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【竞赛分享】+ 能量回收装置
阅读: 285 |  回复: 13 楼层直达

2018/09/03 15:25:08
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学习快乐1
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班长

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    电子设计大赛已经告一段落,比赛成绩是省级一等奖,回想起当时的过程是非常的煎熬和充实!接下来和大家分享一下我的这一段不平凡的经历。

当时看到题目的时候是很懵逼的,因为自己本身是主玩电源的,所以肯定选择一个电源类的题目,最终选择了E题,题目如下:

拿过这个题目来首先我们得分析,这个题目大体的来看,首先将一个直流电逆变为交流电,再把交流电整流变为直流电,将直流电升压,反馈给输入电源。看似简单但是实际操作起来可谓是一波三折,这个题目是环环相扣,没有第一位的逆变系统就没有后面的整流升压系统。因为时间紧张,所以我们管不了这么多,先开始第一步的逆变系统。

电源网-璐璐在2018-09-07打赏该贴 +5 电源币 打赏理由:

2018/09/03 15:44:53
2
学习快乐1
电源币:5 | 积分:4 主题帖:5 | 回复帖:3
LV2
班长

这个题目因为要求输出正弦波电压有效值为25V所以我们可以直接考虑一个40V左右的直流电通过H桥,直接变为交流电,因为之前看过钟工的一个“正弦波逆变器中的SPWM调制简介”(在这里希望大家平时多看一下大佬们的帖子,关键时候还是很管用的)所以H桥我们选择一边送相位相反的50HZ的基波(方波),一边送相位相反占空比不断变化的载波,不断的控制四个IRF540的开断(当然这里也可以用IRF640,因为我们实验室的IRF540N存货比较多,所以我选择了IRF540N)H桥电路图如下:

这样就可以在电容C1  C2两端得到 纯正的正弦波。

2018/09/03 16:07:08
3
学习快乐1
电源币:5 | 积分:4 主题帖:5 | 回复帖:3
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班长

H桥部分大家可能都不是很陌生,关键的应该就是前面的H桥驱动电路,个人感觉驱动H桥最好用的还是IR2104,因为这款芯片送入一个波形,就可以得到相位相反的互补波形,并且还自带死区时间,节省了在H桥上再加死区的麻烦,简化电路下面是IR2104的连线图:

这个逆变的驱动电路一共用到两个IR2104,一个2104驱动一边的桥。至于IR2104的2脚输入波形我们采用了软件生成,因为用软件比较快速,节省了再去画PCB板和做板的时间。这样一个逆变系统就生成了,当时遇到的主要问题是最后得到的正弦波失真很厉害,起初我们一直以为是LC滤波系统的取值的问题,我们不断地更换L和C的取值,又重新进行了电感的缠绕,费了好大的事但都无济于事,我们不得不开始怀疑是我们的前级输入载波的问题。下面是我们在空载情况下的波形,失真很是厉害。

我们开始检查前级输入和后极输出的对比,果然发现了问题,在调制完的波形中发现占空比的变化是不很规律,在一个周期中两边不对称,我们又重新对软件的程序进行了修改,最终终于得到了纯正的正弦波。

2018/09/03 16:09:24
4
学习快乐1
电源币:5 | 积分:4 主题帖:5 | 回复帖:3
LV2
班长
2018/09/03 16:38:16
5
学习快乐1
电源币:5 | 积分:4 主题帖:5 | 回复帖:3
LV2
班长

讲了这么多竞赛的题目,接下来给大家分享一下我们电赛期间的吃住,比赛的时候几乎每个晚上都是通宵,几天下来睡觉的时间用十个手指头都能数过来,吃饭的话每天都是我们统一定的盒饭,几天下来也是吃腻了,但是没办法没有别的,就连吃饭都得抓紧时间吃完,好赶快吃完接着调试板子,睡觉的地方就更苦不堪言了,在实验室隔壁的一个屋子里面打地铺,因为我们是离海最近的大学出门就是大海,让人羡慕的同时也是潮湿的很那,因为打地铺的屋里很闷,也没有空调所以被子褥子每天都是湿漉漉的,躺在上面很是不舒服,尽管这样还是睡得很死,因为实在是太困了,附我们睡觉的地铺,和每天调试到深夜的图片:

因为最后的省一还有当时我们之间的默契配合,让我觉得这一切都是值得的!!!!

2018/09/03 16:56:43
7
学习快乐1
电源币:5 | 积分:4 主题帖:5 | 回复帖:3
LV2
班长

接下来给大家讲一下后面的整流和升压部分,整流部分我们想到的就是由四个二极管组成的整流桥模块,在测试的时候发现其实用整流桥模块并不是很理想,发热有点严重,所以我们想的是用分立的元器件去搭,我们选用了3个二极管并联来分担电流,最终由12个二极管组成的整流桥就诞生了,上电测试后发现效果确实比整流桥模块效果好得多,几乎没有发热现象,既然前面都解决了,那就开始我们的最后一步,升压并反馈。

2018/09/03 17:25:00
8
学习快乐1
电源币:5 | 积分:4 主题帖:5 | 回复帖:3
LV2
班长

题目的第四问说要求直流电源输出功率越小越好,这就无形中要求了整个电路的效率,并且是升压电路,最先想到的肯定是Boost升压电路,这种电路效率高非常适合在这个题目下应用,在平时练习时候做的boost效率都达到了95%左右,所以这次毫不犹豫的选择了用Boost升压电路,刚开始的时候想的是从整流桥出来的馒头波不经过滤波直接进行升压,MOS管的开关波形可以直接用之前软件生成的占空比不断变化的波形,能刚好将整流桥出来的馒头波升压成一条平滑的直流电波形,想法归想法,但是实现起来并不容易,我们升得的电压总是比电源电压小1V左右,够不成反馈系统,没办法能力有限,这个思路走不通了(还请各位大佬有懂得能指点一二),那只能老老实实的选用纯硬件搭的boost升压系统,我们选用的是TL494芯片,因为该芯片有反馈引脚,能更好的去掌控所需的升压结果。

2018/09/03 17:37:16
9
学习快乐1
电源币:5 | 积分:4 主题帖:5 | 回复帖:3
LV2
班长

最后一步就是各个部分的级联了,虽然各个部分测试都解决了 ,但是连接起来的效果并不是像想象中的呢么顺利,短路、烧2014,烧IRF540、烧STM32种种问题,但是我们都细心地解决了,就是不厌其烦的每天测测测,调调调。最后的成功不是幸运得来的,是一个个的通宵,一遍遍的调试,一步一个脚印走过来的。附最后的成品图:

这就是我的电赛分享,以后的路还很长,希望自己更努力,感谢电源网给的机会,祝平台越来越好。

2018/09/03 16:55:16
6
154600[版主]
电源币:265 | 积分:53 主题帖:28 | 回复帖:478
LV9
军长
不错,继续加油。
2018/09/03 17:37:44
10
学习快乐1
电源币:5 | 积分:4 主题帖:5 | 回复帖:3
LV2
班长
谢谢捧场哈哈
2018/09/03 17:44:41
11
学习快乐1
电源币:5 | 积分:4 主题帖:5 | 回复帖:3
LV2
班长

有需要电路图的还有程序的可以留下邮箱,我会发送给你们!

DS1Z_QuickPrint1

DS1Z_QuickPrint2

DS1Z_QuickPrint5

DS1Z_QuickPrint6

DS1Z_QuickPrint8

2018/09/03 17:54:44
12
电源网-璐璐
电源币:1090 | 积分:77 主题帖:199 | 回复帖:1424
LV10
司令
加油~
2018/09/03 17:58:22
13
学习快乐1
电源币:5 | 积分:4 主题帖:5 | 回复帖:3
LV2
班长
哈哈 谢谢璐璐姐捧场
2018/09/12 17:56:01
14
154600[版主]
电源币:265 | 积分:53 主题帖:28 | 回复帖:478
LV9
军长

做的很不错哈;

我对这个题目的理解是,升压部分应该是考虑采用PFC(boost型)来设计;

该题目的难点在于后面的并联均流,题目也说明了不能串联其他负载,所以难点进一步提升。

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