2015全国大学生电子设计大赛：双向DC-DC变换器设计

"2015全国电子设计大赛本科组题目全" 全国大学生电子设计竞赛是一项旨在提升大学生实际动手能力和团队协作能力的赛事。在2015年的竞赛中，本科组的参赛队伍需要设计一个双向DC-DC变换器，用于电池储能装置，具备充放电功能，并满足特定的技术要求。 双向DC-DC变换器的设计是本次竞赛的核心任务。这个变换器需要能够根据按键设定或自动切换工作模式，既可以为电池充电，也能从电池中放电。电池组由五节18650型锂离子电池串联，总容量在2000mAh到3000mAh之间。设计要求所有元件除直流稳压电源外都需自备，且电阻阻值误差不超过5%。 在基本要求方面，参赛队伍需确保以下功能： 1. 充电模式下，当S1和S3闭合，S2断开，变换器需能在30V输入电压（U2）下对电池进行恒流充电。充电电流I1应在1A至2A范围内步进调节，最小步进值为0.1A，且电流控制精度至少要达到5%。 2. 当设定I1为2A时，即使直流稳压电源输出电压（U2）在24V到36V之间变化，充电电流I1的变化率不能超过1%。 3. 在U2=30V时，变换器的效率需不低于90%（η ≥ 90%）。 4. 实时测量并显示充电电流I1，测量精度在I1=1A到2A范围内至少为2%。 5. 设有过充保护机制，当U1超过24±0.5V时，能自动停止充电。 在发挥部分，参赛队伍需要进一步提高设计的性能： 1. 放电模式下，断开S1并闭合S2，变换器需要在维持U2为30±0.5V的情况下工作，这时变换器的效率应提升至95%。 这些要求不仅考验参赛者对于电力电子技术的理解，还要求他们掌握控制理论、电路设计、电源管理以及嵌入式系统的应用。此外，还需要参赛队伍具备良好的问题解决能力和创新思维，以满足竞赛的挑战。在整个设计过程中，参赛者可以利用各种图书资料和网络资源，但不能在指定竞赛场地之外进行设计制作，也不能与他人交流，违反规定可能会被取消评审资格。在竞赛结束时，参赛队伍需提交设计报告、实物作品以及填写完整的《登记表》。