▌01 问题提出

卓大大，我们测了一下空载的线圈接收交流电压，达到了50V，按照你推文中的公式设计LCC参数，（接收线圈电感为9.042uH），发现输入电流I设置成5A以下的时候，计算出来的串联电容值是负数。

下面的表格是根据前面所测量的结果计算LCC补偿电感、电容的参数。

问下是我们参数哪里设计的有问题吗？还是我们测量的数据不对呢？

▌02 问题回复

你提出的问题应该分为两个子问题：

• 子问题1：出现Cs值为负值该怎么办？
• 子问题2：为什么会出现计算串联电容Cs值为负值？

1.子问题1的回答

首先，对于子问题1 的回答相对简单。如果你前面的测量和计算都正确的话，如果出现Cs值为负值，实际上说明串联电容实际上应该修改成电感，电感值应该是$L_s-L_0$。

2.子问题2的回答

子问题2的答案稍微复杂一些。根据前面【图1-2】所显示的计算表格，说明你们计算的方法和过程应该复合在博文 无线节能信标调试说明-2021-3-3 所给出的计算方法，所以，如果数值出现问题，最大可能就是你们在前面对于电路的基本参数测量出现重大误差。

如果你们使用了正确的LRC表，对于接受线圈的参数（电感、等效串联电阻）的测量是正确的话，那么唯一可能出现问题就是对于接收线圈所接收到的互感高频电压$U_0$取值的测量出现了很大的误差。

（1）为啥你的测量结果不正确？

下图是在 无线节能信标核心板V4-测试- 中所使用的发送线圈与接收线圈。对照【图1-1】中你所使用的发送线圈与接收线圈，它们在发送线圈是一样的。下图中的接收线圈的参数为：

接收线圈参数：

电感（uH）：13.79
电阻（Ω）：0.068
重量（g）：47
尺寸（cm）：内径-7.1；外径-10.9
匝数：10匝

可以对照一下前面你的接收线圈参数，你的接收线圈的尺寸比上面接收线圈的尺寸小，电感量小。因此接收线圈与大线圈之间的互感（M）应该也比上图中两个线圈之间的互感小。由此可以知道，你的接收线圈所能够获得感应电压应该比上图中线圈小。

在 如何高效获取无线充电电能-无线节能组 测试中，将接收线圈与发送线圈放在相同高度，中心重合。使用DM3068数字万用表的交流档测量接收线圈中的交变电压为：$U_0=10.299V$。但你的接收线圈确测出了50V！所以应该判定，你的这个电压测量出错了。

（2）为啥你的数字万用表测量出错？

为什么同样使用数字万用表的交流档测量，会出现这么大的误差呢？这个问题就需要谈谈数字万用表交流信号测量的频率影响的问题了。

对于简易的指针或者数字万用表，测量交流信号时，所显示的数值往往是针对50Hz的正弦波进行校正的。如果所测量的交流信号的波形不是正弦波，或者频率不是50Hz等，都会引起测量不准确。测量波形以及频率范围可以从万用表的使用说明中看到。

在博文 什么数字万用表可以测量噪声？ 中讨论了多种数字万用表在测量交流信号时的性能。比如下面动图显示了三种数字万用表（FLUKE45, DM3068,MD8218）测量有效值1V的不同频率的交流信号的读数。

你会看到，FLUKE45,DM3068在200kHz之内都保持恒定的读数，但MD8218的读数在出现了很大的波动。特别是在150kHz时，也就是我们无线信标所使用的频率，对于1V的交流信号，它的读数居然超过了2V。

你所使用的数字万用表也极有可能是这种情况。因此你测量接收线圈的感应电压的50V是错误的，应该在10V左右。

3.该怎么办？

这说明在正确使用自己测量工具的过程中，除了理解工具本人的功能之外，还需要对于它的动态性能，频率特性有所了解。知道它所能够测量信号（不同的波形、不同的频率）的范围。对于这方面理论上的学习，建议你在信号与系统课程中好好的学习。

要获得正确的测量值，更换一个好的万用表吧。

如果现阶段没有条件更新，则建议你先使用你的数字万用表，利用一个信号发生器输出150kHz的的正弦波，幅值已知。然后使用你的数字万用表测量读数，计算出一个修正系数。利用该系数去校正你测量感应线圈的读数。

▌讨论总结

到现在为止，上面的结论也只是对遇到的问题做了一些分析。具体情况是什么样，还需要你通过后面的验证去排查出真正的原因。

但即使你获得了正确的参数值，距离能够痛快的接收无线电能还有一段距离。建议你看看博文 我们遇到瓶颈了 中别的同学所遇到的BUG，吸取他们的经验。

■ 相关文献链接:

• 无线节能信标调试说明-2021-3-3
• 无线节能信标核心板V4-测试-2021-4-3
• 如何高效获取无线充电电能-无线节能组
• 什么数字万用表可以测量噪声？
• 我们遇到瓶颈了
• 电容容值为负该怎么办？ : 对应的TSINGHUAZHUOQING公众号推文链接

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