基于调压电路的智能车赛道专用信号源电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于调压电路的智能车赛道专用信号源电路，包括H桥驱动电路、电流表头、调压电路、单片机和电源模块；所述H桥驱动电路用于产生交变电流；所述电流表头用于直接显示流经H桥的电流大小，即赛道导线中电流的大小；所述调压电路用于调节H桥电路的输入电压，进而改变输出电流大小；所述单片机用于输出方波信号到H桥驱动电路；所述电源模块用于给单片机和H桥驱动电路供电。本实用新型专利技术的有益效果是：能够输出稳定的20kHz方波信号，输出电流大小可调，适合不同赛道要求，完全满足参赛队伍测试电磁车模的需要。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种智能车赛道专用信号源电路，更具体说，涉及一种基于调压电路的智能车赛道专用信号源电路。 
技术介绍
全国大学生智能汽车竞赛是受教育部高等教育司委托，由教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办的全国顶级赛事，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。该项赛事在我国已经成功举办了九届，发展成为一项国内较为热门、专业、公平透明的科技竞赛，受到了各个高校的广泛欢迎和参与。 竞赛中，参赛车模按照设定好的赛道在微处理器的控制下高速行驶，而电磁组车模依靠赛道中心线中的100mA、20kHz的方波信号来进行巡线，比赛中各个车模竞争激烈，而一个稳定的信号源是电磁车完成比赛的保证。为了统一比赛条件，保证比赛的公平，竞赛主办方制作了一套复杂的信号源系统。这套系统售价昂贵、可靠性较低，不适用于日常参赛队员的调试使用。 
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种精度高、性能稳定、价格低廉的基于调压电路的智能车赛道专用信号源电路。 这种基于调压电路的智能车赛道专用信号源电路，包括H桥驱动电路、电流表头、调压电路、单片机和电源模块；所述H桥驱动电路用于产生交变电流；所述电流表头用于直接显示流经H桥的电流大小，即赛道导线中电流的大小；所述调压电路用于调节H桥电路的输入电压，进而改变输出电流大小；所述单片机用于输出方波信号到H桥驱动电路；所述电源模块用于给单片机和H桥驱动电路供电。 作为优选：所述调压电路包括线性稳压芯片TPS7A4501以及电容C1、C2、C9和C11；所述C1、C2为输入滤波电容，所述C9、C11为输出滤波电容；输出电压V-signal经过阻容滤波后输入到H桥驱动电路，调节滑动变阻器R3的阻值可改变输出电压大小。 作为优选：所述H桥驱动电路包括芯片HIP4082，H桥电路的顶端输入电压由调压电路的输出V-signal决定，H桥的底端接固定阻值的碳膜电阻R19，R19作为阻值补偿；H桥电路在两路信号PWM0和PWM1的控制下，Q1和Q4及Q2和Q3两对角线的MOS管交替导通， 从而改变电流流向，产生交流信号；二极管D5、D6、D7、D8的作用是防止管子的源极和漏极接反时烧坏MOS管，在电路有反向感生电压时，为反向感生电压提供通路，避免反向感生电压击穿MOS管。 作为优选：所述电源模块包括LM2940芯片和MC34063芯片；LED1作为发光指示元件，系统正常工作时，LED1常亮；C5、C6、C7、C8为滤波电容，保证LM2940芯片输出电压稳定；通过MC34063芯片搭建升压电路，为H桥驱动芯片提供工作电压。 本技术的有益效果是：采用了线性调压芯片来调节输出电流，简化了电路结构，提高了工作可靠性，价格低廉，输出频率稳定，抗干扰性强，系统结构简单、便于携带，稳定性能突出。能够输出稳定的20kHz方波信号，输出电流大小可调，适合不同赛道要求，完全满足参赛队伍测试电磁车模的需要。 附图说明图1是本技术的硬件结构框图； 图2是硬件电路原理图； 具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术做进一步描述。虽然本技术将结合较佳实施例进行描述，但应知道，并不表示本技术限制在所述实施例中。相反，本技术将涵盖可包含在有附后权利要求书限定的本技术的范围内的替换物、改进型和等同物。 如图1至图2所示，本实施例的基于调压电路的智能车赛道专用信号源电路使用TPS7A4501调压芯片来调节H桥电路的输入电压，进而改变输出电流大小，使用H桥电路来产生交变电流，具有输出电流大小可调，信号频率稳定，赛道适用性广等特点。与以往的信号源不同的是不需要使用分频器、反相器和限流MOS管等器件，电流大小的调整靠调压芯片来控制，简化了电路结构，提高了使用的可靠性。20kHz的方波信号控制H桥驱动电路两半桥的交替导通，产生交流信号。H桥驱动电路的输入电压由TPS7A4501调压芯片提供，其大小可以通过滑动变阻器旋钮调节，赛道中电流的大小随着调压芯片输出电压的变化而变化。本技术采用了通用的2.5mm电源插头，电压输入范围为7～20V，能通过插头配合转接口和多种稳压源连接。 如图2所示，电源模块负责给单片机和H桥驱动芯片HIP4082供电。LED1作为发光指示元件，系统正常工作时，LED1常亮。C5、C6、C7、C8为滤波电容，保证LM2940芯片输出电压稳定；通过MC34063芯片搭建升压电路，为H桥驱动芯片HIP4082提供工作电压。 调压电路采用线性稳压芯片TPS7A4501，该芯片输入电压范围广，输出电压可调(1.21V～20V)，并且输出电压纹波极小，适合直接作为电流来源。C1、C2为输入滤波电容，C9、C11为输出滤波电容，保证电压的稳定。输出电压V-signal经过阻容滤波后输入到H桥驱动电路，调节滑动变阻器R3的阻值即可改变输出电压大小，其计算公式为 VOUT=1.21V*(1+R3R1).]]>H桥电路的顶端输入电压由调压电路的输出V-signal决定，H桥的底端接固定阻值的碳膜电阻R19，即当外部赛道阻值非常小时，R19作为阻值补偿，以保证输出电压在调压芯片的可调范围内，从而保证对不同阻值赛道的适应能力。赛道中心的导线自身也具有一定的阻值R，所以输出电流的计算公式为即通过调压来调节输出电流。H桥电路在两路信号PWM0和PWM1的控制下，两对角线的MOS管交替导通，即Q1和Q4，Q2和Q3交替导通，从而改变电流流向，产生交流信号。二极管D5、D6、D7、D8的作用是防止管子的源极和漏极接反时烧坏MOS管，也可以在电路有反向感生电压时，为反向感生电压提供通路，避免反向感生电压击穿MOS管。图中signal为输出电流信号，接入到赛道导线中，DLB为电流表头，可以直接显示流经H桥的电流大小，即赛道导线中电流的大小。 按下自锁开关，装置通电工作，两路PWM信号通过驱动芯片HIP4082控制H桥电路两对角线MOS管的交替导通，从而改变输出电流流向，产生交流信号。通过调节滑动变阻器旋钮，可以改变输出电流的大小。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于调压电路的智能车赛道专用信号源电路，其特征在于：包括H桥驱动电路、电流表头、调压电路、单片机和电源模块；所述H桥驱动电路用于产生交变电流；所述电流表头用于直接显示流经H桥的电流大小，即赛道导线中电流的大小；所述调压电路用于调节H桥电路的输入电压，进而改变输出电流大小；所述单片机用于输出方波信号到H桥驱动电路；所述电源模块用于给单片机和H桥驱动电路供电。

【技术特征摘要】
1.一种基于调压电路的智能车赛道专用信号源电路，其特征在于：包括H桥驱动电路、
电流表头、调压电路、单片机和电源模块；
所述H桥驱动电路用于产生交变电流；
所述电流表头用于直接显示流经H桥的电流大小，即赛道导线中电流的大小；
所述调压电路用于调节H桥电路的输入电压，进而改变输出电流大小；
所述单片机用于输出方波信号到H桥驱动电路；
所述电源模块用于给单片机和H桥驱动电路供电。
2.根据权利要求1所述的基于调压电路的智能车赛道专用信号源电路，其特征在于：所
述调压电路包括线性稳压芯片TPS7A4501以及电容C1、C2、C9和C11；所述C1、C2为输
入滤波电容，所述C9、C11为输出滤波电容；输出电压V-signal经过阻容滤波后输入到H桥
驱动电路，调节滑动变阻器R3的阻值可改变输出电压大小。
3.根据权利要求1所述的基于调压电路的智能车赛道专用信号源电路，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李清晨，张晓峰，钟一博，陈国定，褚衍清，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33