基于調(diào)壓電路的智能車賽道專用信號源電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于調(diào)壓電路的智能車賽道專用信號源電路，包括H橋驅(qū)動電路、電流表頭、調(diào)壓電路、單片機和電源模塊；所述H橋驅(qū)動電路用于產(chǎn)生交變電流；所述電流表頭用于直接顯示流經(jīng)H橋的電流大小，即賽道導(dǎo)線中電流的大?。凰稣{(diào)壓電路用于調(diào)節(jié)H橋電路的輸入電壓，進而改變輸出電流大??；所述單片機用于輸出方波信號到H橋驅(qū)動電路；所述電源模塊用于給單片機和H橋驅(qū)動電路供電。本實用新型的有益效果是：能夠輸出穩(wěn)定的20kHz方波信號，輸出電流大小可調(diào)，適合不同賽道要求，完全滿足參賽隊伍測試電磁車模的需要。
【專利說明】基于調(diào)壓電路的智能車賽道專用信號源電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種智能車賽道專用信號源電路，更具體說，涉及一種基于調(diào)壓 電路的智能車賽道專用信號源電路。

【背景技術(shù)】
[0002] 全國大學(xué)生智能汽車競賽是受教育部高等教育司委托，由教育部高等學(xué)校自動化 專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會主辦的全國頂級賽事，是教育部倡導(dǎo)的大學(xué)生科技競賽之一。該項 賽事在我國已經(jīng)成功舉辦了九屆，發(fā)展成為一項國內(nèi)較為熱門、專業(yè)、公平透明的科技競 賽，受到了各個高校的廣泛歡迎和參與。
[0003] 競賽中，參賽車模按照設(shè)定好的賽道在微處理器的控制下高速行駛，而電磁組車 模依靠賽道中心線中的100mA、20kHz的方波信號來進行巡線，比賽中各個車模競爭激烈， 而一個穩(wěn)定的信號源是電磁車完成比賽的保證。為了統(tǒng)一比賽條件，保證比賽的公平，競賽 主辦方制作了一套復(fù)雜的信號源系統(tǒng)。這套系統(tǒng)售價昂貴、可靠性較低，不適用于日常參賽 隊員的調(diào)試使用。 實用新型內(nèi)容
[0004] 本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種精度高、性能穩(wěn)定、價格低 廉的基于調(diào)壓電路的智能車賽道專用信號源電路。
[0005] 這種基于調(diào)壓電路的智能車賽道專用信號源電路，包括H橋驅(qū)動電路、電流表頭、 調(diào)壓電路、單片機和電源模塊；所述H橋驅(qū)動電路用于產(chǎn)生交變電流；所述電流表頭用于直 接顯示流經(jīng)H橋的電流大小，即賽道導(dǎo)線中電流的大??；所述調(diào)壓電路用于調(diào)節(jié)H橋電路的 輸入電壓，進而改變輸出電流大小；所述單片機用于輸出方波信號到H橋驅(qū)動電路；所述電 源模塊用于給單片機和H橋驅(qū)動電路供電。
[0006] 作為優(yōu)選：所述調(diào)壓電路包括線性穩(wěn)壓芯片TPS7A4501以及電容Cl、C2、C9和 Cll ;所述Cl、C2為輸入濾波電容，所述C9、Cll為輸出濾波電容；輸出電壓V-Signal經(jīng)過 阻容濾波后輸入到H橋驅(qū)動電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器R3的阻值可改變輸出電壓大小。
[0007] 作為優(yōu)選：所述H橋驅(qū)動電路包括芯片HIP4082, H橋電路的頂端輸入電壓由調(diào)壓 電路的輸出V-signal決定，H橋的底端接固定阻值的碳膜電阻R19，R19作為阻值補償；H橋 電路在兩路信號PWMO和PWMl的控制下，Ql和Q4及Q2和Q3兩對角線的MOS管交替導(dǎo)通， 從而改變電流流向，產(chǎn)生交流信號；二極管D5、D6、D7、D8的作用是防止管子的源極和漏極 接反時燒壞MOS管，在電路有反向感生電壓時，為反向感生電壓提供通路，避免反向感生電 壓擊穿MOS管。
[0008] 作為優(yōu)選：所述電源模塊包括LM2940芯片和MC34063芯片；LEDl作為發(fā)光指示元 件，系統(tǒng)正常工作時，LEDl常亮；C5、C6、C7、C8為濾波電容，保證LM2940芯片輸出電壓穩(wěn) 定；通過MC34063芯片搭建升壓電路，為H橋驅(qū)動芯片提供工作電壓。
[0009] 本實用新型的有益效果是：采用了線性調(diào)壓芯片來調(diào)節(jié)輸出電流，簡化了電路結(jié) 構(gòu)，提高了工作可靠性，價格低廉，輸出頻率穩(wěn)定，抗干擾性強，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、便于攜帶，穩(wěn) 定性能突出。能夠輸出穩(wěn)定的20kHz方波信號，輸出電流大小可調(diào)，適合不同賽道要求，完 全滿足參賽隊伍測試電磁車模的需要。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1是本實用新型的硬件結(jié)構(gòu)框圖；
[0011] 圖2是硬件電路原理圖；

【具體實施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步描述。雖然本實用新型將結(jié)合較 佳實施例進行描述，但應(yīng)知道，并不表示本實用新型限制在所述實施例中。相反，本實用新 型將涵蓋可包含在有附后權(quán)利要求書限定的本實用新型的范圍內(nèi)的替換物、改進型和等同 物。
[0013] 如圖1至圖2所示，本實施例的基于調(diào)壓電路的智能車賽道專用信號源電路使用 TPS7A4501調(diào)壓芯片來調(diào)節(jié)H橋電路的輸入電壓，進而改變輸出電流大小，使用H橋電路來 產(chǎn)生交變電流，具有輸出電流大小可調(diào)，信號頻率穩(wěn)定，賽道適用性廣等特點。與以往的信 號源不同的是不需要使用分頻器、反相器和限流MOS管等器件，電流大小的調(diào)整靠調(diào)壓芯 片來控制，簡化了電路結(jié)構(gòu)，提高了使用的可靠性。20kHz的方波信號控制H橋驅(qū)動電路兩 半橋的交替導(dǎo)通，產(chǎn)生交流信號。H橋驅(qū)動電路的輸入電壓由TPS7A4501調(diào)壓芯片提供，其 大小可以通過滑動變阻器旋鈕調(diào)節(jié)，賽道中電流的大小隨著調(diào)壓芯片輸出電壓的變化而變 化。本實用新型采用了通用的2. 5_電源插頭，電壓輸入范圍為7?20V，能通過插頭配合 轉(zhuǎn)接口和多種穩(wěn)壓源連接。
[0014] 如圖2所示，電源模塊負責(zé)給單片機和H橋驅(qū)動芯片HIP4082供電。LEDl作為發(fā) 光指示元件，系統(tǒng)正常工作時，LEDl常亮。C5、C6、C7、C8為濾波電容，保證LM2940芯片輸 出電壓穩(wěn)定；通過MC34063芯片搭建升壓電路，為H橋驅(qū)動芯片HIP4082提供工作電壓。
[0015] 調(diào)壓電路采用線性穩(wěn)壓芯片TPS7A4501，該芯片輸入電壓范圍廣，輸出電壓可 調(diào)（I. 21V?20V)，并且輸出電壓紋波極小，適合直接作為電流來源。Cl、C2為輸入濾波 電容，C9、Cll為輸出濾波電容，保證電壓的穩(wěn)定。輸出電壓V-signal經(jīng)過阻容濾波后 輸入到H橋驅(qū)動電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器R3的阻值即可改變輸出電壓大小，其計算公式為

【權(quán)利要求】
1. 一種基于調(diào)壓電路的智能車賽道專用信號源電路，其特征在于：包括H橋驅(qū)動電路、 電流表頭、調(diào)壓電路、單片機和電源模塊； 所述H橋驅(qū)動電路用于產(chǎn)生交變電流； 所述電流表頭用于直接顯示流經(jīng)H橋的電流大小，即賽道導(dǎo)線中電流的大?。? 所述調(diào)壓電路用于調(diào)節(jié)H橋電路的輸入電壓，進而改變輸出電流大小； 所述單片機用于輸出方波信號到H橋驅(qū)動電路； 所述電源模塊用于給單片機和H橋驅(qū)動電路供電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于調(diào)壓電路的智能車賽道專用信號源電路，其特征在于：所述調(diào)壓電路包括線性穩(wěn)壓芯片TPS7A4501以及電容C1、C2、C9和C11 ;所述C1、C2為輸入 濾波電容，所述C9、C11為輸出濾波電容；輸出電壓V-signal經(jīng)過阻容濾波后輸入到H橋驅(qū) 動電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器R3的阻值可改變輸出電壓大小。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于調(diào)壓電路的智能車賽道專用信號源電路，其特征在于：所述H橋驅(qū)動電路包括芯片HIP4082，H橋電路的頂端輸入電壓由調(diào)壓電路的輸出V-signal 決定，H橋的底端接固定阻值的碳膜電阻R19, R19作為阻值補償；H橋電路在兩路信號PWMO 和PWM1的控制下，Q1和Q4及Q2和Q3兩對角線的MOS管交替導(dǎo)通，從而改變電流流向，產(chǎn) 生交流信號；二極管D5、D6、D7、D8的作用是防止管子的源極和漏極接反時燒壞MOS管，在 電路有反向感生電壓時，為反向感生電壓提供通路，避免反向感生電壓擊穿MOS管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于調(diào)壓電路的智能車賽道專用信號源電路，其特征在于：所述電源模塊包括LM2940芯片和MC34063芯片；LED1作為發(fā)光指示元件，系統(tǒng)正常工作 時，LED1常亮；05、06工7、08為濾波電容，保證1112940芯片輸出電壓穩(wěn)定；通過]\?：34063芯 片搭建升壓電路，為H橋驅(qū)動芯片提供工作電壓。
【文檔編號】G05F1/56GK204215301SQ201420491138
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】李清晨, 張曉峰, 鐘一博, 陳國定, 褚衍清 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)