工程实践与科技创新[3A]-第67组(李风怡)设计报告(任务一)
高中工程科学实践项目的创新思路

高中工程科学实践项目的创新思路工程科学实践项目是高中学生进行跨学科、综合性的实际探究活动,通过项目的设计、实施和展示,培养学生的实际应用能力和创新思维。
要想在工程科学实践项目中脱颖而出,展示出独特的创新思路,以下是一些可供参考的方法。
一、选题创新选题是工程科学实践项目的基础,一个好的选题能够引发学生的浓厚兴趣并具备一定的实践性和研究性。
如何选取一个创新的选题是关键。
可以从以下几个方面考虑:1. 根据现实需求:选择与当下社会问题相关的选题,如环境保护、能源利用、智能科技等方面,结合实际需求进行创新研究。
2. 结合兴趣爱好:鼓励学生选择他们热爱和感兴趣的领域,可以激发学生的创新潜能。
3. 考虑资源条件:在选题时,要充分考虑学校提供的实验设备和师资力量,确保能够顺利进行实践操作。
二、理论研究和文献调研在进行工程科学实践项目之前,学生需要进行相应领域的理论研究和文献调研,了解已有的研究成果和相关的实践经验,从中发现问题,寻找创新点。
1. 培养阅读习惯:学生应该培养每天阅读相关学术文献和科技刊物的习惯,从中获取最新的科研动态和突破性发现。
2. 多角度思考:通过对文献调研的整理和对比,培养学生多角度思考问题的能力,从而培养他们的创新思维。
三、创造性的实践在实践项目中,学生可以通过创造性的方法获得突破性的成果。
1. 提出假设:在实践项目中,学生应该提出明确的问题和假设,然后通过实际操作和数据采集进行验证。
2. 多元化的实践手段:学生可以尝试多种实践手段,如实验、模型构建、数据分析等,通过不同的方法发现问题和解决问题。
3. 团队合作:鼓励学生进行团队合作,共同思考,交流意见,通过集体智慧来推动项目的进展。
四、结果展示和分享工程科学实践项目的最终目的是展示学生的成果和创新思路,激发其他人的兴趣,并与他人分享。
1. 设计专业的展示,准备详细的报告和海报,能够清晰地展示项目的目标、过程、结果和结论。
2. 参加比赛和学术交流会:鼓励学生将项目成果提交到相关的比赛和学术交流会中,接受专家评审和其他学生的交流,并从中获取反馈和启发。
工程实践与科技创新A

工程实践与科技创新A Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】本次项目利用单片机MSP430实现按键可控增益放大电路,同时完成了音乐播放、红外遥控、自动增益可控增益放大器三个拓展模块。
此报告旨在介绍所实现的系统功能、系统框图、系统硬件以及软件的设计和实现方法,系统的技术指标、调试分析、针对用户操作的说明等等。
并对模块设计、实现过程中的部分问题进行了深刻的思考和探究。
关键词:单片机;增益可控;自动控制、函数发生、红外遥控、电子音乐ABSTRACTOur project includes the basic modules implemented by the MSP430—the controlled gain zoom device and three extra modules — the music player, the gain-automatical-available device and the volume remote controlled by the infrared ray. In this report,We describe their main function, system block diagram, system hardware, design and implementation method of software, technical index of system , debugging analysis, detailed operations for the users and so on. In addition , research in other parts of the system shown in this report is about operating experience gained in experiment ,problem discovering and thinking . KEYWORDSSCM, controllable gain, automatic gain, function occurs, infrared remote control ,electronic music目录1. 概述 (1)编写说明 (1)名词定义 (1)缩略语 (1)2. 系统总体说明 (3)课题任务规定的设计要求 (3)增益程序可控放大器电路 [3]: (3)音乐发生[3]: (3)红外控制增益调节: (3)自动增益调节 [3]: (3)实际完成后的功能 (4)增益程序可控放大器电路: (4)音乐发生: (4)红外遥控: (4)自动增益控制: (4)系统的设计原理与分析 (4)系统的设计原理和总体结构 (4)系统的功能 (5)3. 系统的硬件结构 (7)硬件总体结构 (7)<单片机小系统>描述 (8)功能描述 (8)接口定义 (8)实现方式 (9)<增益可控放大电路>描述 (9)功能描述 (9)接口定义 (9)技术要求 (9)<音乐发生模块>描述 (10)功能描述[2] (10)接口定义 (10)技术要求 (11)实现方式 (11)<自动增益电路模块>描述 (11)功能描述[2] (11)接口定义 (11)技术要求 (11)实现方式 (11)<红外遥控模块>描述 (12)功能描述 (12)接口定义 (12)技术要求 (12)实现方式 (12)4. 系统的软件结构 (14)软件总体结构和功能 (15)重要的全局变量 (15)<键值处理模块>描述 (16)功能描述 (16)输入输出项描述 (16)数据结构 (17)算法 (17)<音乐发生模块>描述 (17)功能描述 (17)输入输出项描述 (17)数据结构 (18)调用函数说明 (18)算法 (18)功能描述 (19)输入输出项描述 (19)数据结构 (20)调用函数说明 (20)算法 (20)<自动增益模块>描述 (20)功能描述 (20)输入输出项描述 (20)数据结构 (21)算法 (21)5. 系统功能及技术指标测试 (21)测试项目[3] (22)基础放大电路: (22)音乐发生器: (22)红外遥控: (22)自动增益: (22)测试的资源 (22)测试方法[3] (23)基础部分:增益可控制放大器电路 (23)拓展部分一:音乐发生 (23)拓展部分二:红外遥控 (23)拓展部分三:自动增益 (23)测试结果及分析 (23)基础部分:增益可控制放大器电路 (23)拓展部分一:音乐发生 (26)拓展部分二:红外遥控 (26)拓展部分三:自动增益 (26)6. 致谢 (26)7. 参考资料 (27)8. 附录 (28)课程学习心得和建议意见 (29)程序清单 (31)基础部分 (32)拓展部分 (42)(1)概述a)编写说明此文主要介绍了本小组成员在工程实践与科技创新[2A]课程中经过大半个学期的努力完成的作品,同时涵盖了研成品的究过程和最终展示成果。
工程实践创新课程设计

工程实践创新课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握工程实践的基本概念和原理,如工程设计流程、项目管理等。
2. 学生能够运用所学的科学知识,解决实际工程问题,并了解不同工程领域的技术特点和应用。
3. 学生能掌握并运用创新思维方法和工具,进行问题的分析、解决方案的设计和优化。
技能目标:1. 学生能够运用工程图纸和计算机辅助设计软件进行基本的工程设计和绘图。
2. 学生通过实际操作和团队合作,培养工程实践能力和问题解决能力。
3. 学生能够运用创新思维,设计并实施小型的工程项目,提高动手能力和创新实践能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对工程学科的兴趣和热情,激发他们探索未知、勇于创新的科学精神。
2. 培养学生的团队合作意识,学会在团队中沟通、协作,共同解决问题。
3. 培养学生的环保意识和责任感,让他们在设计过程中考虑环境、社会和可持续发展等因素。
本课程结合学生年级特点和教学要求,注重理论与实践相结合,通过实际工程项目的设计与实施,使学生在掌握基本知识和技能的基础上,提高创新能力和实践能力,培养科学素养和综合素质。
课程目标具体、可衡量,旨在为学生提供明确的学习方向和评估标准。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分:1. 工程实践基本概念:介绍工程实践的定义、特点,以及工程设计的基本流程。
2. 工程项目管理:讲解项目管理的原则、方法,以及项目计划的制定与实施。
3. 科学知识应用:结合课本内容,教授物理学、数学等基础学科在工程实践中的应用。
4. 创新思维方法:介绍创新思维的基本方法,如头脑风暴、六顶思考帽等,并指导学生运用到实际工程项目中。
5. 计算机辅助设计:教授CAD等软件的基本操作,使学生能够进行简单的工程设计和绘图。
6. 工程实践操作:组织学生进行实际工程项目的设计与实施,培养动手能力和团队合作精神。
7. 环保与社会责任:引导学生关注工程项目中的环境、社会和可持续发展问题,提高环保意识。
科技创新实践课的教案标题科技创新项目的策划与实施

科技创新实践课的教案标题科技创新项目的策划与实施科技创新实践课教案一、引言科技创新实践课是一门重要的实践性课程,通过培养学生的创新思维和实践能力,促进学生对科技创新项目的策划与实施的理解。
本节课旨在帮助学生了解科技创新项目的基本流程和要素,并通过实践活动锻炼学生的创新能力。
二、目标与要求1. 目标:通过本节课的学习,学生将理解科技创新项目的策划与实施的基本原理和方法,并能够运用所学知识,设计并实施一个小型的科技创新项目。
2. 要求:学生能够理解科技创新项目的基本流程、要素和方法,并能够运用所学知识进行实践活动。
三、课程内容本节课的主要内容包括以下几个方面:1. 科技创新项目的策划与设计- 了解科技创新项目策划的基本流程和方法。
- 学习如何确定项目的目标和范围,并有效地进行项目规划。
- 掌握项目需求分析和资源评估的技巧。
2. 科技创新项目的实施与管理- 学习项目实施的基本原则和方法。
- 了解项目的组织和管理方式,包括项目的分工、任务分配和沟通协调等。
- 掌握项目进度控制和风险管理的基本技巧。
3. 项目评估与总结- 了解科技创新项目的评估标准和方法。
- 学习如何对项目进行绩效评估和总结,以及如何提出改进意见和建议。
四、教学方法本节课主要采用以下教学方法:1. 讲授法:通过讲解、示范和演示等方式,向学生介绍科技创新项目的基本原理和方法。
2. 实践活动:通过小组合作,让学生参与到一个小型的科技创新项目中,锻炼他们的实践能力和创新思维。
五、教学过程1. 模块一:科技创新项目的策划与设计(约30分钟)- 介绍科技创新项目的策划与设计的基本流程和要素。
- 分组讨论,让学生思考并确定一个小型的科技创新项目,包括项目的目标、内容和可行性分析。
2. 模块二:科技创新项目的实施与管理(约30分钟)- 介绍科技创新项目的实施与管理的基本原则和方法。
- 小组合作,学生按照分工合作的方式,开始实施他们的科技创新项目。
3. 模块三:项目评估与总结(约30分钟)- 介绍科技创新项目的评估标准和方法。
学生创新实践与科技文化活动计划

学生创新实践与科技文化活动计划科技的快速发展以及全球竞争的加剧,使得培养学生的创新能力成为教育的重要任务。
为了激发和培养学生的创新潜力,学校应当积极开展创新实践与科技文化活动计划。
一、激发学生的兴趣要使学生对创新实践与科技文化活动产生兴趣,学校可以组织各种形式的科技竞赛,如科学展览、发明创意大赛等。
这些比赛可以为学生提供展示自己创新成果的机会,同时也能让他们看到其他同学的杰出表现,激发学生竞争的动力。
二、提供创新实践平台学校应当为学生提供充足的实践平台。
这可以通过建立科技实验室、开设科技创新课程以及组织科技文化节等方式实现。
学生可以在实验室中进行实验研究,培养动手能力和实践操作经验;科技创新课程可以让学生深入了解科技知识和创新方法;科技文化节可以为学生提供展示创新成果和与他人交流的机会。
三、鼓励合作与交流创新实践与科技文化活动计划应当鼓励学生之间的合作与交流。
学校可以设立团队项目,强调团队合作精神,让学生在团队中完成创新任务。
此外,学校还可以举办学生科技论坛或研讨会,为学生提供交流与分享的平台。
四、培养创新思维学校应培养学生的创新思维方式。
创新思维需要学生具备开放的思维、勇于挑战传统观念的能力以及问题解决和创造的能力。
学校可以通过设计课程或课外活动来培养学生的创新思维,例如组织创意设计比赛、开展头脑风暴等。
五、推动科技与文化结合科技与文化相结合可以激发学生的创新激情。
学校可以组织科技与艺术的融合活动,例如举办科技艺术展览,让学生将科技成果与艺术表现结合起来。
这种结合可以更好地展示科技的魅力,激发学生对科技的兴趣,同时也可以培养学生的审美能力和创新精神。
六、促进实践与理论相结合学校应当鼓励学生将所学理论知识应用于实践中。
通过实践活动,学生可以深刻理解理论知识的应用场景,提升学习的有效性和实用性。
学校可以组织科技实践比赛,要求学生运用所学知识解决实际问题。
七、提供资源支持学校应提供充足的资源支持,包括物质资源和教师指导。
创新工程实践课后反思报告

创新工程实践课后反思报告一、实践内容回顾本学期,我参加了创新工程实践课程,通过多次实践项目,我深入了解了创新工程的基本原理和实践方法,并且在实践中加深了对专业知识的理解和应用能力。
实践项目包括小组合作开发一个网页应用程序、独立完成一个创新设计方案,并进行展示与讨论等。
二、收获与成长通过本次实践课程,我获得了以下方面的收获和成长:1. 合作与协作能力在小组合作开发网页应用程序的过程中,我与小组成员共同分工合作,学会了如何协调分工、合理安排时间,并且定期开展小组会议,及时沟通和解决问题。
通过与小组成员的互动与合作,我深刻认识到团队协作能力对于一个项目的重要性,也增强了我在团队中的协作和沟通技巧。
2. 创新思维与设计能力在独立完成创新设计方案的过程中,我深入研究了现有的技术和解决方案,并且进行了反复的思考和调研,最终提出了独特的创新设计方案。
通过这个过程,我锻炼了自己的创新思维和设计能力,学会了从不同的角度思考问题,提出新的解决方案。
3. 项目管理与时间规划能力在实践过程中,我学会了如何制定合理的项目计划,合理分配时间和资源。
我意识到,一个良好的项目管理和时间规划对于项目的成功和高效完成非常重要。
通过自己的实践和经验总结,我对项目管理和时间规划有了更深入的理解,并在实践中不断改进和提高。
三、不足与反思在实践过程中,我也发现了自己的不足之处,并进行了深刻的反思。
主要的不足包括以下几个方面:1. 缺乏实践经验作为一个刚刚步入大学的学生,我还缺乏实践经验,对于真实的项目开发还存在一定的陌生感。
在实践过程中,我常常需要花费额外的时间和精力去学习和熟悉相关技术和工具。
因此,我认识到自己需要积极主动地参与更多的实践项目,不断积累实践经验,提升自己的实践能力。
2. 沟通和协调能力仍需提高尽管在小组合作中,我认识到了沟通和协调的重要性,并且在实践中逐渐提高了自己的沟通和协调能力。
但是,我仍然存在一些不足之处,有时候表达不够清晰,无法很好地理解他人的意见和想法。
实践报告四十五创新工程实践报告

实践报告四十五创新工程实践报告实践报告四十五:创新工程实践报告摘要:本实践报告旨在总结和分享我在参与四十五创新工程实践过程中的经验和收获。
本报告分为四个部分,首先介绍了创新工程实践的背景和目的;其次,详细描述了我在项目中的具体角色和贡献;然后,分析了我在实践中遇到的困难和挑战,并提出了相应的解决方案;最后,总结了我的实践经验和感悟,并对未来的创新工程实践提出了建议。
1. 引言创新工程实践是现代教育中一种非常重要的培养学生创新能力和实践能力的方式。
作为一名计算机科学专业的学生,我非常重视实践环节的学习和实践机会的获取。
因此,我主动参与了四十五创新工程的实践项目,并在实践过程中积累了一定的经验。
2. 实践经历和贡献在四十五创新工程实践中,我被分配到了安卓应用开发的团队,并担任主要的开发工程师。
我的任务是设计和开发一款能够帮助大学生提高学习效率的学习辅助应用。
在整个实践过程中,我承担了以下几方面的工作和贡献:2.1 确定需求和功能在项目初期,我与团队成员一起分析和确定了学习辅助应用的需求和功能。
通过与同学进行访谈和调研,我们确定了用户对于学习辅助应用的期望和痛点,进而明确了应用需要具备的功能和特性。
2.2 产品设计和架构在需求和功能确定后,我负责了应用的产品设计和架构。
我通过绘制流程图和界面设计,确保应用的界面友好和功能合理。
同时,我与数据库工程师一起设计了数据库结构,以支持应用的数据存储和管理。
2.3 编码和测试在产品设计和架构完成后,我开始着手编码工作。
我使用Java语言和Android Studio开发环境进行了应用的编码,并及时进行了单元测试和集成测试,以确保应用的稳定性和性能。
2.4 团队协作与讨论在整个实践过程中,我与团队成员保持了密切的联系和沟通。
我们每周召开会议,讨论项目进展和遇到的问题,并共同解决和反思。
通过团队协作,我们不断优化和完善了我们的应用。
3. 遇到的困难和挑战在实践过程中,我也遇到了一些困难和挑战。
我的校园科学实验与创新设计

我的校园科学实验与创新设计校园科学实验与创新设计是培养学生科学素养和创新能力的重要途径。
通过参与各类科学实验和创新设计活动,我得以拓宽科学知识面,提高解决问题的能力,并培养了创新思维和实践能力。
在这篇文章中,我将分享我在校园科学实验与创新设计中的经历和收获。
一、科学实验的奇妙世界科学实验是发现世界奥秘的窗口,通过探索实验的过程,我不仅了解了科学原理,还体验到了科学的乐趣。
在化学实验室里,我亲眼目睹了各种元素和化合物的变化,明白了化学反应的本质。
物理实验让我深入了解了力学、光学等自然现象,学会用科学的方法解释周围的现象。
生物实验则让我认识了生命的奇迹,探究了细胞、生态系统等生物学概念。
参与科学实验的过程中,我学会了观察、实验、总结和归纳的科学方法。
通过实验的反复实践,我培养了耐心和细致的工作态度。
同时,实验还培养了我的团队合作意识,与同学们一起探索问题、分工合作、互相协助,我们共同完成了许多令人满意的实验结果。
二、创新设计的思维之旅创新设计是将创造力和科学知识相结合,提供解决现实问题的创新方案。
在校园科学实验与创新设计活动中,我有机会参加各种创新竞赛和科技创意展示,挑战自我、展示才华、走进创新者的世界。
参与创新设计,我得以自由发挥创造力,提出前所未有的解决方案。
通过调研和实践,我发现了一些现实问题,例如校园垃圾分类、节能环保等,我团队制定了一套垃圾分类方案,通过宣传教育帮助学校改善垃圾处理现状。
另外,我们还设计了一种智能家居系统,通过节能模式和智能控制,实现家庭能源的高效利用。
这些创新设计不仅提升了我们的科学素养,还为实际问题提供了实用的解决方案。
创新设计活动还培养了我的团队协作和项目管理能力。
在整个创新过程中,我与团队成员一起分工合作,明确目标、制定计划、分配任务,并通过有效的沟通和协作,最终完成了高质量的创新项目。
这种团队合作能力和创新思维是我在科学实验与创新设计中最宝贵的收获之一。
三、未来的科学与创新之路校园科学实验与创新设计为我开启了一扇通往科学与创新之路的大门。
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技术文件完成时间:2016.12.28项目名称:D C-D C开关电源模块及其控制系统设计小组编号:设计小组名单:上海交通大学电子信息与电气工程学院地址:东川路800号摘要:这篇报告主要阐述了基于TL494的降压型DC-DC开关电源的设计,介绍了单片机MSP430对电源进行监控和均流控制的实现过程。
本报告包括了主要功能、设计指标、电路参数的选取、硬件的工作原理和软件的编程思想、系统测试结果、使用说明、实验心得、实物照片和实验中遇到的问题等。
关键词:DC-DC开关电源,并联均流,MSP430单片机,A/D转换ABSTRACT:This report focuses on the design scheme of switch mode DC-DC power supply based on TL494, and introduces the realization of current control based on MSP430. This report includes the main function, design specifications, circuit parameters, the basic principle of the hardware and software programming, the results of test, instructions, experience, photographs and problems encountered in the experiment..KEYWORDS:DC-DC switch power supply, MSP430 microcontroller, paralleled flow equalize, A/D convertor上海交通大学电子信息与电气工程学院地址:东川路800号目录1. 概述 (1)1.1编写说明 (1)1.2名词定义 (1)1.3硬件开发环境 (1)1.4软件开发环境 (1)1.5缩略语 (2)2. 系统总述 (3)2.1系统组成 (3)2.2系统的主要功能 (3)2.2.1 DC-DC开关稳压源模块 (3)2.2.2 DC-DC开关稳流源模块 (4)2.2.3单片机MSP430小系统精密均流调整模块 (4)3. DC-DC开关稳压电源模块的设计 (5)3.1主要功能和设计指标[2] (5)3.1.1主要功能 (5)3.1.2设计指标 (5)3.2设计方案概述 (6)3.3设计方案中要点说明 (7)3.3.1元件参数选取 (7)3.3.2芯片使用说明 (10)3.4调试过程说明 (11)4. DC-DC开关稳流电源模块的设计 (13)4.1主要功能和设计指标[2] (13)4.1.1主要功能 (13)4.1.2设计指标 (13)4.2设计方案概述 (14)4.3设计方案中要点说明 (14)第1页4.3.1元件参数选取 (14)4.4调试过程说明 (16)5. 用单片机控制DC-DC开关电源输出电压 (17)5.1单片机控制系统整体方案 (17)5.1.1主要功能和设计指标 (17)5.1.2基本设计原理 (18)5.2单片机控制系统的硬件电路 (18)5.2.1单片机硬件资源说明 (18)5.2.2 DAC7411介绍 (19)5.2.3硬件系统 (20)5.3单片机控制系统的软件设计 (21)5.3.1功能概述 (21)5.3.2程序流程图 (21)6. 致谢 (22)7. 参考文献 (23)8. 附录A 系统操作说明书 (24)9. 附录2测试与分析 (26)9.1检测项目和方法 (26)9.1.1 DC-DC稳压电源模块单体基本技术指标 (26)9.1.2稳压、稳流双模块合体输出的技术指标 (26)9.1.3制作工艺和人机界面(总评时按一定规则折算) (27)9.1.4其它功能或指标 (28)9.2测试的资源 (28)9.3测试结果及分析 (28)9.3.1 DC-DC稳压电源模块单体测试结果 (28)9.3.2稳压、稳流双模块合体输出测试结果(负载均衡度) (29)9.3.3对任务一(MSP430单片机控制) (29)10. 附录C 课程学习心得和意见建议 (30)11. 附录D 软件程序清单 (31)第2页1.概述1.1编写说明此报告为上海交通大学2014级电子信息与电气工程学院电子系针对工程实践与科技创新【3A】的实验报告。
报告中详细阐述了关于降压型DC-DC开关电源以及其控制系统一整套的设计流程,包括硬件电路设计、单片机软件设计、开发环境、功能指标以及调试和测试方法。
在报告中,我们也针对实验中遇到的各种问题做了相关探讨和解决方法的说明,并表述了我们的心得体会。
本文的适读对象为电子电路相关专业人士以及有一定基础的业余电子设计爱好者。
1.2名词定义开关式稳压电源:采用开关三极管控制的直流稳压电源,可通过占空比的调节控制电压输出。
(本实验中使用TL494输出的PWM波控制开关占空比。
)降压型DC-DC开关电源:通过芯片控制实现高电流电输入转化为低电流电输出的系统。
(直流到直流的降压变换。
)单片机小系统:由单片机和相应的外围电路组成的一个小系统,可以通过输入端口从PC机上下载程序控制系统的工作。
占空比:在一串理想的脉冲序列中,正脉冲的持续时间与脉冲周期的比值。
脉冲宽度调制:一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。
通过高分辨率计数器的使用,方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。
纹波:纹波是由于直流稳定电源的电压波动而造成的一种现象,因为直流稳定电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的,这就不可避免地在直流稳定量中多少带有一些交流成份,这种叠加在直流稳定量上的交流分量就称之为纹波。
1.3硬件开发环境表1-1 硬件开发环境1.4软件开发环境表1-2 软件开发环境第1页1.5缩略语DC (direct current): 直流PWM (Pulse-Width Modulation): 脉冲宽度调制ADC (analog digital convert): 模拟数字转换DAC (digital analog convert): 数字模拟转换ccs (code composer studio): 一种集成开发环境第2页第3页2. 系统总述2.1 系统组成本系统是DC-DC 开关稳压/稳流源并联供电系统,图2-1为本系统的组成框图。
本系统可以分成三个模块,即DC-DC 开关稳压源模块(下简称稳压源模块),DC-DC 开关稳流源模块(下简称稳流源模块)和单片机MSP430小系统精密均流调整模块。
稳压源模块和稳流源模块分别可以独立工作。
当这两个模块联合后并联输出,整体成为一个稳压电源系统,以提供比单个模块更大的总输出功率。
并联工作时,稳压源模块作为主(控制)模块,稳流源模块作为从(受控)模块,从模块输出电流跟随主模块输出电流的变化而变化,单片机MSP430小系统精密均流调整模块对两个电源模块的输出电流进行实时监控和动态精密均流调整。
图2-1 系统组成框图[1]2.2 系统的主要功能2.2.1 DC-DC 开关稳压源模块DC-DC 开关式稳压电源模块基于TL494,可适配直流输入电压10-20V ,其直流输出电压为5V ,内部有输出电流采样传感部件,模块自带输出限流保护功能,并能把电流采样传感信号经放大后输出。
其有两种工作模式即单独工作模式和并联工作模式。
在单独工作模式下能对不同的输入电压进行调整;能在空载、满载、过载条件下工作;具有较高电源转换效率和较小输出纹波。
在并联工作模式下作为主控模块,经过单片机精密均流调整后控制稳流源的输出电流,使得两模块输出平稳。
2.2.2DC-DC开关稳流源模块DC-DC开关式稳流电源模块基于TL494,可适配直流输入电压10-20V,其直流输出电流稳定在一个设定值,该设定值可在指定范围内选择设置(通过外部输入的稳流参考信号设置)。
模块内部有输出电流采样传感部件,模块自带输出限压保护功能,并能把电流采样传感信号经放大后输出。
其有两种工作模式即单独工作模式和并联工作模式。
在单独工作模式下输出默认直流电流为0.8A;空载时默认进入过压保护状态,可以在满载、过载条件下工作;具有较高电源转换效率和较小输出纹波。
在并联工作模式下作为受控模块,经过单片机精密均流调整后输出电流收稳压源控制和调节,使得两模块输出平稳。
2.2.3单片机MSP430小系统精密均流调整模块该模块在稳压源和稳流源并联工作时使用,使用MSP430单片机和DAC电路,对稳压源模块和稳流源模块采样、计算、比较、控制,实现并联系统稳压源稳流源电流相等。
第4页第5页3. DC-DC 开关稳压电源模块的设计3.1 主要功能和设计指标[2] 3.1.1 主要功能该模块的核心器件是TL494,能在直流输入电压10-20V 下稳定输出直流电压5V 。
模块内部包含输出电流采样传感部件,可以完成限流保护功能,并能把电流采样传感信号经放大后输出。
3.1.2 设计指标(1)输入电压:可适配直流10-20V ; (2)额定输出电压:直流5V ; (3)电压绝对精度:5V ±5%;(4)电压调整率:输入电压变化引起的输出电压变化;0V 10V 0.5%-≤输入2时的输出电压输入时的输出电压额定输出电压(合格)(5)负载调整率:负载变化引起的输出电压变化;1%-≤满载时的输出电压半载时的输出电压额定输出电压(合格)(6)输出电压纹波:不大于175mVp-p (合格); (7)额定输出电流: 1A ;(8)输出限流值: 1.1A ±5%;(9)电源变换效率(满载): 60% (合格); (10)空载时输出端应能正常测得电压。
第6页3.2 设计方案概述本稳压源模块完成稳压功能部分如图3-1所示,其核心元件TL494能产生PWM 波控制开关三极管的通断。
TL494将输出端的电压与自己内部的5V 标准参考电压进行比较,根据结果改变PWM 波的占空比,从而改变开关三极管的状态。
当开关三极管导通时,电源给电感充电;当三极管截止时,电感放电。
这样形成一个反馈机制能够使得输出端电压稳定在5V 。
图3-1稳压源模块稳压部分示意图[1]为了完成限流保护功能,在图3-1的基础上要加上一个以差分放大器为核心的过流检测电路。
TL494将差分放大器得到的采样电阻两端的电平大小与一个经过电阻分压之后的设定电压值进行比较,根据结果改变PWM 波的占空比,从而使得输出端电流不超过设定值,从而可以完成限流保护。
此外还要添加一个假负载,这样既能保证空载也能正常工作,又能保护外部负载。