基于19年电赛A题的一些思考

无线充电系统概述

   以19年电赛A题为主题，我与小组成员开始搭建无线充电的系统。

题目介绍：

   19年的A题是设计一个能够自启动的无线充电小车，小车实现基本的循迹功能即可。自启动条件：小车充电完成。

   解题思路：

   整个充电的系统由发射端，接收端，输出端组成。

1.1发射端   

   在发射端，组成部分有PWM波，升压模块，驱动与H桥部分（单相逆变产生交流电），LC线圈

PWM波：考虑使用555计时器，利用外接的器件 R、C 可以输出不同周期、不同脉宽的脉冲

（具体原理见笔记）

                                

升压部分：使用MC34603芯片升至12V，这个芯片我只学习了基本的电路结构，使用该芯片是因为蓝电有很多这个芯片......

                                     

驱动部分：采用IR2113，采用该电路的因为该驱动芯片有两个信号的输入端。而这两个芯片的输入端可以通过信号一，信号二形成单相逆变。如图所示：信号一为555计时器产生的PWM波，信号二为555计时器产生的PWM波经74HC02逻辑门取非的情况。单相逆变产生的电流方向相反，经过LC线圈可以产生交流电。（说法不太标准，在网上学习，自己理解成这样）

                             

   其中简单的单相逆变产生交流电可以简述成如下情况：

                                                     

1.2接收端

在接收端，组成部分有LC线圈，整流桥，稳压电路，储能电路

LC线圈：与发射端进行匹配，通过公式计算

                                                                      

整流桥，这部分与模电知识最后的章节内容差不多，讲交流电整流，滤波成直流。下图仅提供大致原理图，其中线圈的感值与电容容值都需要计算。

                                                         

稳压电路，储能电路，还在讨论。

在NXP智能车比赛提供的超级电容方案中，在此提供部分资料，以下资料来源龙邱与逐飞科技：

                                                 

1.3输出端

输出端主要是基于接收端稳定5V1A的运用。19年电赛A题主要是一个自启动的小车，所以输出端口主要为基于IR2184驱动芯片的电机驱动部分。其基本原理图可以参照IR2184在生活中的运用部分。以下给出基本的驱动原理图（局部）：

                                                 

补充：在电机的控制部分，我们增加了74HC02或非门，该电路的引出，可以节约PWM波输出 的管脚，也就是单片机中有且仅需一PWM波的输出就可以控制电机转速。同时引出一个DIR管脚，控制电机的前进与后退。这种设计可以节约材料，为程序的编写提供方便。

                                                                 

1.3近期的思考

前几篇文章提及comsol，至于学习comsol的用处，以及无线充电哪里需要用到comsol。我私下里琢磨大概是用于线圈部分仿真。19年A题的电赛是自启动的无线充电小车，也就是电充满了之后车行动。进一步研究这个充电系统，为了提高效率，我们该如何实现不停车充电？最简单的想法是在路底下布上线圈，怎么布线圈？什么样的结构？怎样线圈交叠叠加磁场？这就涉及到comsol的仿真。这些都是我近几日的对这无线充电系统的思考，指导老师最近忙于招生宣传暂时无暇顾及我们，我给老师汇报了基本的思路得到认可后就付诸于行动。所以我就以自己的思路初步搭建了一些简单的结构。例如这几天就画好了发射端的电路，交给厂家制板。至于发射端的线圈结构，目前处于查阅论文的阶段（也就是接下来8月初需要完成的事情）。