-20 13:58
@154600
这个怎么说了,学校举办这个比赛应该不是为了商业价值吧,主要是为了验证某种方案,或者是考验学生所学的知识综合运用,激发学生理论和动手相结合吧。
好吧
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c_y_t
LV.1
18
2016-08-21 09:38
初学者,有几个不懂得问题想请教一下,双向DC-DC变换器上的电感L1是做什么用的呢,减小电流纹波吗?然后他为什么它的两边都接了好几个电容?还有J6和J5是什么?
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2016-08-21 13:16
@c_y_t
初学者,有几个不懂得问题想请教一下,双向DC-DC变换器上的电感L1是做什么用的呢,减小电流纹波吗?然后他为什么它的两边都接了好几个电容?[图片]还有J6和J5是什么?
L1与电容组成PI型滤波,就你说的减小纹波;J5\J6是跳线帽,用来选择给辅助电源模块供电用的;多个电容并联比一个电容要好,并联阻抗会小一点。
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VME_ET
LV.4
20
2016-08-24 01:08
推挽能闭环?占空比小于50%的时候MOS管D级尖峰会不会.................?
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2016-08-25 20:34
@VME_ET
推挽能闭环?占空比小于50%的时候MOS管D级尖峰会不会.................?
占空比一定时,可以闭环稳压,至于尖峰值,控制的好,不会有多高
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2016-08-25 20:40
@154600
占空比一定时,可以闭环稳压,至于尖峰值,控制的好,不会有多高。

其实这是PCB板的第一版,在此之前,我们用万用板做了一下方案验证,驱动信号来自信号发生器,记得也是撸了一天才验证完成的,遗憾的是没有拍照保存了,板子在焊接PCB版本的时候就把那块板子拆了,因为元件不够用呀;当然了,此版本的调试过程也没有拍的什么照片,只是整机调试的时候才空闲下来拍了几张照片,因为那时都是负责软件那个队友的事情了,哈哈

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2016-08-26 09:40
@154600
[图片]其实这是PCB板的第一版,在此之前,我们用万用板做了一下方案验证,驱动信号来自信号发生器,记得也是撸了一天才验证完成的,遗憾的是没有拍照保存了,板子在焊接PCB版本的时候就把那块板子拆了,因为元件不够用呀;当然了,此版本的调试过程也没有拍的什么照片,只是整机调试的时候才空闲下来拍了几张照片,因为那时都是负责软件那个队友的事情了,哈哈
等更新~~~
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野百合12
LV.2
24
2016-08-26 17:59
拜读了
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2016-08-26 20:47
@野百合12
拜读了

PCB板的第二板来了,也是比赛期间的最终版本了,这是拍摄于队友在调试程序时候的照片,由于比赛期间时间紧迫,所以就没有拍摄多的过程照片,这是有点小遗憾的;

其实仔细看的会发现,这又是另外的一块板子,其实大多都一样了,只是IR2110的自举供电那有一点点不同而已了。

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2016-08-29 09:45
@154600
[图片]PCB板的第二板来了,也是比赛期间的最终版本了,这是拍摄于队友在调试程序时候的照片,由于比赛期间时间紧迫,所以就没有拍摄多的过程照片,这是有点小遗憾的;[图片]其实仔细看的会发现,这又是另外的一块板子,其实大多都一样了,只是IR2110的自举供电那有一点点不同而已了。
然后咧~~~
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2016-08-29 23:23
@电源网-璐璐
然后咧~~~

软件调试现场

调试现场;

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德克
LV.4
28
2016-08-30 08:53
@154600
[图片]软件调试现场[图片]调试现场;[图片]
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黑夜11
LV.5
29
2016-08-30 20:51
@154600
[图片]其实这是PCB板的第一版,在此之前,我们用万用板做了一下方案验证,驱动信号来自信号发生器,记得也是撸了一天才验证完成的,遗憾的是没有拍照保存了,板子在焊接PCB版本的时候就把那块板子拆了,因为元件不够用呀;当然了,此版本的调试过程也没有拍的什么照片,只是整机调试的时候才空闲下来拍了几张照片,因为那时都是负责软件那个队友的事情了,哈哈
伙没有看错,你用的绿环?
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2016-08-30 23:00
@黑夜11
伙没有看错,你用的绿环?
调试用的,后来用铁硅铝
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2016-08-31 19:34
@德克
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调试中的波形:

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