今年电子大赛8月12日早上7点半到15日晚上结束，4天3夜，我们学校有11组学生参赛，4组大三，7组大二，其中4组大三学生选C题：锁定放大器的设计，此题与2012年微弱信号检测类似，当年我们学校有3只队伍选择做此题，获一个湖北省二等奖，一个三等奖，有一定的基础，有1组大二学生选择D题：带啸叫检测与抑制的音频功率放大器，剩下的6组学生选择F题：无线电能传输装置，我指导这6组学生，压力山大啊，此题看起来简单，但是实则非常难。
我们首先查到的方案就是网上应用最多的方案，头两天就是用的这些方法
方案1
555产生方波然后驱动NMOS管，让C5 C6与L1组成的振荡电路将能量发送出去
方案2
这个是通过CD4069产生1Mhz的方波来驱动NMOS管让C4 与L1组成的振荡电路将能量发送出去
方案3
这个是通过CD4011产生频率可调的方波来驱动NMOS管让C8 与L1组成的振荡电路将能量发送出去
方案4
这个是通过CD4011产生560khz的方波来驱动NMOS管让C4与L1组成的振荡电路将能量发送出去
上述4种方案都是产生固定频率或者可调频率的方波来驱动NMOS，让电感与电容并联电路振荡，发送能量。我们实验了方案1与方案4，调试方法非常复杂，效果不行。
具体调试方法是绕制空心电感并联一个104的电容然后用信号发生器输方波来控制NMOS通断，调节信号发生器的频率，使得15V电源的电流最小，这时候绕制的空心电感和电容产生了谐振，发送端就调试好了，接着调试接收端，接收端带上20欧姆的负载，然后更换不同电容，使得接收端上的电压最大，这样发送端和接收端就达到了共振，产生了最大的传输效果。接下来就用方波发生器替代信号发生器。
此种方法看起来可行，实则行不通，因为发射端和接收端相互影响，且共振点很容易偏离，稍微动一下空心电感就会出现偏离现象，并且接收端需要大容量可调电容，调节此可调电容找到共振电容，非常难。此类方案完全不可行。
我们又找到了另外一种方案，方案5
网上查到的介绍为：无线充电器主振电路采用2 MHz有源晶振作为振荡器。有源晶振输出的方波，经过二阶低通滤波器滤除高次谐波，得到稳定的正弦波输出，经三极管13003及其外围电路组成的丙类放大电路后输出至线圈与电容组成的并联谐振回路辐射出去．为接收部分提供能量。这种方案也是鬼扯蛋，首先发射端就需要调节C7与2MHz的有源晶振匹配起来，这个就非常难，且有源晶振供电5V输出的方波最大是3.3V，有点推不动三极管，并且还要专门准备将15V降为5V给有源晶振供电，发发论文骗骗人还行，实际应用根本行不通。
第5种方案是使用有源晶振产生固定频率的方波来驱动大功率三极管，让电感与电容并联电路振荡发送能量，理论上可行实际效果非常非常差，首先频率固定，发射端就需要调试半天才能匹配起来，发射端匹配起来以后再和接收端匹配。
这类方案我们调试了两天，效果奇差，已经过去2天，但是还没有眉目，压力非常大啊，第二天晚上我3点钟回家洗头洗澡，热水器水不热，洗完头也没有用电吹风吹干头发，由于太困就睡了，结果4点钟醒来，头痛欲裂啊，我重新将热水器的水烧上，然后重新洗头，洗澡，然后用电吹风将头吹干，头疼稍稍缓解，然后准备去指导学生了，结果前一天电动车没电了，然后只能打电话让李锐来接，我将电动车充上电，然后就查了下资料，国内国外，大大小小的论坛，到处查，终于让我查到了一个方案，就是下面的方案6，就是此方案挽救了革命，挽救了党。
方案6
方案6，ZVS电路，工作原理也不懂，也懒得懂，看起来很高大上的感觉，也不知道行不行。
第三天上午绘制了电路原理图与PCB，让学生布线然后 制作出来，效果还行，下午和晚上学生进行调试，由于器件有限，只能让3组学生来制作了，效果都还不错，第三天晚上3点多回家，睡了一个小时睡不着了起床，有点感冒症状，吃了康必得与阿奇霉素分散片，勉强睡到6点，起床上班了。
第四天上午11点半器件才到，开始量产，开始大规模调试，发射端的C1采用电磁炉上面的0.33UF的电容3个并联，接收端电压都可以到3V，然后在接收端的电感上尝试并联不同电容，同时观察接收端的电压，当达到最大值的时候就说明接收端与发送端共振了，当发射端的电压为15V的时候接收端电压可以到5V,这时候用升压模块对15V进行升压发现接收端的电压开始上升，最终达到了题目要求。用示波器观察，发现接收端接收到的正弦波频率为25kHz，理论上频率越高传送距离越远，我就想着降低发送端的电容，原来是3个0.33UF的电容并联，去掉一个再实验，发现效果反而没有刚才好，看来理论也不靠谱，实践才是检验真理的唯一标准。
这种方案的好处就是发射端不需要匹配，连上就能用，唯一要调节的地方就是与接收电感并联的电容，但是匹配电容也不是那么严格，不像前面的方案 5600PF的电容就刚刚好，多几p少几p都衰减得厉害，哪里能刚好找到这么大功率的连续可调的电容连续调节呢?所以不可行，大家都采用方案6进行测试。
第四天下午2点前几乎都调试成功了， 我太困了，本准备回家睡个2个小时的觉然后再去指导学生，结果一觉睡到了晚上9点半，9点半去学校的时候发现几乎都装箱了，这在以前是绝对不可能的，以前的电子大赛凌晨两点都有学生还不愿意装箱，想再调调，今年到晚上9点半就只有一组大三同学还在调试，其他10组学生都已经装箱完毕了。
今年用到的空心电感都是用我这个高压锅绕制的，刚开始用的是塑料垃圾桶绕电感，由于垃圾桶是塑料不是均匀的圆柱体，上宽下窄，绕制效果非常差，后来我拿个尺子在学校到处转悠找20cm的圆柱体，没找到，后来在家里到处转悠到处找，电饭煲不行，电饭煲的内胆不行，后来找来找去发现我的高压锅刚好直径20CM，后来所有的空心电感都是用这个高压锅绕制而成的。
上图就是绕制的 堆积如山的空心电感。最终做成功的线圈采用的是1.4mm直径的漆包线，发射端首先绕5圈然后打磨一下引出抽头，然后接着再绕5圈，发射线圈绕好了，再绕接收线圈，也是用1.4mm的漆包线绕12圈，完成了接收线圈的绕制。为什么是12圈呢，我随口一说，然后绕出来效果还不错，后来有一组同学加到16圈，效果也不明显。
学生腐蚀电路板一般是用三氧化铁，为了速度快，使用盐酸加双氧水，怕学生自己动手危险，我亲自给学生来腐蚀，结果衣服不小心粘到三氧化铁，报废一件T恤，一件长袖衬衣，悲剧啊，同时发现去年用盐酸加双氧水腐蚀电路板3秒就搞定，结果今年却要20分钟，仔细观察原来去年的双氧水是30%溶度的双氧水，而今年别人送来的是3%溶度的双氧水消毒液，难怪变慢很多。
今年11个队参赛，11个组都做出来了，这是前所未有的，8月15日结束，18日下午就轮到我们学校测试了，希望测试过程中不要出现问题，去年就是由于测试老师是个外行导致我们一组学生没有出来结果，少一个三等奖，今年应该有个好成绩，要是能拿11个奖，那我就开心了，让我们拭目以待吧。
这次比赛也暴露出了学生积极性差，不听指挥，等靠要的特点。
晚上11点半还没吃饭，回家吃饭去了。
|
