全国电子设计大赛题目E 电能收集充电器.doc

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1、 E-1 20092009 年全国大学生电子设计竞赛试题年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项 （1）2009 年 9 月 2 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）参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，不得以任何方式与他

2、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）2009 年 9 月 5 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。 电电能能收集充收集充电电器器（E E 题）题） 【本科组】【本科组】 一、任一、任务务 设计并制作一个电能收集充电器，充电器及测试原理示意图如图 1。该充电器的核 心为直流电源变换器，它从一直流电源中吸收电能，以尽可能大的电流充入一个可充电 池。直流电源的输出功率有限，其电动势 Es 在一定范围内缓慢变化，当 Es 为不同值时， 直流电源变换器的电路结构，参数可以不同。监测和控制电路由直流电源变换器供电。 由于 Es

3、的变化极慢，监测和控制电路应该采用间歇工作方式，以降低其能耗。可充电池 的电动势 Ec=3.6V，内阻 Rc=0.1。 充电器 （包括监控电 路和直流电源 变换器） 模拟可充电池 Rs Rc Ic RdEc Es 图1 测试原理示意图 （Es和和Ec用稳压电源提供用稳压电源提供，Rd用于防止电流倒灌用于防止电流倒灌） 直流电源 二、要求二、要求 1、基本要求、基本要求 （1）在 Rs=100，Es=10V20V 时，充电电流 Ic 大于（Es-Ec）/（Rs+Rc） 。 E-2 （2）在 Rs=100 时，能向电池充电的 Es 尽可能低。 （3）Es 从 0 逐渐升高时，能自动启动充电功能的

4、Es 尽可能低。 （4）Es 降低到不能向电池充电，最低至 0 时，尽量降低电池放电电流。 （5）监测和控制电路工作间歇设定范围为 0.1 s5s。 2、发挥部分、发挥部分 （1）在 Rs=1，Es=1.2V3.6V 时，以尽可能大的电流向电池充电。 （2）能向电池充电的 Es 尽可能低。当 Es1.1V 时，取 Rs =1； 当 Es1.1V 时，取 Rs =0.1。 （3）电池完全放电，Es 从 0 逐渐升高时，能自动启动充电功能（充电输出端开路电压 3.6V，短路电流0）的 Es 尽可能低。当 Es1.1V 时，取 Rs =1；当 Es1.1V 时，取 Rs=0.1。 （4）降低成本。

5、（5）其他。 三、评分标准三、评分标准 设计设计 报告报告 项项 目目 主要内容主要内容 满分满分 系统方案 电源变换及控制方法实现方案 5 理论分析与计算 提高效率方法的分析及计算 7 电路与程序设计 电路设计与参数计算 启动电路设计与参数计算 设定电路的设计 10 测试结果 测试数据完整性 测试结果分析 3 设计报告结构及规范性 摘要，设计报告正文的结构 图表的规范性 5 总分总分 30 基本基本 要求要求 实际制作完成情况 50 发挥发挥 部分部分 完成第（1）项 30 完成第（2）项 5 完成第（3）项 5 完成第（4）项 5 其他 5 总分总分 50 E-3 四四、说明说明 1 测试最低可充电 Es 的方法： 逐渐降低 Es， 直到充电电流 Ic 略大于 0。 当 Es 高于 3.6V 时，Rs 为 100；Es 低于 3.6V 时，更换 Rs 为 1；Es 降低到 1.1V 以下时，更换 Rs 为 0.1。然后继续降低 Es，直到满足要求。 2测试自动启动充电功能的方法：从 0 开始逐渐升高 Es，Rs 为 0.1；当 Es 升高到高 于 1.1V 时，更换 Rs 为 1。然后继续升高 Es，直到满足要求。