参加了2011年电子竞赛A题的同胞们，进来聊聊你们的作品，大家学习学习……

dongxia · 发表于 2011-10-29 20:54:16

参加了大赛，看到了获奖的参赛队很多，感觉这次的电源对大家来说很简单似的，性能都不错……当初我们看到这个题时，感觉很难，指标太高了。
希望大家说说自己的系统方案，彼此共同进步
2011全国电子竞赛A题 ourdev_689936BPIM70.pdf(文件大小:170K) (原文件名:A-开关电源模块并联供电系统（A题）.pdf)

dongxia · 发表于 2011-10-29 20:59:17

我说说我们的方案：一个电流源加个电压源，通过测量总电流及电流源模块的电流，并控制电流源的电流与总电流的比例，就能控制两个模块的电流比。
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(原文件名:系统控制.jpg) </center>

luld · 发表于 2011-10-29 21:43:00

回复【1楼】dongxia
我说说我们的方案：一个电流源加个电压源，通过测量总电流及电流源模块的电流，并控制电流源的电流与总电流的比例，就能控制两个模块的电流比。
center>
(原文件名:系统控制.jpg)
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我们也是用的这个方案，学名叫做“主从式”，感觉不算难啊，第二个晚上大致效果就出来了

dongxia · 发表于 2011-10-29 21:59:53

其实我们第一天下午就出来了，就是稳定性调了很久，请回复【2楼】luld
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我们第一天也差不多调了出来，但是就是稳定度上调了很久……请问你们的控制精度能达到好高？

wajlh · 发表于 2011-10-29 22:20:08

我的想法是两个电压源，通过调整之间的电压差调整各自的输出电流，已经用电位器手动调整实现了。两个模块可以各自在0~3A内任意输出，原理没问题了剩下的就是采样电流，然后调整两个模块的输出电压了，电流采样方案也选定了，用霍尔测量。可惜后来因为种种原因放弃参加比赛了，

dongxia · 发表于 2011-10-29 22:46:34

回复【4楼】wajlh
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请问你们采用怎样的调压方式，另个模块之间的电压差应该很小吧，如果要实现精确控制电流，电压控制精度要非常的高吧，这个怎么实现

ccstc · 发表于 2011-10-29 22:58:27

离开校园好多年，简单跑了个原理仿真，M10的，凑活看看

(原文件名:并联的电流分配.jpg)
仿真文件
点击此处下载 ourdev_689987WBCFAY.rar(文件大小:186K) (原文件名:并联的电流分配.rar)

dongxia · 发表于 2011-10-29 23:26:15

不错

aytc100 · 发表于 2011-10-29 23:45:26

北京市得分第一电源：用MC9S12XS128MAL主控芯片，纯数控，同时采集两个通道的电压和电流。同步变频PWM降压，2级π滤波器。最大效率超过90%。当场画了PCB，加急做出来的。总造价不到1000元，拿了奖金应该不亏本。

dongxia · 发表于 2011-10-29 23:49:47

回复【8楼】aytc100
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纹波、电流控制比例如何

erxun · 发表于 2011-10-29 23:57:13

我们做的这个题目，输入电容比较大（启动电流大），测试的时候必须用他们的数字电源，数字电源一开机就保护，操作的学生哪知道这些，所以悲剧了。。

aytc100 · 发表于 2011-10-30 00:41:59

回复【9楼】dongxia
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经滤波后输出端纹波1mv,1:1输出时最大5mA误差（峰峰值，两通道之差，使用示波器测量）

aytc100 · 发表于 2011-10-30 00:44:37

回复【10楼】erxun 老孟
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没有自恢复保险丝做上电放浪涌措施吗？另外，输入端也用π滤波器滤波，能起到很好的放浪涌作用

dongxia · 发表于 2011-10-30 10:05:04

回复【11楼】aytc100
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不错……我们的电流误差在1-2ma左右，纹波我们是用毫伏表测得，大约1mv左右。

dongxia · 发表于 2011-10-30 10:08:10

回复【12楼】aytc100
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自恢复保险用来做上电放浪涌，效果怎样呢？好像它的保护速度不是很快吧

luld · 发表于 2011-10-30 11:14:05

回复【3楼】dongxia
其实我们第一天下午就出来了，就是稳定性调了很久，请回复【2楼】luld
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我们第一天也差不多调了出来，但是就是稳定度上调了很久……请问你们的控制精度能达到好高？
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我们最初的方案是用单片机模拟8位PWM加上两级滤波作为基准，因为8位的分辨率有限，误差稍微有些大，尤其是在电流比较小的时候。后来又改了外置的12位DA，最后两路误差在几毫安。

我们成本很低，开关电源芯片就是用的几毛钱的TL494，和一块多的国产山寨2576（都是之前淘宝买的）。第一天主要用来设计制作PCB了，第二天功能都做出来了，就是精度达不到，换了DA还是有问题，后来发现是高端电流采样的问题：输出有纹波，运放（OP07）速度跟不上，导致采样电流不准，第三天主要就是来解决这个问题，尝试降低纹波但效果不理想，最后采取了一个土办法，就是让运放的供电跟随开关电源的输出，这样在运放看来就没有纹波了，效果非常不错。

最后一天除了写报告之外又用硬件（比较器）搭了一个过流保护功能（原来是用电流采样给单片机AD控制过流保护），这样就保证万无一失了。大概的原理就是采样得到的电压与基准的比较，切断输出，再用另一个比较器构成自锁电路，防止振荡。通过单片机每隔几秒给比较器复位信号，重新工作，试探是否解除过流。这样即使单片机保护失效也没有问题（只是没有了复位信号，不会重新工作）。

我们在设计的时候没有考虑效率的问题，所以到最后参赛主要就是效率不是很完美，大概80%（很大程度上是因为做电压源的那路2576内部不是MOS的，发热比较厉害），这方面准备不是很充分，当初比赛前应该买一些好一点的开关电源芯片。

整个过程从方案设计到制作几乎没有老师参与（老师建议的方案是直接用单片机PWM控制MOS管，全部数字控制，好处是电路简单，但我觉得这样反应慢，控制效果不好且容易烧管子，我们组的长处在于电路设计和调试，所以自己考虑了上面的方案，让大部分工作由电路完成），只有最后电流采样的问题请教了老师的意见。PCB也是自己做的，我们学校参赛的队伍中只有我们组是做了PCB的，其他组都是用通用板焊接的。

电源部分的照片：(两个EI磁芯是电感不是变压器，因为当时找不到合适的磁芯了，上面的小板是过流保护)

(原文件名:DSC_0681.JPG)

dongxia · 发表于 2011-10-30 12:25:24

回复【14楼】dongxia
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不对吧，我们采用的TPS54331,频率是500khz，也是用的OP07，可以啊，没有问题。我们的电流误差在1-2mA左右。

dongxia · 发表于 2011-10-30 12:27:14

回复【14楼】dongxia
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我们的作品比你们的板子小，是7cm*10cm……

theloong · 发表于 2011-10-30 13:01:33

。。。。。。

zhengdahe · 发表于 2011-10-30 13:34:17

记号

dongxia · 发表于 2011-10-30 14:07:28

回复【15楼】luld
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你们用的2576做电压源，那电流源用的就是tl494，不错……另外，你们用的电容质量怎么样，质量差了纹波也就很大了

luld · 发表于 2011-10-30 16:32:18

回复【20楼】dongxia
回复【15楼】luld
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你们用的2576做电压源，那电流源用的就是tl494，不错……另外，你们用的电容质量怎么样，质量差了纹波也就很大了
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我们的电容据说是正品红宝石YXA系列，貌似纹波还好，具体的值记不清了

回复【16楼】dongxia
回复【14楼】dongxia
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不对吧，我们采用的tps54331,频率是500khz，也是用的op07，可以啊，没有问题。我们的电流误差在1-2ma左右。
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可能是我们电路和你们不太一样吧，我们高端电流采样是用运放做了一个比例电流镜，转化成低端的电流。

你是哪个学校啊？有空可以交流一下

aytc100 · 发表于 2011-10-30 16:52:24

回复【14楼】dongxia
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自恢复保险用来做上电放浪涌，效果怎样呢？好像它的保护速度不是很快吧
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这个和封装有关，封装越小效果越好。保护速度的确不快，但是对于一般的上电冲击问题，已经能够解决了

回复【21楼】luld
回复【20楼】dongxia
回复【15楼】luld
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你们用的2576做电压源，那电流源用的就是tl494，不错……另外，你们用的电容质量怎么样，质量差了纹波也就很大了
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我们的电容据说是正品红宝石yxa系列，貌似纹波还好，具体的值记不清了
回复【16楼】dongxia
回复【14楼】dongxia
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不对吧，我们采用的tps54331,频......
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既然是做比赛而不是做产品，当然是在合适的位置使用高档的元件会比较有优势了。在这个设计中，普通的铝电解电容已经被我弃用了，主要容量由固态电容和钽电容提供。光电感成本就将近200元，自己买的磁芯和漆包线绕制。65支漆包线并绕，3个人绕了一下午的电感，挑出电感量完全一致的使用（精度在1%以上）

dongxia · 发表于 2011-10-31 11:11:54

回复【21楼】luld
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比例电流镜。这个是什么电路，还第一次听说，能否讲解一下……
我们就是采用一般的差分放大电路……只是加了电容补偿，采用的是超前补偿方式……

dongxia · 发表于 2011-11-2 13:02:09

上传一张我们作品的照片呵呵

(原文件名:电源.jpg)

dongxia · 发表于 2011-11-2 13:03:44

很小吧……
大家没有事也把你们的作品上传上来看一下嘛

xinfa190 · 发表于 2011-11-2 13:34:37

今年家里太忙没有辅导学生参赛，赛后出于强烈的兴趣自己设计了一下，使用两路2576-ADJ，控制其参考电压的方式，效果还可以（至少思路应该是对的），稳定性稍差，使用的是山寨板的芯片，最大电流上不去

aytc100 · 发表于 2011-11-2 13:43:12

回复【25楼】dongxia
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够小的，我的是10*10,3层PCB+飞线结构……你们参赛的元件都没有打记号吗？我们这连二极管都要做记号，防作弊

dongxia · 发表于 2011-11-2 14:01:42

有标记啊，你没有看到芯片电感上面有东西吗？
当时害怕出问题，做了两套成品参加比赛，幸好都没有问题……

dongxia · 发表于 2011-11-2 14:03:31

我好想看到更多的方案，更多的作品……大家都来晒晒嘛

dongxia · 发表于 2011-11-2 14:05:11

回复【26楼】xinfa190
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能否将老师您的控制参考电压的方案讲讲……

dongxia · 发表于 2011-11-8 16:49:57

(原文件名:图形1.JPG)

上张清晰的图片

guxingganyue · 发表于 2011-12-19 00:02:53

回复【31楼】dongxia
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板子做的不错啊

nicholashao · 发表于 2011-12-19 10:52:22

板子很好

zidanz · 发表于 2012-1-12 20:33:29

哈哈，确实不错啊，看来自己要好好学习学习了

zidanz · 发表于 2012-1-12 20:46:25

到了这个网站有一种激动的感觉，确实不错，很让我学习

726544893 · 发表于 2012-1-13 08:20:47

板凳学习！

小黑鱼1148 · 发表于 2012-4-4 14:58:45

ccstc 发表于 2011-10-29 22:58
离开校园好多年，简单跑了个原理仿真，M10的，凑活看看

这个电路很不错哦，就是有些看不太明白！大哥可否讲解一下思路！

52516 · 发表于 2012-4-4 16:07:30

本帖最后由 52516 于 2012-4-4 16:08 编辑

我们的作品，纯数字，两路电压源。
原理第一天晚上就搞通了，无奈电流总是测不准，后来换了霍尔，加了数字滤波，第二天通宵总算搞定了。
天津参加的复测。
国二，省一。

李鸿鸿 · 发表于 2013-7-23 14:27:27

可否将你的报告分享下呢？

北极星的眼泪 · 发表于 2013-7-25 23:19:04

好东西啊

参加了2011年电子竞赛A题的同胞们，进来聊聊你们的作品，大家学习学习……

阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！

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