E题--电能收集充电器.pdfVIP

2009 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。 电能收集充电器（E 题） 【本科组】 一、任务 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 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=0.1Ω。 二、要求 1、基本要求 （1）在Rs=100Ω，Es=10V～20V 时，充电电流Ic 大于（Es-Ec ）/ （Rs+Rc ）。 E-1 （2 ）在Rs=100Ω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 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 s～5s 。 2、发挥部分 （1）在Rs=1Ω，Es=1.2V～3.6V 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 Es ≥1.1V 时，取Rs =1Ω； 当Es＜1.1V 时，取Rs =0.1Ω。 （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 Es ≥1.1V 时，取Rs =1Ω；当Es＜1.1V 时，取Rs=0.1Ω。 （4 ）降低成本。 （5 ）其他。 三、评分标准 项 目 主要内容 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 电路设计与参数计算 电路与程序设计 启动电路设计与参数计算 10 设计 设定电路的设计 报告 测试数据完整性 测试结果 3 测试结果分析