無(wú)線充電技術(shù)發(fā)展至今在電子領(lǐng)域已經(jīng)被深入研究應(yīng)用，雖然還未曾大范圍普及，但在消費(fèi)電子領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)取得不錯(cuò)的成績(jī)。本作品是設(shè)計(jì)并制作一個(gè)能夠無(wú)線充電的電動(dòng)小車。該充電裝置能感應(yīng)到小車后，自動(dòng)為小車充電一分鐘，小車在充電完成之后向前水平直線行駛，直至能量耗盡。本裝置采用了高頻電磁感應(yīng)，產(chǎn)生137KHz的高頻電磁，利用一定匝數(shù)比的線圈做接受器，為超級(jí)電容充電，充電完成后，再利用可控硅導(dǎo)通后造成的電路短路，從而使小車電機(jī)接入電路，超級(jí)電容放電驅(qū)動(dòng)小車電機(jī)，從而使小車運(yùn)動(dòng)。

　　本題的要求是設(shè)計(jì)并制作一個(gè)無(wú)線充電電動(dòng)車，包括無(wú)線充電裝置一套。電動(dòng)小車機(jī)械部分可采用成品四輪玩具車改制。外形尺寸不大于30cm26cm，高度重量不限。

　　1.1基本要求

　?。?）制作一套無(wú)線充電裝置，其發(fā)射器線圈放置在路面。發(fā)射器采用具有恒流恒壓模式自動(dòng)切換的直流穩(wěn)壓電源供電，供電電壓為5V，供電電流不大于1A。無(wú)線充電接收器安裝在小車底盤上。每次充電時(shí)間限定1分鐘。

　?。?）制作一個(gè)無(wú)線充電電動(dòng)車。電動(dòng)車使用適當(dāng)容量超級(jí)電容（法拉電容）儲(chǔ)能，經(jīng)DC-DC變換給電動(dòng)車供電。車上不得采用電池等其他儲(chǔ)能供電器件。

　?。?）充電1分鐘后，當(dāng)電動(dòng)車檢測(cè)到無(wú)線充電發(fā)射器停止充電時(shí)，立即自行啟動(dòng)，向前水平直線行駛，直至能量耗盡，行駛距離不小于1m。

　　1.2發(fā)揮部分

　　充電1分鐘后，電動(dòng)車沿傾斜木工板路面直線爬坡行駛，路面長(zhǎng)度不大于1m，斜坡傾斜角度θ自定。綜合多方因素設(shè)計(jì)，使電動(dòng)車在每次充電1分鐘后，電動(dòng)車爬升高度h=lsinθ最大。式中l(wèi)為小車直線行駛的距離。

　　（二）設(shè)計(jì)思路

　　2.1設(shè)計(jì)思路：

　　本題要求我們做一套無(wú)線充電裝置和一個(gè)電動(dòng)小車。分析題目可知題中最大的難點(diǎn)在于無(wú)線充電裝置的設(shè)計(jì)與制作。通過(guò)查詢資料和一系列探討之后，我們決定采用一定匝數(shù)比的銅線圈與電源連接來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)，通過(guò)電磁感應(yīng)原理借磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為超級(jí)電容充電，儲(chǔ)蓄電能，從而使小車借超級(jí)電容儲(chǔ)存的電能向前水平運(yùn)動(dòng)。

　　在發(fā)射器輸出高頻電磁為超級(jí)電容充電的過(guò)程中，由于電源內(nèi)阻作用，電源兩端的電壓緩慢升高，此時(shí)￡1=R4*C2=0.01，￡2=R2//R3*C2=0.005，￡1《￡2，可控硅U2沒(méi)有達(dá)到觸發(fā)脈沖，即U2不能導(dǎo)通，電機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)；在結(jié)束充電之后，電路中對(duì)C2的充電不能立即停止，C2將會(huì)繼續(xù)充電，C2存儲(chǔ)電能將會(huì)高于C3，最終將導(dǎo)致￡1》￡2，達(dá)到可控硅觸發(fā)條件，此時(shí)可控硅將導(dǎo)通，電機(jī)接入，電機(jī)啟動(dòng)。

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