电源样题090416最终版

2009年全国职业院校技能大赛高职组“电子产品设计及制作”项目竞赛试题（样题）题目: 数控步进直流稳压电源的设计与制作一、任务按所附原理图（图6）完成部分电路设计，制作一台数控步进直流稳压电源。1分析电路工作原理，完成“电路设计区”的电路设计。2利用Protel99SE软件绘制全电路图，并按要求设计PCB。3利用组委会提供的机箱完成简单的结构设计，包括变压器、电路板、按键、LED的安装及机内走线的规划。4完成电路组装及调试。5完成整机的安装与调试，使其达到规定的技术指标。6编写设计文件、生产工艺文件、产品说明书。二、功能要求与技术指标1功能要求 通过“”、“”键步进调整输出电压，可调范围为0+12V，步进幅度为0.5V。 输出电压和电流值通过4位LED显示，显示精度分别为0.1V和0.01A。通过“F1”键实现电压/电流显示切换，开机默认显示电压，按“F1”转换为显示电流，再按“F1”转换为显示电压。4位LED末位显示单位，电流显示“”，电压显示“”。 过流保护与报警功能。2技术指标 交流输入电压范围：220V10 输出电压范围：0+12V 输出电流范围：01A 输出纹波电压：10mV（输出电压为10V，输出电流为500mA时测得） 过流保护动作电流：1.1 A三、技术文件要求1设计文件包括：原理说明（包括电路图、电路框图、电路参数）、程序流程图、程序清单、印刷电路板图等。2生产工艺文件（执行中华人民共和国电子行业标准SJ/T10320-92）包括：主要的生产工艺流程、元器件清单、连线图（表）、调试工作单卡等。3产品说明书包括：产品概述、技术参数、面板及操作说明、使用注意事项等。四、赛题说明1.关于电路元件及部分电路的说明 除电路设计区外的元件在比赛开始时发放给参赛者。 电路设计区所需元件由参赛者向组委会申请。 U6、R20、R21、LED2、D12、LS构成过流指示及声音报警电路，蜂鸣器LS为5V供电，过流时发出连续鸣音。 R18、R19、RP3、D11、C23、C24构成D/A转换器基准电压源电路，根据电路设计情况可取消。2.关于电路设计的说明 限定使用使用AT89S52、ATmega16、PIC16F877三种微控制器，开发工具应为通过计算机串口连接的在线下载器（参赛者自备）。 电路设计区的电路可以使用U5中未用的运放。 键盘、LED显示部分使用组委会提供的成品电路板，通过图1所示的接插件与主电路板连接，要求参赛者测绘原理图，在此基础上进行设计。 F2键作为备用键，可在扩展软件功能时使用。 可以利用微控制器自带的A/D转换器替代ADC0809。3.关于PCB设计的说明 电路板尺寸不超过1510cm，在四角的11cm处设计3.2的安装孔。 贴片元件区元件全部为0805封装。 J1、J2、J3处使用图1所示的连接器，引脚数分别为3、2、2Pin。 FU2、FU3、FU4使用图2所示的保险管座，直接安装在PCB上。 U1、U2、U3采用图3右边所示的散热器，T1采用图3左边所示的散热器，要求安装在PCB板上，器件与散热器之间用M3螺丝压紧。 电源指示灯LED1使用图4所示的接插件（2Pin）连接到机箱面板上。 按键板、显示板与主电路板之间采用图4所示的接插件连接。图1 图2 图3 图44.测试方法的说明 输出电压范围测试测试条件：空载按“”键电压应可调至+12V，按“”键电压应可调至0.5V以下。 电压显示准确性测试测试条件：空载在输出电压分别为5V、7V、10V时，测量电压显示值与实际值的差异。 电流显示准确性测试测试条件：输出电压为10V调节负载大小，在输出电流分别为0.3A、0.5A、0.7A、1A时，测量电流显示值与实际值的差异。 步进功能测试在输出电压为5V、输出电流为100mA时，连续按“”键10次，电压应升至10V，再连续按“”键6次，电压应为7V。 纹波电压测试测试条件：输出电压为10V，输出电流为500mA用示波器测试负载两端交流信号的最大幅度。 过流保护功能测试在输出电压为5V的情况下，调节负载大小，输出电流达到1.1A时，LED2应点亮，蜂鸣器LS应发出报警声。5.整机安装说明组委会提供类似图5所示的机箱，按键电路板、LED数码管电路板、电源开关、指示灯、电源输出端子可以固定在前面板上，输入保险座、电源插头可固定在后面板上，底板为多孔网板。参赛者自行规划，将变压器、电路板安装在机箱内，完成各部分之间的连线，应美观、规范。图5 机箱示意图（仅供参考）5.创新与拓展 创新与拓展限定在电路设计区硬、软件的优化。 硬件设计方面的创新应是在不使用新的专用器件的前提下，使电路更简洁，性能提高。图6 数控步进直流稳压电源电路图 表1 元件数量统计表（不含电路设计区元件）序号元件类别数 量备 注1电阻21R3功率在3W以上2电位器33电容23其中电解电容9支4集成电路6含光电耦合器1片5整流二极管86开关二极管27稳压二极管28发光二极管29蜂鸣器