2024电赛A题硬件方案——湖北省一P07

众所周知，今年A题就是依托

极其逆天的ACAC直接变换、无通讯的双机并联，奇奇怪怪的卷重量……

快点端上来罢：

 

 

仔细分析题目，我们可以得到这个题目的核心要求：

1.AC-AC变换，禁止AC-DC-AC

2.下垂均流（两机仅有电源线的连接，即禁止通讯）

再仔细观察，我们发现，输出电压始终是低于输入电压的

即，我们应制作一个buck型的ACAC变换器

 

有了大致的方向（下垂控制的buck型ACAC变换器），我们就可以去查找对应的论文以寻找拓扑与控制方法了

适用于我们思路的拓扑主要有三：

1.折叠桥

输入的AC经过全桥折叠为伪DC馒头波，再经过全桥逆变产生正弦

此种方案的硬件架构非常简单，基本上可以按照AC-DC-AC来做

但是深思熟虑之后，感觉馒头波风险很大，万一评审老登认为它是DC那就直接寄了

综上，折叠桥，OUT!

2.使用双向开关的AC buck

使用背靠背MOS作为双向开关替换普通buck的MOS，即为双向开关的buck

它在AC的正负半周内均可正常工作，实现降压的功能

但是双向开关需要隔离的MOS驱动以及隔离电源，我们事先没做对应的模块

双向开关buck，OUT!

3.使用普通半桥的AC buck

懒得分析了，你过关

 

 

有了拓扑，便可以考虑整个系统的架构了

 

 

首先是辅电应该怎么放：

因为我们的辅电都是非隔离的，所以首先要确定整个系统的地

在这里，我们以两个半桥共同的地为系统的地，可以发现，整个系统就变成了这样：

是不是就一目了然了？

所以关于非隔离辅电放在哪里，怎么供电的问题，我这里只给出这张图：

红色和蓝色箭头是电流路径，自己体悟一下就明白了

 

然后是测量怎么放：

要测量的量有输入电压，输出电压，输出电流

输入电压用于软件锁相，输出电压用于电压环路，输出电流用于下垂控制环路

这点就根据现有的模块来放，简单得很

 

最后是控制卡：

也是以上面的地为地，辅电输出为供电，焊上去就完了

 

所以，整个系统的硬件框架如下：

 

硬件选型：

别看，看就是以前做各种东西剩下来的/祖传模块，原理图全部开源了，懒得分析了（不想写文不想写文QAQ）

在此基础上优化一下布局，尽量紧凑一些，我们最终做到了双机总重560g

其他指标基本上全部达成，最终斩获湖北省A题全省第一（doge）

 

提示，提示

我们用的氮化镓半桥（六层板）在JLC打样，使用免费券无法通过晒单审核，客服说此板太简单，内层全是大铜面，建议加钱使用四层厚铜板，但是表层铜厚2oz无法满足最小线宽线距要求。

至于这板子到底简不简单，各位看过之后心里自然是有数的。

Man,what can I say！

JLC OUT!