電賽電力電子類題目分析與應(yīng)對

電力電子類題目分析與應(yīng)對浙江大學(xué)潘再平2017.04.082023/1/152電子設(shè)計競賽題目類型

基礎(chǔ)類儀器儀表類自動控制類電力電子類通訊類

2023/1/15相控

PWM軟開關(guān)1.電力電子主電路類型32023/1/1544AC-DC

DC-DC2023/1/155AC-ACDC-AC2023/1/1562.電力電子題目特點“大”電流、安全電壓（器件的選擇與保護）常以電源形式出現(xiàn)負載能力

負載、電壓調(diào)整率基本變換電路效率、功率因數(shù)問題

波形測量問題（諧波影響）2023/1/1573.競賽題目類型基本電力電子電路各類電源（開關(guān)電源、UPS等）新能源發(fā)電（太陽能、風(fēng)能發(fā)電等）其它應(yīng)用（無線電能傳輸、電子負載等）

多重化、多電平化（串、并聯(lián)等）諧振軟開關(guān)等2023/1/1584.歷年競賽題2023/1/158（1）2013年：單相AC-DC變換電路（基本題）

設(shè)計并制作如圖所示的單相AC-DC變換電路。輸出直流電壓穩(wěn)定在36V，輸出電流額定值為2A。負載能力電壓調(diào)整率負載調(diào)整率保護檢測顯示高功率因數(shù)功率因數(shù)可調(diào)要求：PWM整流2023/1/159

（2）2005年：三相正弦波變頻電源（電源題）負載能力對稱波形電壓調(diào)整率負載調(diào)整率保護檢測顯示要求：設(shè)計并制作一個三相正弦波變頻電源，輸出線電壓有效值為36V，最大負載電流有效值為3A，負載為三相對稱阻性負載(Y接法)。

2023/1/1510（3）2007年：開關(guān)穩(wěn)壓電源（電源題）負載能力效率波形電壓調(diào)整率負載調(diào)整率保護檢測顯示要求：設(shè)計并制作開關(guān)穩(wěn)壓電源。輸出電壓UO可調(diào)范圍：30V～36V；最大輸出電流Iomax=2A。2023/1/1511（4）單相高功率因數(shù)整流電源（電源題）負載能力效率波形電壓調(diào)整率負載調(diào)整率保護功率因數(shù)要求：設(shè)計并制作一臺單相高功率因數(shù)整流電源，輸入單相交流電壓有效值為220V，50Hz，輸出電壓為直流36V，輸出功率為100W。2023/1/1512（5）2009年：光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置（新能源發(fā)電）2023/1/15負載能力效率波形最大功率跟蹤保護檢測

設(shè)計并制作一個光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置，其結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。用直流穩(wěn)壓電源US和電阻RS模擬光伏電池，US=60V，RS=30Ω~36Ω；uREF為模擬電網(wǎng)電壓的正弦參考信號，其峰峰值為2V，頻率fREF為45Hz~55Hz；T為工頻隔離變壓器，變比為n2:n1=2:1、n3:n1=1:10，將uF作為輸出電流的反饋信號；負載電阻RL=30Ω~36Ω。2023/1/1513（6）太陽能LED交通警示板（新能源發(fā)電）2023/1/15基本要求

（1）設(shè)計并制作太陽能光伏板對電池的充電裝置。

（2）設(shè)計并制作以電池為電源的LED閃爍工作的裝置。

（3）設(shè)計并制作以太陽能光伏板為傳感器的光控電路，控制LED在白天關(guān)閉、夜間開啟。發(fā)揮部分

（1）利用LED作顯示單元，設(shè)計制作該路段的白天通過車輛數(shù)量的傳感、計數(shù)、顯示裝置。最大顯示數(shù)為99。該裝置在光控開關(guān)控制下，白天開啟、晚上關(guān)閉。

（2）給蓄電池加上充、放電保護裝置。防止過充電和過放電。

（3）給光控電路增加避免瞬時光照（如夜間閃電、過往車輛燈光等）引起誤動作的功能電路。

（4）采取各種措施降低蓄電池的工作電流，延長電池工作時間。

（5）其它自選功能。

設(shè)計并制作一個交通警示板。該裝置以太陽能為能源，鉛酸蓄電池或可充電鎳氫電池為蓄能部件和電路工作電源。該警示板設(shè)置在夜間有事故隱患的路段，LED不間斷地閃爍。白天可關(guān)閉。2023/1/1514（7）2011年：開關(guān)電源模塊并聯(lián)供電系統(tǒng)（串并聯(lián)）負載能力效率波形功率分配保護檢測要求：設(shè)計并制作一個由兩個額定輸出功率均為16W的8VDC/DC模塊構(gòu)成的并聯(lián)供電系統(tǒng)。2023/1/1515（8）無線電能傳輸裝置（其他應(yīng)用）設(shè)計并制作一個磁耦合諧振式無線電能傳輸裝置。（1）保持發(fā)射線圈與接收線圈間距離x=10cm、輸入直流電壓U1=15V時，接收端輸出直流電流I2=0.5A，輸出直流電壓U2≥8V，盡可能提高該無線電能傳輸裝置的效率η。（2）輸入直流電壓U1=15V，輸入直流電流不大于1A，接收端負載為2只串聯(lián)LED燈（白色、1W）。在保持LED燈不滅的條件下，盡可能延長發(fā)射線圈與接收線圈間距離x。2023/1/1516（9）2015年：雙向DC-DC變換器（電源）設(shè)計并制作用于電池儲能裝置的雙向DC-DC變換器，實現(xiàn)電池的充放電功能，功能可由按鍵設(shè)定，亦可自動轉(zhuǎn)換。電流控制精度效率充放電（雙向）保護檢測重量要求：2023/1/1517（10）單相正弦波變頻電源（電源）負載調(diào)整率電壓調(diào)整率效率波形保護檢測要求：

設(shè)計并制作一個單相正弦波變頻電源，其原理框圖如圖所示。變壓器輸入電壓U1=220V，變頻電源輸出交流電壓UO為36V，額定負載電流IO為2A，負載為電阻性負載。2023/1/1518（11）降壓型直流開關(guān)穩(wěn)壓電源（電源）負載調(diào)整率電壓調(diào)整率負載能力效率波形保護檢測重量負載識別要求：

以降壓控制器LM5117芯片和CSD18532KCSMOS場效應(yīng)管為核心器件，設(shè)計并制作一個降壓型直流開關(guān)穩(wěn)壓電源。額定輸入直流電壓UIN=16V為時，額定輸出直流電壓為UO=5V，輸出電流最大值為IOmax=3A。2023/1/1519負載能力電壓調(diào)整率負載調(diào)整率效率功率因數(shù)保護波形檢測顯示

5.電力電子類題目關(guān)注點2023/1/1520單相AC-DC變換電路

設(shè)計并制作如圖1所示的單相AC-DC變換電路。輸出直流電壓穩(wěn)定在36V，輸出電流額定值為2A。負載能力電壓調(diào)整率負載調(diào)整率保護檢測顯示高功率因數(shù)功率因數(shù)可調(diào)要求：6.命題過程（以2013年題為例）2023/1/1521

設(shè)計并制作如圖所示的單相PWM整流電路。電源電壓Us為30V，額定頻率f=50Hz，電阻性負載，輸出電壓Uo=50V，最大輸出電流Io=2A。題目第一稿：負載能力電壓調(diào)整率負載調(diào)整率輸入電流波形檢測顯示高功率因數(shù)產(chǎn)生無功要求：充分討論、進行實驗、第7稿為最終稿2023/1/15227.命題思考

避免重復(fù)與老題新用安全性（安全