工作研究
奥迪派克峰多少钱一辆关壮壮 傅品翰 米双芊 武盛豪 杜江勇
（吕梁学院，山西 吕梁 033000）
摘 要：本文研究系统主要包括无线充电装置、无线充电电动车和超级电容储能装置。首先，在试验阶段中，先将5V的直流电经过LC自激振荡电路道变成高频800kHz的交流电，在一次侧，通过德州TI公司MSP430系列单片机控制舵机动作隔离副边电路，此时维电器常闭触点动作，电容不充电，按下按键维电器恢复，同时定时分钟，交流电经过发射线圈向接收线圈传递能量，通过磁耦合请振式无线电能传输方式，接收线圈与接收线圈发生活振隅合，将电能转换成磁场能量进行传输，从一次侧化送到一次侧的能量经过全桥整流环节后供给超级电容储能，定时结束后，电器动作发射线圈停止向接收线圈传能量，同时电机动作使得系统电路接通，小车自启，沿着规定线路行驶直至停车。此系统动态充电效率高，快捷智能，对节能减排，新能源利用的科研和发展有创新型价值。
关键词：LC自激振荡逆变；磁感应谐振式无线传能；全桥整流；超级电容；德州TI公司MSP430单片机；动态充电
引言：无线电动汽车受到了许多国内外专家的研究和实践。其中科学家特斯拉早在1901年的时候已经完成了大功率无线传输技术，他去世后，研究迫不得以停下来。100多年后的今天，无线充电技术再一次达了高潮。
万物互联时代下，无线充电应用领域将不断拓展。作为新一代移动通信技术，5G网络能支持高达100万个/平方千米的连接数密度，有效支持海量设备接入，是万物互联时代的一组通信标准。万物互联时代下用电设备数量实现数倍增长，不同设备采用不同标准的充电接口，为这些装置供电将成为一大挑战。无线充电采用统一的充电标准，具备方便、安全、空间利用率高等特点，同一无线充电底座能同时为不同设备充电，省去携带多种充电线材的麻烦；随放随充的特点有助于实现设备的碎片化充电，用户能在办公室、咖啡馆、机场、快餐店等场所轻松方便地获得电力支持。
目前，电动汽车的充电主要有三种方式：更换电池、有线充电和无线充电。1、更换电池，更换电池方案需要存储大量电池，电池体积较大，运输和存储极其不便，而且建设和维护成本极高不适合多次利用，电池寿命耗尽后，将成为高度污染垃圾，不利于环境保护和环境友好型发展。2、有线充电，有线充电方案相比电池来说，有着很大进步。有线充电减少了电池的报废数量，而且，简单便捷的充电方式，方便了更多的人使用汽车，有线充电也增加了汽车的续航能力，在加油站的旁边已经建立了很多充电桩，充电桩的有线快充让电动汽车像燃油车那样得到动力，长途跋涉。但有线充电汽车同样存在线路破损、插座老化等问题，有较大的安全隐患。3、无线充电，与更换电池与有线充电方案相
比，无线充电汽车就完美的解决了前两种的内在缺陷。由于无线充电不需要线，则减少了用户的插线插电操作，避免了人与电的接触，提高了用户的自身安全性，同时也使得电动汽车的电能补给更加方便与安全。人类即将进入无线充电汽车的新时代。
总体设计方法：
本无线动态充电系统采用MSP430超低功耗单片机作为核心控制芯片，并采用了一块Openmv 4高清智能摄像头、一块Arduino umo单片机，彼此相互配合控制小车智能循迹。无线发射装置中，产生两路互补的PWM，输入EG2104驱动全桥电路，产生谐振电流，完成DC-AC的变换，再通过发射线圈与接收线圈来传递电能。超级电容组中会接收并存储能量，之后通过滤波电路，整流电路完成交流电转直流电给电动车自启动电路，电压转换变换电路和行驶供电。
硬件设计：
1 主控制器件的论证与选择
1.1控制器选用
方案一：采用stm32f103系列单片机。主频高，但同时也使它的耗能较高，工作电压2.0V-3.6V。而且主芯片引脚复杂，stm32，适合较复杂算法，也不符合本题需求。
方案二：采用以增强型MSP430内核的A VR系列单片机，A VR单片机其显著的特点为高性能、高速度、低功耗、无需外部晶振，工作电压2.7V-5.5V外围电路简单，非常适合本系统的设计。
通过比较，我们选择方案二。
1.2控制系统方案选用
方案一：PCB印刷电路板—自制印刷电路耗时耗力，会影响整体进度，不宜采用该方案。
方案二：手工焊电路板—由于需要的电路结构较简单，自己焊能缩短实现周期。
通过比较，我们选择方案二。
2逆变电路的论证与选择
方案一：半桥式电路—具有一定的抗不平衡能力，对电路对称性要求不很严格；成本比全桥电路低。但电源利用率比较低，损耗大。同时与驱动信号的连接比较麻烦。
方案二：全桥式电路—与推挽结构相比，原边绕组减少了一半，开关管耐压降低一半。但使用的开关管数量多，且要求参数一致性好，驱动电路复杂，实现同步比较困难。
方案三：LC自激振荡电路—不需要外部控制信号的驱动，能够完全依靠自身实现振荡，因而控制电路极其简单，极大地提高了整个系统的效率。
综合以上三种方案，选择方案三。
3无线电能传输方式对比
方案一：电磁感应式
传输功率数瓦，传输距离数毫米-数厘米，充电效率80%。适合短距离充电，转换效率较高；但需要特定摆放位置，才能精确充电，金属感应接触会发热；
方案二：磁场共振式
传输功率数KW，传输距离数厘米-数米，适合远距离大功率充电，转换效率适中；
方案三：无线电波式
传输功率大于100mW，传输距离大于10m，远距离小功率充电，自动随时随地充电；限制转换效率较低，充电时间较长，传输功率小；
方案四：电场耦合式传输功率1-10W，传输距离数毫米-数厘米，适合远适合短距离充
电，转换效率较高，发热较低，位置可不固定；限制体积较大，功率小；
综合考虑采用方案二。
4谐振耦合线圈绕法的论证与选择
方案一：螺线管式线圈结构
螺旋管式谐振耦合线圈结构，磁场强度较大，空间磁场分布比较均匀，有较好的方向性，适合中等距离的无线电能传输，但是容易受周围环境的影响，传输效率较低。
方案二：可分离变压器结构
可分离变压器结构，磁耦合性比较强，系统的传输功率较大，并且传输效率也高。但是由于原边线圈与副边线圈距离较近，传输距离比较短。
方案三：平板式线圈结构
虽然电感值仅有几微亨或几十微亨，但体积小，比较薄，发射面积和
接收面积均比其他方式大，节省空间，提高收发线圈的效率，适用于固定
位置进行充电的无线电能充电装置中。综合考虑采用方案三。
5整流电路的论证与选择
方案一：
单相半桥整流—开关管数量少，成本相对较低，抗不平衡能力强。
方案二：
单相全桥整流—驱动电路较复杂，但在相同的开关电流和电源输入电
压下，全桥式的输出功率是半桥式的两倍。综合考虑采用方案二。
6充电后小车自行启动方案对比
方案一：用抽绝缘片的方式控制小车立即启动
用绝缘片隔绝电路，但是需要在每次出发前人为插绝缘片，1分钟计时到后，再人为抽离，使得电路接通，小车得电启动。
方案二：用舵机配合继电器的方式控制小车立即启动
在一次侧，继电器控制发射线圈所在电路，用舵机进行绝缘片的抽拔，实现自动化。另外，充电时继电器不工作，断电时继电器工作，有效节省电能，提高用电效率。综上采用方案二。
7小车循迹方式对比
方案一：
车百惠前驱型—动力传递直接，减少了损耗，运转效率更高，但是操控性较差，转向不足。
方案二：
后驱型—操控性好，起步加速好，有利于起步、转向，缺点是动力损耗较大。综合考虑采用方案二。
系统理论分析与计算：
7.1无线电能传输方式的分析
7.1.1磁感应谐振式无线电能传输原理
磁感应谐振式无线电能传输系统的发射线圈和接收线圈有着相同的频率，当发射线圈和接收线圈中产生相同的驱动信号时，两线圈发生谐振，当产生谐振时磁耦合回路中的阻抗最小，一次侧的发射线圈能高效率的将电能通过磁场耦合将电能传送到二次侧的接收线圈。
7.2无线充电电路的计算 7.2.1频率
线圈电阻 R 、线圈分布电容 C 、线圈电感 L 构成了 RLC 谐振电路，
谐振频率为： f =
7.2.2电感
lcross
一般情况，线圈绕制紧密、线圈匝数多，线圈的电感值就比较大；线圈内部加入铁心比无铁心的线圈电感值大[2]。对于谐振耦合线圈来说，电感值的大小要根据整个磁耦合谐振式无线电能系统来确定，谐振耦合线圈电感计算公式为：
L =
经过测量，r=4.5cm ，N=4，a=0.2cm ，计算得到
L = 3×10-6H
7.2.3电容
将绕制谐振耦合线圈的每匝导线当作均匀的圆柱体，两匝线圈之间的匝间电容为
：
式中，a 为线圈导线的界面半径，r 为谐振线圈的平均半径，[图片]为空气介数，h 为谐振耦合相邻线圈圆心之间的距离。N 匝谐振耦合线圈的分布电容为：
C=C 1/（N-1）
7.2.4磁感应谐振式无线电能传输拓扑
为了提高磁耦合谐振式无线电能传输系统的传输功率和传输效率，需要对一次侧和二次侧电路加入谐振补偿[3]。本设计选用S-P 补偿，即一次侧串联电容、二次侧并联电容进行补偿
。
7.3超级电容选值的计算
电容值C=10-6εA/（3.6πF ），它所储存的能量为E=0.5CU 2[4]电路设计：
1.系统总体框图（如图1.1）
2.无限传能子系统框图（如图1.2、1.3、1.4
）
图1.1
系统总体框图
图1.2
收发线圈子系统框图
图1.3
无线充电发射电路
图1.4 无线充电接收电路
8结语大众 甲壳虫
随着国家对环保的重视以及能源使用的长期规划政策影响，近
（下转第81页）
企业可以利用该技术建立安全的数据传输通道，并且可以将数据转变为特殊的格式进行传输，从而可以避免数据被盗取。此外，企业内网可以筛选接收的数据以及信息，并且可以设置登陆权限，当计算机系统发现数据存在问题时能够拒绝接受，并且能够阻止传送该信息的用户再次登陆企业系统，从而可以保障企业数据的安全。
3.4网络立法保护
计算机网络系统以及互联网的快速发展，虽然很大程度上提高了社会运作的效率，但也萌生了一系列的负面影响，例如网络犯罪造成的损失很难在事后进行补救。面对当前社会中各种层出不穷的网络安全威胁，作为普通人在加强计算机网络安全技术防范方面，所依赖的最有效的措施莫过于法律的保障。我国网络发展较迅速，国家重视网络安全问题，为保障社会网络安全，维护网络空间主权和国家安全，于2017年出台《中华人民共和国网络安全法》以立法形式保护公民的合法网络权益，为当前信
息化的经济社会提供了有力保障。对于计算机网络安全技术的防范措施，建议各级部门应向普通众加强网络安全知识的普及，指引众注意和防范网络犯罪情况，指导公众识别有效、正当的网站，使用安全可靠的网络服务。我国以法律形式明确界定了网络犯罪行为，网络犯罪是指不法分子利用互联网和计算机进行、盗取、造谣、骚扰破坏、非法侵占等不法行为。对于政府和企事业单位而言，加大计算机网络安全维护资源的投入是有必要的，只有对网络运行状态进行有效的实时监控，才能及时发现网络攻击，从而抵御网络威胁，并不断完善计算机网络安全运行机制。
3.5借助入侵检测技术，实施安全扫描
计算机网络往往会使用防火墙技术来保护网络安全，但是经过以往的实践发现，有时网络信息安全系统当中所使用的防火墙保护力度依旧不足，有些技术较高的黑客可能在攻击时可能会发现防火墙当中存在的漏洞，再加上防火墙存在性能限制性，无法及时检测出他人非法入侵情况。所以，在维护网络安全起见，必须要进行入侵检测系统的植入，对他人存在的入侵采取针对性以及合理性的防护措施，采取合力的解决措施解决来自网络的攻击，且在进行入侵检测技术运行时，可以适当采取安全扫描技术，增加网络安全性。
3.6计算机数据库的安全维护
数据存储软件的优化设计侧重点在于可扩展的系统标记语言设计，通过运用结构映射的方式来转换虚
拟网络数据，进而达到完整存储网络运行数据的效果。数据库软件具有完整存储各种网络运行数据的基本功能，因此系统设计人员务必保证数据库硬件符合安全性的标准。网络数据库应当确保满足硬件设备的基本配置要素，结合数据库系统现有的硬件设备类型、硬件设备基础配置、设备名称及设备编号等因素来实现全方位的数据库硬件运行优化设计效果，增强数据库硬件的安全运行效能。
系统总线结构属于核心性的数据库结构部分，数据库的硬件体系主要包含基础的数据库运行设备。系统总线能够用于连接各种基础性的数据库运行设备，形成了数据库系统的完整硬件运行体系。网络运行安全协议构成了数据库实现正常运行的根本前提，计算机数据库保持安全运行的重要支撑因素就是网络安全协议，主要应当侧重于数据库本身的安全性能维护。因此，网络安全维护领域的数据库运维工作必须被置于核心地位，切实保障数据存储安全。
3.7结论
现阶段，网络安全问题较多，不仅影响了信息安全，还影响了社会的稳定和谐。而使用计算机网络安全防范技术能够有效解决网络安全问题，从而可以保障用户的信息安全，同时也能够促进计算机技术的发展。用户在使用过程中需要及时更新软件、重视防火墙技术、使用虚拟专用网络技术、进行数据备份，上述安全防范技术均可以有效减少网络安全隐患，从而可以促进计算机技术的健康发展。
fq53参考文献：
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年来我国的新能源汽车发展非常快，特别是新能源电动汽车的发展更是迅速，无线充电方式更是未来
电动汽车充电的主流。本系统，采用谐振耦合的无线电技术并由 MSP430 单片机控制无线发射和接收，让电动汽车的充电更加高效，让电动汽车更加智能化。本系统，简单高效，值得研究和推广，可用于家庭的电动汽车充电。
奥迪a4l2012款图片本文所提出的设计方案，采用负载牵引与源牵引相融合的方法，对射频功率放大器中的各个组件进行设计分析。另外，通过分配系统的电路指标，对放大器各组成的增益、参数以及线性度进行细致的分析，并通过仿真设计对本文设计方案的实际可行性进行了检验。本文所设计的射频放大器实际放大功率能够达到 30W，并具有高效率、高稳、定性、抗谐波干扰的优点，但是本文设计仍然存在着许多不足，还需要后续不断地研究与完善。
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作者简介：
关壮壮，（1998.04.26）性别：男，籍贯：山西省临汾市襄汾县，所在单位（全称）：吕梁学院，目前职称：无，研究方向：机械设计制造及其自动化。
傅品翰，（2000.01.16），男，籍贯：湖南株洲炎陵县霞阳镇，所在单位：吕梁学院，目前职称无，研究方向：软件工程。
米双芊，（2000.04.01）性别：男，籍贯：山西襄垣，所在单位（全称）：吕梁学院，目前职称：无，研究方向：软件工程。
武盛豪，（1998.06.03），性别：男，籍贯：山西省晋中市平遥县，所在单位（全称）：吕梁学院，目前职称：无，研究方向：机械设计制造及其自动化。
杜江勇，1998.06.20，性别：男，籍贯：山西省忻州市静乐县，所在单位（全称）：吕梁学院，目前职称：无，研究方向：机械设计制造及其自动化。
（上接第79页）
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