简 介： 感应系数
A
L
A_L
AL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
N
0
N_0
N0（比如10圈），然后测量对应的电感量：
L
0
L_0
L0。那么该磁环的感应系数就可以计算出来：
A
L
=
L
0
N
0
2
A_L = {{L_0 } \over {N_0^2 }}
AL=N02L0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。 关键词： LCC，高频电感，智能车竞赛，节能组，无线充电
▌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 中 无线节能赛题组 的同学在公众号（TSINGHUAZHUOQING）提问：
问题1： 卓大大，为什么我们的 LCC 充电把电容充满要一分半（90秒）？ 桌大大这是为什么啊？
▲ 图1 车模储能法拉电容
▲ 图2 LCC补偿回路与接收线圈
▲ 图3 接收线圈中的LCC补偿回路
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：
V
C
=
Q
C
=
1
C
∫
0
t
i
(
τ
)
d
τ
=
I
⋅
T
C
V_C = {Q \over C} = {1 \over C}\int_0^t {i\left( \tau \right)d\tau } = {{I \cdot T} \over C}
VC=CQ=C1∫0ti(τ)dτ=CI⋅T
如果使用恒流
I
I
I充电，那么充电时间
T
T
T就等于
T
=
V
C
⋅
C
I
T = {{V_C \cdot C} \over I}
T=IVC⋅C。
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（
V
C
=
12
V
V_C = 12V
VC=12V）需要一分半钟（90s），那么可以求得充电电流平均为：
I
=
V
C
⋅
C
T
=
12
×
5
90
=
2
3
A
I = {{V_C \cdot C} \over T} = {{12 \times 5} \over {90}} = {2 \over 3}\,\,A
I=TVC⋅C=9012×5=32A
▲ 储能电容为5个25F的电容串联
这说明充电电流太小了。如果使用在 火中取栗 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 ，这是对的，不使用面包板 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
L
s
L_s
Ls，电容
C
s
,
C
p
C_s ,C_p
Cs,Cp；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 的接收板，采用 倍压整流 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 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 设计方案给出的计算过程进行计算：
【表3-1 设计条件】
参数名称数值单位输出电流
I
0
I_0
I05A输入电压
U
0
U_0
U010V接收线圈电感
L
0
L_0
L013.79
μ
H
\mu H
μH工作频率
f
0
f_0
f0150
k
H
z
kHz
kHz
【表3-2 参数计算】
参数名称公式数值单位LCC基本电抗
X
0
=
U
0
I
0
X_0 = {{U_0 } \over {I_0 }}
X0=I0U0
10
5
=
2
{{10} \over 5} = 2
510=2Ω输出电感
L
s
=
X
0
2
π
f
0
L_s = {{X_0 } \over {2\pi f_0 }}
Ls=2πf0X0
2
2
π
×
150
k
H
z
=
2.122
μ
H
{2 \over {2\pi \times 150kHz}} = 2.122\mu H
2π×150kHz2=2.122μH
μ
H
\mu H
μH并联电容
C
p
=
1
2
π
f
0
X
0
C_p = {1 \over {2\pi f_0 X_0 }}
Cp=2πf0X01
1
2
π
×
150
k
H
z
×
2
=
530.5
n
F
{1 \over {2\pi \times 150kHz \times 2}} = 530.5nF
2π×150kHz×21=530.5nFnF串联电容
C
s
=
1
(
2
π
f
0
)
2
(
L
0
−
L
s
)
C_s = {1 \over {\left( {2\pi f_0 } \right)^2 \left( {L_0 - L_s } \right)}}
Cs=(2πf0)2(L0−Ls)1
1
(
2
π
×
150
k
H
z
)
2
(
13.79
−
2.122
)
μ
H
=
96.48
n
F
{1 \over {\left( {2\pi \times 150kHz} \right)^2 \left( {13.79 - 2.122} \right)\mu H}} = 96.48nF
(2π×150kHz)2(13.79−2.122)μH1=96.48nFnF
【表3-3 实际参数】
LCC参数数值单位串联电感
L
p
=
2.02
L_p = 2.02
Lp=2.02
μ
H
\mu H
μH并联电容
C
p
=
525.9
C_p = 525.9
Cp=525.9nF串联电容
C
s
=
94.88
C_s = 94.88
Cs=94.88nF
计算LCC也可以使用下面由学生开发的 计算LCC参数的小程序 ：
▌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。
▲ 用于测试的T106-2磁环
左：进口磁环；右：国产磁环
剩下就是需要确定绕制多少圈Litz。
根据 环形电感计算公式 :
L
=
N
2
⋅
A
L
L = N^2 \cdot A_L
L=N2⋅AL
其中参数：
L
L
L：电感量（H）
A
L
A_L
AL：感应系数
N
N
N：匝数
感应系数
A
L
A_L
AL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
N
0
N_0
N0（比如10圈），然后测量对应的电感量：
L
0
L_0
L0。那么该磁环的感应系数就可以计算出来：
A
L
=
L
0
N
0
2
A_L = {{L_0 } \over {N_0^2 }}
AL=N02L0
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。
□ 公众号回复1：
卓大好: 近我们在尝试进一步提高LCC充电速度,在这个过程中我们发现有的时候LCC的输出似乎会卡在某个电压，充到那里就再也充不动了，初步怀疑是绕的电感有问题。 顺便做个广告:我自己搓的LCC计算器和电容能量计算器:LCC计算器支持自动计算LsCsCp和N(实测N的计算似乎与实际差别较大)电容计算器支持自动计算电容能量，平均充电功率和平均充电电流:
http://www.juruoyun.top/jry_wb/jry_wb_small_application/index.php#sc_lcc http://www.juruoyun.top/jry_wb/jry_wb_small_application/index.php#sc_cp 我觉得应该是没写错
□ 公众号回复2：
卓大大，后来测量，之所以充电小，还是电容的精度不够。 卓大大，能不能把那篇文章里面的东西遮一下，就是那个充电板。我们队长不让外露，很尬的
＃ 为啥不让外露呢？大家可以相互参考借鉴一下，相互观摩和学习呀。
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