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大学生电子设计竞赛特等奖作品:带能量回馈功能的单相交流电子负载代码开放源码

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简介:
本项目为大学生电子设计竞赛特等奖获奖作品,旨在开发一套具备能量回馈功能的单相交流电子负载系统,并开源其核心代码,促进技术共享与创新。 这款板子设计紧凑美观且噪音小,具有高功率密度,并采用了全隔离技术。其功率因数可在0.1至1之间调节,最低可达到0.1(原报告中提到的0.5不够极限)。输出电压能够与输入电压保持相位跟随。 此外,该产品还具备低总谐波失真率(THD低于2%)和屏幕显示功能。屏幕上不仅有美观界面设计,还能实时显示有功无功功率、电压、电流及电阻检测数据等信息。 在模式设置方面,板子提供了多种选择: - CC:0.2A至2.5A可调,分辨率为0.1A - CR:12欧姆到150欧姆范围内调节,分辨率是0.5欧姆 - CP:功率范围为10~70瓦特,以每半瓦的精度进行调整。 - 不控整流负载模拟功能也得到了实现(输出大概给出调制比)。 保护措施方面包括: - 输入过压 - 负载丢失检测 - 输入过流 所有这些故障情况均具备自恢复机制。

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    本项目为大学生电子设计竞赛特等奖获奖作品,旨在开发一套具备能量回馈功能的单相交流电子负载系统,并开源其核心代码,促进技术共享与创新。 这款板子设计紧凑美观且噪音小,具有高功率密度,并采用了全隔离技术。其功率因数可在0.1至1之间调节,最低可达到0.1(原报告中提到的0.5不够极限)。输出电压能够与输入电压保持相位跟随。 此外,该产品还具备低总谐波失真率(THD低于2%)和屏幕显示功能。屏幕上不仅有美观界面设计,还能实时显示有功无功功率、电压、电流及电阻检测数据等信息。 在模式设置方面,板子提供了多种选择: - CC:0.2A至2.5A可调,分辨率为0.1A - CR:12欧姆到150欧姆范围内调节,分辨率是0.5欧姆 - CP:功率范围为10~70瓦特,以每半瓦的精度进行调整。 - 不控整流负载模拟功能也得到了实现(输出大概给出调制比)。 保护措施方面包括: - 输入过压 - 负载丢失检测 - 输入过流 所有这些故障情况均具备自恢复机制。
  • 2012年——
    优质
    本项目为2012年电子设计竞赛一等奖作品,是一款高性能电子负载,具备恒流、恒压及恒阻工作模式,广泛应用于电源测试与电路研究。 2012年电子设计竞赛四川赛区第一名作品是“电子负载”。
  • 优质
    本作品是某届全国大学生电子设计竞赛中脱颖而出的创新成果,展现了参赛者卓越的技术能力和创新思维,在激烈的竞争中荣获佳绩。 第五届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编(2001)
  • 2022年全国A题(
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    本项目为2022年全国大学生电子设计竞赛省赛A题作品,旨在设计并实现一款交流电子负载,用于模拟各种电气设备的负载特性。团队通过理论分析与实验验证相结合的方法,完成了电路的设计、调试和优化工作,最终实现了预期的技术指标。 交流电子负载设计实现 一、总体思路 在电子设计大赛的题目要求下,需要开发一种能够模拟电阻性、感性和容性负载特性的交流电子负载,并且可以调节功率因数。为此,我们的设计方案是构建一个AC-AC变换器以满足这一需求。 二、模块设计 1. 半桥模块 半桥模块作为核心部分,采用了UCC21520栅极驱动芯片来控制MOSFET的工作状态。在设计时需要关注到驱动芯片的选择、PCB布局以及散热片的设计等关键问题。 2. 测量模块 测量模块负责对输入电压和电流进行实时监测,并且采集直流母线的电压数据,以确保系统的正常运行。可以使用TVA1421型电流互感器来完成交流电参数的精确测量。 3. 辅助电源模块 辅助电源用于向单片机、其他芯片及外部设备提供稳定的工作电压。LM5164高压集成电路是实现高效率和可靠性的理想选择,能够为整个系统供应必要的电力支持。 三、主电路搭建 在完成各个独立组件的设计之后,下一步就是将它们整合成一个完整的交流电子负载装置。这一步骤需要考虑接口的兼容性、布局优化以及减少电磁干扰等多方面因素。 四、附加功能 除了基本的功能外,该系统还具备多种操作模式如恒流(CC)、恒阻(CR)和恒功率(CP)。这些额外特性可以通过软件编程来实现,比如采用单极倍频SPWM调制技术。 五、结论 本段落详细阐述了交流电子负载的设计流程及关键技术点。尽管它涉及到许多复杂的因素,但通过精心规划与实施可以创造出适应多种应用场合的高品质产品。 六、展望 随着科技的进步和市场需求的增长,这种类型的设备在电力电子产品、自动化控制系统以及医疗仪器等领域展现出广阔的应用前景。因此,在未来的研究中将对交流电子负载的设计进行更深入探索,并为推动相关技术的发展做出贡献。 七、参考文献 1. UCC21520数据手册 2. TVA1421电流互感器数据手册 3. AMC1200隔离式差分放大器数据手册 4. LM5164高压芯片数据手册 5. TPS54360辅助电源芯片数据手册
  • 2018年广东省
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    本作品荣获2018年广东省大学生电子设计竞赛一等奖,展示了团队在电子工程领域的创新能力和技术实力。 2018年广东省大学生电子设计竞赛一等奖作品:一种基于蓝牙和语音控制的智能家居系统。
  • 基于STM32
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    本项目旨在设计一种基于STM32微控制器的能源回馈式电子负载系统,能够高效地将电能转换并反馈回电网,适用于电源设备测试及节能需求。 为了确保能量反馈型电子负载能够连续稳定运行,采用了STM32单片机对其进行控制,并运用滞环控制法与数字PID算法进行系统调节。实验结果显示,在电阻性、电感性和电容性状态中,该电子负载可以实现输出电流与电网电压同频同相,逆变功率因数为1。当输入电流的相位相对于输入电压滞后或超前90度时,逆变级会进入微弱整流模式。在运行过程中,系统能够保持动态平衡,并且启动过程需要平稳进行。总体而言,在STM32单片机控制下,该系统可以实现连续稳定的工作状态;同时PID算法对于维持大电容上电压的稳定性表现良好。
  • 2012年全国G题简易直基础与扩展实现
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    本项目基于2012年全国大学生电子设计竞赛G题,实现了具备基础及扩展功能的简易直流电子负载的源代码。涵盖了硬件电路设计、软件编程等关键技术环节,适用于教学和科研参考。 ### 电子设计竞赛训练试题参赛注意事项 **(1)2012年8月5日8:00竞赛正式开始。** - 本科组参赛队只能从A、B、C、D、E五个题目中选择一个进行比赛; - 高职高专组原则上在F、G、H题中任选一题,也可以选择其他题目。 **(2)参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本专科学生,并需出示能够证明身份的有效证件(如学生证),以便随时备查。** **(3)每支队伍严格限制为三人,在竞赛开始后不得更换队员。** **(4)比赛期间,可以使用各种书籍资料和网络资源进行研究设计,但必须在指定的场地内完成所有的工作内容;不允许任何方式与他人沟通交流或寻求帮助,包括教师在内的非参赛人员都应回避;对于违反规则的行为将取消评审资格。** **(5)2012年8月7日20:00竞赛结束时,请提交设计报告、制作实物及《登记表》,由专人封存保管。 ### 简易直流电子负载 (G题)【高职高专组】 #### 任务 - 设计并制造一台能工作在恒流(CC)模式的简易直流电子负载,其原理图如图1所示: ![图1](#) #### 要求 **基本要求** 1. 恒流(CC)模式下的电流设置范围为100mA至1A之间,分辨率设为每增加或减少100mA一档,并且精度控制在±1%之内;还应具备开路设定功能。 2. 实时监控并显示电子负载两端的电压值,测量误差不超过(0.1%+0.1%FS); 3. 同样实时监测和数字展示通过该设备的实际电流数值,其准确度要求为±(0.2%+0.2%FS)。 **发挥部分** - 自行设计并制作一个5V稳压电源用于测试电子负载性能;确保输出电压波动不超过±0.1V, 额定电流超过1A且纹波噪声小于等于20mV; - 编写程序使简易直流电子负载能够自动检测其调节效率,即在设定好相关参数之后直接显示结果。此环节的测试范围为从1.0%到19.9%,精度要求±1%。 - 进一步提升电压和电流测量精确度,并将负载调整率检验区间扩大至从0.1%到20%,保持同样的误差标准; - 可以提出其他创新性设计或功能。 #### 说明 在恒流模式下,无论电子负载两端的电压如何变化,通过它的电流都将维持在一个固定的数值上。这种设置非常适合用来测试直流电源调整性能和电池放电特性等场景。 - 直流稳压电源的调节效率指的是其输出电压随负载变化而改变的程度。 #### 评分标准 设计报告内容涵盖系统方案比较与选择、理论分析计算、电路及程序设计等多个方面,总分为20分;实际完成情况包括基本要求和发挥部分两大块,共计100分。
  • 全国集锦
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    本书收录了全国大学生电子设计竞赛中优秀的获奖作品,展示了当代大学生在电子技术领域的创新思维与实践能力。 全国大学生电子设计竞赛获奖作品汇编:第一届至第五届
  • 湖南省C题一:AGC
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    本项目为湖南省电子设计竞赛C题一等奖作品,设计并实现了一种自动增益控制(AGC)放大器。该放大器能够根据输入信号强度自动调节增益,确保输出信号稳定且不失真。通过精密的电路设计和优化算法,实现了高性能、低功耗的目标,在实际应用中具有广泛前景。 为了实现一个增益自动控制放大器,可以采用多种方法来调整放大器的增益。以下是三种主要的方法: 1. 使用模拟开关切换反馈电阻以改变放大倍数。 2. 利用数字电位器调节反馈电阻从而改变增益。 3. 通过乘法型DAC内部的电阻网络来动态地选择不同的反馈电阻值,进而调整增益。 在这些方案中,前两种方法(即使用模拟开关和数字电位器)由于提供的阻值变化范围有限,难以实现精确且自动化的增益控制。相比之下,第三种方案利用了乘法型DAC内部丰富的电阻网络选项,在一个12位的DAC中可以有4095个不同的动态范围选择点,能够更好地满足所需的动态范围。 为了确保放大器性能稳定并优化其响应特性,采用程控方式来调整输入信号。具体来说,通过单片机中的A/D转换模块对输入和输出进行采样,并在内部处理这些数据以获得直流电压值或交流电压的幅度信息。根据测量到的数据确定当前所需的增益设置:当放大器稳定时,依据输入(vin)与输出(vout)信号计算出实际的放大倍数Af=vout/vin。 这种方法结合了硬件灵活性和软件控制的优势,在保持系统性能的同时实现了对不同应用场景下所需精确增益调整的需求。
  • 基于简易直——论文.doc
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    本文为大学生电子设计竞赛参赛作品,主要介绍了一种基于简易直流电源的电子负载设计方案,探讨了其工作原理和实际应用。 简易直流电子负载设计大学生电子设计竞赛论文主要探讨了如何利用现有的电子元件和技术来构建一个简单的直流电源测试设备。该文档详细介绍了设计方案、电路原理图以及实际制作过程中遇到的技术挑战及解决方案,旨在为参与相关比赛的学生提供参考和指导。 文中还分析了几种不同类型的负载特性,并且提出了基于MOSFET的开关模式控制方法作为核心设计思路,以实现高效的功率吸收与调节功能。此外,论文中还包括了实验测试部分的数据结果以及性能评估指标,展示了所设计电子负载的实际应用效果及其优越性。