E题--电能收集充电器.doc

1、E-12009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

2、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

3、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RsRcIcRdEcEs图 1 测试原理示意图（ Es和 Ec用 稳 压 电 源 提 供 ， Rd用 于 防 止 电 流 倒 灌 ）直流电源二、要求1、基本要求E-2（1）在 Rs=100，Es=10V20V 时，充电电流 Ic 大于（E s-Ec）/ （R s+Rc） 。（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 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

4、歇设定范围为 0.1 s 5s。2、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）其他。三、评分标准E-3四、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

5、，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。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设计报告总分 30基本要求 实际制作完成情况 50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发挥部分总分 50