2025年电赛A题省一方案
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一、题目
二、题目分析
1.整体分析：A题主要是要做一个三相逆变加一个三相整流馈网的功能。
2.基础部分：只需要做一个可以带载的三相DC-AC。
3.发挥部分：二极管整流实现AC-DC+BOOST升压电路。
三、方案设计
1.基础部分整体方案
（1）整体由主功率拓扑来实现DC-AC的功能；主控MCU我们团队使用的是STM32F407VET6；采样电路是用来做一个闭环，实现第一问的稳压和第三问的负载调整率；辅源电路主要给主控和采样电路及驱动电路供电。
2.主拓扑结构设计
（1）主拓扑结构是用三个半桥去实现三相各差120°的交流电。
（2）错误寻找N线：直接和地线连到一起。正确寻找N线：把三相电的每一相分开去看，输入一般还会并一个输入电容，把N线接到C6和C7两个电容的中间，虚拟等于VCC/2，也就是输入电压的一半。
（3）对于VCC/2输出正弦波：负载与电容C4（输出滤波电容）并联，输出电压就是负载电压，电阻左边就是L线，右边是N线，相当于正弦波坐标轴的x轴。
（4）正半轴：储能过程：上管Q8导通，电感存储能量，电流向右（从L流向N），L的电压大于N的电压，输出电压上升；续流过程：下管Q2的体二极管导通，电感电流方向不变，依旧向右，电压下降，实现续流。
（5）负半轴：储能过程：下管Q2导通，电感存储能量，电流向左（从N流向L），L的电压小于N的电压，输出电压上升；续流过程：上管Q8的体二极管导通，电感电流方向不变，依旧向左，电压下降，实现续流。
3.辅源电路
（1）线电压：L1对L2，L2对L3或者L1对L3都是线电压，我们要实现线电压的闭环，因为提上未给出直流电压是多少，从线电压可以算出相电压（线电压是相电压的根号下3倍），得出相电压等于18.4V（有效值），故直流电源需大于交流电压的峰值才能每组输出电压波形不畸变，故输入电压最小值应是18.4×根号下2×2=52V。故辅源最小耐压也应是52V。
（2）主控MCU（F4）需要3.3V供电，采样电路（运放）需要12V供电，需要两路辅源，52-3.3和52-12。
4.采样电路
（1）要闭环32V的电压，故采样需要采集到32V有效值，对应峰值是32×根号下2×2=90.5V.我们团队使用的是运放的差分放大电路。
（2）本题的负载调整率要求较高，要小于0.3%，对应电压差要小于0.0096V，故采样精度要高一点，误差起码要小于0.0096V。
（3）闭环控制：N是零势能线，L1L2是线电压，L1N就是相电压，对于L1->N来说，电压=（L2->L1）/（2cos30°）+（L3->L1）/（2cos30°），故可以采集线电压，计算出相电压，控制相电压实现闭环，从而达到线电压稳定。
5.（1）THD：需要根据实际情况改变电感，开关频率及死区。
（2）频率可变：需在代码调整基波的比例。
6.发挥部分整流部分
（1）线电压32V，得出对应相电压是18.5V,A对B的电压是18.5×根号下2×2=52.32V,电容C2和C3的中间是等效的虚拟N线的点（还是VCC/2），若做能量回馈，需要把C点接到输入的DC上，故不需要使用隔离。
7.BOOST能量回馈
（1）右边的直流是输入的直流源，左边的直流是整流过后的输出（也就是AB52.32V），变流器1 输出的线电压是固定的，整流桥不会升降压，只会被负载拉低，故整流输出电压是不变的，两边的DC都是固定的值，所以只需要做一个固定占空比开环的BOOST升压电路来实现能量回馈。
四、实物图
详细视频链接如下:
【全网最简单2025年电赛A题电源题省一做法（能量回馈的变流器负载试验装置）】https://www.bilibili.com/video/BV1uXY8zNEbW?vd_source=02cfe8e0615b928ce6d1b9557044be22