**知识点详解：开关稳压电源设计与评估**
开关稳压电源是现代电子设备中不可或缺的组成部分，它通过高效地转换输入电压，为负载提供稳定、干净的直流电源。本次TI电子竞赛的题目聚焦于设计并制作一个开关稳压电源，旨在考察参赛者在电源设计、电路优化以及性能评估等方面的能力。以下是对该竞赛题目的详细解析，涵盖任务要求、设计要点、性能指标以及评估标准。
### 设计与制作要求
#### 基本要求
1. **输出电压调节范围**：设计的电源需具备30V至36V之间的输出电压调节能力。这一要求确保了电源能够在不同的应用场景中灵活调整，满足不同负载的需求。
2. **最大输出电流**：电源的最大输出电流被设定为2A，这直接关系到电源的功率输出能力，能够支持较高功耗的设备运行。
3. **电压调整率**：当输入电压U2在15V至21V之间变化时，输出电压的变化率需控制在2%以内，即电压调整率SU≤2%，确保了电源在输入电压波动的情况下仍能保持输出电压的稳定性。
4. **负载调整率**：当输出电流IO从0变到2A时，输出电压的变化率需控制在5%以内，即负载调整率SI≤5%，确保了电源在负载变化时的电压稳定性。
5. **输出噪声纹波**：在特定条件下，输出电压的噪声纹波峰-峰值需控制在1V以内，确保电源输出的纯净度，减少对敏感负载的干扰。
6. **效率**：在特定条件下，DC-DC变换器的效率需达到70%以上，反映了电源的能量转换效率，是衡量电源设计优劣的关键指标之一。
7. **过流保护**：电源需具备过流保护功能，当电流超过2.5±0.2A时触发保护机制，防止因过载导致的损坏。
#### 发挥部分
1. **提高电压与负载调整率**：进一步优化设计，使电压调整率SU≤0.2%，负载调整率SI≤0.5%，提升电源的稳定性。
2. **提高效率**：将DC-DC变换器的效率提升至85%以上，体现了对能源利用效率的极致追求。
3. **自恢复功能**：在过流故障排除后，电源能自动恢复正常工作状态，增强了系统的可靠性和用户体验。
4. **输出电压设定与显示**：具备输出电压的键盘设定和步进调整功能，同时能够实时显示输出电压和电流，便于监控和调试。
### 设计限制与注意事项
1. **DC-DC变换器**：不允许使用成品模块，鼓励创新设计与技术应用，但可以使用开关电源控制芯片。
2. **供电方式**：DC-DC变换器必须仅由UIN端口供电，不允许额外添加辅助电源，考验设计者的电源管理能力。
3. **输出噪声纹波测量**：要求使用带宽不小于20MHz的模拟示波器进行测量，确保测量精度。
4. **安全工作条件**：电源在最大输出功率下应能连续安全工作足够长的时间，避免过热等故障。
5. **测试点设置**：设计时应充分考虑测试需求，合理设置测试点，便于后续的性能评估与调试。
### 评分标准
1. **方案论证**：8分，评估设计方案的合理性与创新性，包括DC-DC主回路拓扑、控制方法及实现方案等。
2. **电路设计与参数计算**：20分，涉及器件选择、参数计算、效率分析等多个方面，考察设计的综合能力。
3. **测试方法与数据**：10分，强调测试方法的正确性、测试仪器的选用以及数据的全面准确性。
4. **测试结果分析**：5分，要求对比设计指标，分析偏差原因并提出改进措施。
5. **设计文档与电路图**：7分，考察文档的完整性和规范性，包括电路原理图、流程图、测试结果等。
6. **实际制作完成情况**：50分，根据完成的基本要求和发挥部分进行评分，全面评估设计与制作的质量。
通过上述分析，我们可以看到，此竞赛题目不仅要求参赛者具备扎实的电源设计理论基础，还考验其实践操作能力和创新思维，是一个全面而深入的技术挑战。
