▌01 如何自行绕制高频线圈

昨天有参加 全国大学生智能汽车竞赛^[1] 中 无线节能赛题组^[2] 的同学在公众号（TSINGHUAZHUOQING）提问：

问题1： 卓大大，为什么我们的 LCC^[3] 充电把电容充满要一分半（90秒）？桌大大这是为什么啊？

问题2： 卓大大，如何自己绕一个2.2uH的线圈？

▌02 充电时间

针对第一个问题，电容充电时间。根据电容特性可知，电容上的电压等于电容电荷Q除以电容容量：

如果使用恒流充电，那么充电时间就等于。

根据所使用的电容，是由五个25F（2.7V）的电容串联形成5F（13.5V）的电容。如果充满电（）需要一分半钟（90s），那么可以求得充电电流平均为：

这说明充电电流太小了。如果使用在 火中取栗^[4] 推文中的LCC补偿方案，达到5A的充电电流，则充满12V的电只需要12秒左右。

所以主要问题出现在你所制作的LCC的网络补偿中。

▌03 LCC补偿网络

从发送过来的照片来看，你使用了 粘贴铜箔制作了建议的实验电路^[5] ，这是对的，不使用面包板^[6] 进行测试是因为面包板不适合做大电流，高频率的电路测试。

那么影响LCC接收效果的主要原因可能包括：

• LCC网络的参数计算；
• 制作LCC的器件容量，包括串联电感，电容；
• 肖特基整流桥器件，以及整流形式；
• 电路板的制作

首先，根据【图2】所显示的整流滤波电路，你采用的还是以前的 无线节能组^[7] 的接收板，采用 倍压整流^[8] 方式对接收电能进行整流。比起全桥整流来讲，倍压整流效率低，这个结论在 火中取栗^[9] 中的测量结果得到验证。所以建议将接收电路修改成全桥整流。

第二部分就是检查LCC网络器件的的参数是否符合设定的150kHz下计算出的参数。如果参数不对，不仅会增加静态功耗，也会降低输出电流。建议根据 经过标定后的ESP32对于节能信标组充电过程测量^[10] 设计方案给出的计算过程进行计算：

【表3-1 设计条件】

【表3-2 参数计算】

【表3-3 实际参数】

▌04 绕制LCC电感

首先选择适合通过高频大电流的Litz线，建议选择大于100股以上的Litz线。然后选择高频低损耗磁环，体积能够容得下绕制电感所需要的匝数。

剩下就是需要确定绕制多少圈Litz。

根据 环形电感计算公式^[11] :

 ◎ 其中参数：
   ：电感量（H）
   ：感应系数
   ：匝数

感应系数本可以从购买到的高频电感数据手册中查到。如果没有查到，也可以通过实际测试获得。

比如使用多股软铜丝线先在磁环上绕制若干圈（比如10圈），然后测量对应的电感量：。那么该磁环的感应系数就可以计算出来：

请注意，如果绕制的匝数不多，实际电感量还与绕制线圈在磁环上的分布密集与松散的情况有关系。

※ 讨论总结 ※

制作一个良好的无线电能收割装置，需要从器件的参数、性能、制作工艺等各方面降低损耗，才能够将无线电能服服帖帖的装进储能法拉电容。

参考资料