前言

开头叠甲：本人并非电类相关专业学生，而是自动武器专业在读。作为一名硬件RMer，我的相关知识基本上都只是凭兴趣自学，专业程度远不及相关专业的同学。因此该项目涉及到的拓扑设计和相关参数计算很大程度上都是力大砖飞和俺寻思能行思想指导下的产物。如有遇到任何不合理的地方欢迎各位大佬批评指正。

虽然我们队伍今年已经无缘春茧，也不知道Alliance未来还能走多远。为了不让有意思的东西烂在仓库里从此以后再也无人问津，我最终还是决定将我自己做的相对满意的小玩意都尽可能开源一下。本开源也只希望起一个抛砖引玉的作用，总结分享一下自己从大二上学期到东部分区赛这段时间的研发历程，给还在观望是否应该下场制作无线充电的队伍一点点参考。

该项目如果从RM赛场比赛的角度看，完成度应该接近80%。

（东部赛区预检录时只差指示白灯和线材长度，并未实际上场使用过）

完整控制代码将在完成相关测试后陆续开源，目前该开源文档主要涉及硬件设计部分。

特点

可以轻松地控制发送端功率。
LCC谐振网络设计运行频率为114.514KHz，整体上能量传输效率较高（约63%~75%）

3.支持12V~32V的宽电压输入，同一块板子在基站使用可以使用市面常见的ACDC模块/ATX电源，在工程机器人上可以直接连接电源管理模块的chassis端输出而不做任何更改。

4.使用了一个简易的包络检波器来观测谐振回路的振幅；自动变频匹配最佳谐振点（暂未实现）。

5.过电流保护（OCP),过电压保护(OVP），通过外置NTC检测线圈温度，单片机内置温度传感器实现过热保护

6.使用PC95材料优化的发送线圈设计（不太懂磁场相关的仿真技术，未过多深入研究。但是凭感觉搓出来的线圈确实发热和传输效率都比裸线圈要好上不少，或许是个值得深入探索的方向）

7.主动散热

需求分析

2025赛季的规则中新增了底盘能量和无线充电装置及其相关机制。每局比赛中，英雄、步兵、哨兵机器人在底盘能量消耗大于等于20000J后，将进入“虚弱”状态。参赛队伍需要制作无线充电装置，将其布置在补给区或工程机器人上，为机器人提供外部能量来源，来减少对底盘能量的使用以及当机器人进入虚弱状态后仍能保持较高的机动性。

按照以往开发超级电容系统的经验，大致可以分为组合市面现有模块和自行研发两条路。市面上现成的无线充电收发模块要么功率较小（一般为5w-15w），要么缺少相应的通讯协议且不符合相关法规。思来想去，最终还是决定自己从头开始学习并尝试进行一些技术预研。

原理图

WirelessCharger.pdf

PCB LAYOUT

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LCC谐振网络参数仿真

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设计思路

其实早在得知这赛季新增无线充电之前，我就偶然在了解双向电源的途中发现了DAB（双有源桥）这种有意思的拓扑，并试图画个使用隔离栅极驱动的板子玩玩。所以我在进行无线充电发送端设计时最开始甚至打算直接利用之前制作的一个隔离半桥模块，直接将市电经过变压器降压后再整流后就送进全桥LCC里发射出去。但是最终出于安全性考虑，还是选用了低压直流buck boost级联全桥LCC谐振网络作为主要拓扑，这样做不仅更安全，而且开发难度也小得多（发射端的功率控制部分几乎和超级电容一模一样，级联在其后端的LCC谐振网络就算是完全开环也能工作的不错）。

ALL IN ONE & ONE FOR ALL

「只需一块板子就解决RM无线充应用」是本项目的核心思路。
最初的设想中，该项目既可作为无线充电基地侧发送端，也可装载在工程机器人上给其它兵种进行能量补给，甚至还可以作为接收端使用（利用锁相环有源整流+四开关buck boost跑mppt）。

显然，受限于本人水平和时间，并不能很好地展现该硬件拓扑的优势。该项目最后也只完成了基本的发送功能。

通讯识别

使用一个简易的包络检波器来观测谐振回路的振幅，当匹配目标谐振点的振幅后再提高输出功率。

（最开始还想利用该电路试图实现异物检测，实际上这样做似乎只能说恰巧能起类似异物检测效果，误识别概率相当大，后续将考虑改进。）

最终还是决定使用市面常见的125K RFID读卡器模块承担主要的识别功能，成本较低且通讯频率恰好落在允许范围内。

开源链接

https://github.com/liguijia/Wireless_Charger

WirelessCharger.pdf
无线充电接收线圈.epro

WirelessCharger.zip

wireless_charging_example_wrk.7z

WLC_V1.0.7z

内含

无线充电发送端硬件原理图+PCB（基于KICAD）

无线充电接收端硬件原理图+PCB（基于立创EDA）

测试代码（早期测试用代码，仅实现发送端可控功率传输，完整代码有机会在整理后再一同开源）

全桥LCC谐振参数仿真（基于ADS官方例程修改）

一些记录

原型机，和定制的硅钢片

纯手工线圈，搭配PC95底座巨重无比

第一版发送端，配合小风扇还挺不错？

发送功率控制测试

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用去年工程的臂爆改的基站，遗憾从未上过场就被当垃圾丢一边了。

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过检录ing

Final与致谢

不知不觉，打RM这个比赛已经快两年了。从超级电容到无线充电这些大的项目到小电脑电源，大符，磁编，自制主控这些小玩意几乎比赛里可能需要的硬件项目经自己的手该做的都做过一遍了。从最开始的只是觉得这个比赛很好玩，在场下默默修电容的小登到亲身经历比赛的菜逼英雄操作手中登，虽然最后无缘国赛/复活赛，自己做的东西也没几次上场的机会，虽说有不少遗憾吧，但往好处想也是至少做出了点属于自己的东西。至于还会不会坚持下去，还能不能坚持下去，那就以后再考虑吧QAQ。

感谢老老登和老登，让我这一年多的时间里学到了很多。

感谢所有硬件群群U们，水群真的能学到东西还很快乐~

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