从大一刚入学开始，加入了我们学校的电子设计协会，开始接触电赛相关的基础知识，可惜的是去年的我资历尚浅，没敢参赛，一直在犹豫自己是不是应该参加一次。
直到大一暑假结束，第一次参加智能车竞赛，从此走上了科创之路；学长斩获TI杯全国最高奖更是让我兴奋不已。于是从大二就开始在各大QQ群、论坛潜水，疯狂地学习着电赛需要的知识，自学了模电、电力电子等课程，对待知识像如饮甘霖一般。
开赛前一个月，跟着一位去年做电源题的学长开始准备2019年的电赛，我们从MOS管选型开始，准备各种电源题可能用得到的模块，他设计的三半桥板，既可以做DC-DC双向变换，又可以做单相逆变、三项逆变；我们还设计了LM5121升压模块（效率94%）；LM5117降压模块（效率96%）；可调节PFC；高精度电流监测模块；STM32单片机底座等等，东西太多，已经记不清了，前前后后打板费都花了近2000块。
可让所有人没想到的是，今年电赛没有传统的A题，我们顿时心都凉了，只能硬着头皮选了A题，因为我有一年参加智能车比赛的经历，没想到这成了暑假最大的遗憾。队员花了一上午上手了Tiva，觉得不好用，下午立刻换上了F5529，从0开始，到傍晚已经弄出了完整的底层库，只预留出了函数接口，代码能力非常强。
我们其他人去设计小车机械，买了几公斤的乐高积木，搭起了一辆小车，采用6V100转的减速电机驱动轮子。虽然整车最后只有280g，但是我们采用了四个红外传感器去循迹，双电机驱动的三轮车，功耗极高，最多只能循迹四圈，方案由此宣告失败。后来了解大，山东赛区基本上没人采用传感器循迹，大多依靠小车本身机械结构去实现走圆，怪不得可以跑出几十圈的成绩，这又是我们的一次失败。
总体充放电方案是，线圈给电容组充电，电容放电升压至5V，通过图腾柱式电路驱动电机，5V给5529板子供电，同时给四个传感器供电，后来为了降低功耗，传感器供电采用3.3V，5529开启低功耗模式，不过对于我这个方案来说效果不大，哈哈哈。关于题目上一些定点停车发车的要求，我们采用的是定时器定时，这样成功率非常高。
最后，这次比赛唯一让我感到欣慰的是，解决了一直无法实现充电立即显示充电状态的问题，后来我们想到用工字电感和发射线圈互感获得能量，在两端并联一个LED灯来指示状态，完全满足题意，这个想法让我们足足兴奋了一个晚上，当然我们四天三夜一点没睡，可惜的是测评专家对我们这个不屑一顾，认为不存在这种可能，只需要充电后一段时间亮灯即可，有点小小的失落。
比赛没能取得好成绩，有很多很多，选题错误，方案设计不合理，封箱前一天烧了唯一一对发射线圈，我自己忙着参加智能车国赛没能全身心投入，自己水平尚且不够等等原因。
不念过往，不畏将来，智能车国一给我这个暑假，大学两年画上了一个完美的句号，电赛的失利永远是个遗憾，希望明年TI杯能够满足我的心愿。
最后送给大家一句我喜欢的话：怕什么真理无穷，进一寸有一寸的欢喜！（匆忙发帖，有点啰嗦，想交流技术的同学可以加我QQ：3177033502）
 
电动小车动态无线充电系统 摘要 本系统采用了电磁感应式无线充电线圈，对超级电容进行充电；由超级电容和boost升压电路为系统供电；系统利用MSP430F5529单片机对小车循迹进行闭环控制，利用红外对管检测赛道，提供小车循迹的控制信号，经过单片机控制小车转向实现循迹。系统实现了充电状态指示、小车循迹、定点检测、动态充电的功能，定点检测误差不超过10cm，充电效率高，充电60s时，未动态充电行进最远可达800cm，动态充电时行进最远可达1000cm。
关键字：电磁感应、超级电容、动态充电、循迹检测、MSP430F5529
一、 方案论证与比较 （一）无线充电模块 方案1:由无线模块接收到的能量产生的电压，经过LM5117稳压给法拉电容进行恒流充电，经过AMS1117给单片机供电，并由单片机对电压信号进行采样，通过DAC8552控制LM5117实现输出电压的稳定。法拉电容的输出经过boost升压电路驱动电机驱动模块。 优点：该方案可实现大电流快速充电，电容组能存储更多电量 缺点：电路复杂，恒流控制不稳定，且输入功率较小，实现困难
方案2：由接收线圈直接给法拉电容组充电，由于充电电流限制，需要多个法拉电容串联，并且串入0.22欧姆水泥电阻限流，使电容组更易充电。 优点：充电回路简单，小电流恒流充电，效率较高 缺点：充电速度较慢，且不可控制，充电起步较困难
综上所述，选择可控恒流充电的方案一
（二）法拉电容供电电路 方案1：降压电路,采用多个法拉电容串联，充电至较高电压，使用降压控制器，稳定输出5V电压值给主回路供电。 优点：Buck电路电能转化效率较高 缺点：电容组无法短时间内充电到较高电压，且电容组的电压值不得低于5V才能正常工作，至少需要两节以上电容串联，储存能量利用率较低。
方案2：升压电路,采用两个法拉电容并联，最大充电电压为5.4V，采用降压芯片，DPS63020，该芯片转化效率高达95%，最低输入电压为1.8V，电容组电压在1.8V至5V之间，均可稳定输出5V。 优点：电路简单，稳定可靠，宽电压输入，储能电能利用率高 缺点：boost电路效率相对较低；最小输入1.8V电压仍较高，储能电能利用率有待提高。
综上所述，考虑到电路的稳定可靠和电能利用率，所以选择方案二
（三）电机驱动模块 方案1：全桥MOS管驱动 由4个MOS H桥结构，通过电荷泵驱动器2104驱动MOS管栅极，控制MOS管分别导通和关断。
方案2：图腾柱式驱动 采用互补对称的PNP管和NPN管驱动单个MOS，控制其导通和关断，单片机PWM信号实现电机调速。
综上，全桥驱动电路驱动能力强，但整体功耗大，图腾柱式驱动电路简单，稳定可靠，后期且可直接采用PWM信号直接驱动MOS管栅极，进一步降低功耗，选择方案2。
（四）最终方案设计 本系统采用基于电磁感应的无线充电装置，对电动小车搭载的超级电容进行充电，超级电容经由boost电路稳压作为电动小车的供电系统，实现了电动小车的无线充电功能。其中，boost电路输出固定的5V电压对MCU及检测模块进行供电，由电机驱动模块和MCU对电机进行控制。通过4个红外对管对小车进行赛道循迹控制。选用互感传感器检测小车的充电状态。系统结构框图如图1所示。
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