試論同步整流在電動汽車無線充電中的運用

陳寧寧

【摘 要】電動汽車是未來重要交通工具之一，為了降低污染，保證交通的順利運行，無線充電方式是一種必然。同步整流技術是將靠低功率和低導通電阻的MOSFET作為主體充電系統，來降低電路整體的損耗，進而提高運行效率，在電動汽車無線充電中具有重要作用，文章將其作用和具體的應用進行分析如下。

【關鍵詞】同步整流；電動汽車；無線充電；運用

電動汽車充電方式分為有線和無線兩種，有線充電是以往使用的方式，對于運行中的電動汽車，有線充電麻煩，且存在較多的安全隱患，應用范圍受到影響。而無線充電方式則不受范圍的影響，并且充電效率和安全性均要高于有線充電。因此成為了國內外重點研究的對象。在環境破壞日益嚴重的當下，電動汽車的出現顯然成為一種必然，當然，這一充電方式還需要一定的技術支持，比如同步整流技術就是當下重點研究的技術之一。

1 電動汽車無線充電系統

電動后汽車無線充電系統是人類以環境保護為目標的基礎上研究的一種交通方式。而實現無線充電則可以大量的節約資源，保證電動汽車的安全，目前這一技術正在研究之中，還具有一定的技術困難，比如電池技術、基礎設施建設以及高成本，都是目前需要考慮的問題。可見，電動汽車的發展技術尚不能成熟，未來，在電動汽車的研究中，應將無線電能的傳輸方式，使用安全性上入手，實現相關技術，推動電動汽車的發展。無線電能傳輸主要有四種方式，根據安全性和傳輸距離等方式考慮，可以將耦合無線電能傳輸技術作為電動車的主要技術，其主要原理為同步整流技術。將該系統以高頻逆變技術為主，即將直流電轉化為高頻的交流電，并將其發送到接收線圈，來完成整個充電過程。本文主要研究本副邊整流技術，同步整流技術是近年來使用的充電整流技術，與傳統的二極管整流技術相比，具有更高的效率。利用無線傳輸技術，則可以將電能轉化為無線傳播形式，再由接收端將其轉化為電能形式。一般來說，無線傳輸方式具有兩種類型，分別為輻射式和近場耦合式。其中耦合式的應用較為廣泛，目前該技術的研究深度要高于后者，這一模式的主要技術表現為射頻技術和微波的無線傳輸技術，而近場耦合傳輸則主要表現為磁感應傳輸和磁諧振的傳輸技術，磁感應傳輸也將成為未來電動汽車充電技術研究中的重點之一。

2 基于同步整流的電動汽車無線充電系統

在我們使用的電子設備中，通常是以直流負載為主，但是電網智能提供交流電，因此這就需要我們通過一定的技術將交流電轉為化直流電，整流技術的核心就是講交流電轉化為直流電，在電動汽車充電系統中，交流電和直流電的轉化是一種必然，因此這一技術在電動汽車無線充電中具有重要的作用。傳統的整流技術主要是通過二極管來完成，二極管以單向導電為主，采用正偏導通，反偏截止技術來實現整流，這一整流技術在我國已經有多年的應用，集體導通壓降小，安全性高等優點。但是，隨著集成電路的出現，內部芯片對于低壓的要求越來越高，運行電流也在不斷的增大，這使得二極管的導通壓降制約了整流過程，造成大量的能量損耗。為此，行業技術人員研究了同步整流技術，這一技術的出現將解決導通壓以及電流增大等問題，能夠適應電動汽車無線充電系統，提高其安全性和充電效率。

2.1 同步整流技術

同步整流的核心支持技術就是MOSFET技術，在以往二極管不能滿足整流需求的前提下，采用功率MOSFET技術，進一步降低了通電阻，滿足了大電流場合。該管又可成為SR管，其工作狀態主要分為四種，分別為：飽和區、截止區、放大區和反向電阻區。在整流過程進行時，SR管處于反向電阻區，這是由于SR管內部是由反向并聯二極管組成，通電后，二極管導通并且R管的槽底將會出現導電溝槽和反向漏極電流，并與之保持線性關系。

2.2 基于同步整流的電動汽車無線充電技術

文章主要探討基于同步整流技術的電動汽車無線充電技術。他能夠具體的電動汽車無線充電系統進行研究，同步整流系統與其他系統不同在于需要驅動和控制電流，也就是SR管的閉合與導通均要受PWM信號的控制。其基本框架是由傳統的二極管整流組成，包括半波、全波和橋式整流三種，同步整流技術的發展尚處于研究階段，全橋整流在三種方式中具有一定的優勢，因此本文將全橋整流技術作為主要研究對象。該系統結構是通過IR1167芯片控制SR管的導通和閉合，在IR1167內部設置三個閾值電壓，一旦SR官漏源極電壓時，IR1167就會輸出高電平并開啟MOS管。若IR1167輸出低電平，則MOS關斷，芯片恢復原位，進入下一個運行階段。系統電流則通過Q1和Q4的體二極管形成兩個回路，使Q1和Q4導通，電流則從二極管轉移到MOS管中，經過負半周期使芯片進入下一周期，形成循環，這就是同步整流技術的全過程。同步整流技術也可以采用全程高頻逆變技術，將軟開關聯合使用，但該技術的實現依然處于研究之中，不作為本文研究的重點。

3 總結

總之，同步整流技術與以往的二極管技術相比，具有明顯的優勢。在電動汽車的無線充電中，具有積極的作用。文章分析了這一技術的應用，將二極管整流和同步整流進行對比，體現了同步整流的優勢。隨著能源消耗的增多，采用新型的電動技術對于社會發展來說無疑是有益的，在未來這一技術將一會得到進一步的研究，我國采用無線充電的電動汽車也將在城市中得到應用，繼而促進城市的發展，減少資源的浪費。本文介紹了電動汽車無線充電系統和同步整流技術，并具體闡述了該技術的實現過程。

【參考文獻】

[1]劉喜聲.同步整流在無線電能傳輸系統中的運用[J].電子科技，2015（4）.

[2]田聲洋.感應耦合電能傳輸系統的研究與設計[J].電子科技大學學報，2012（19）.

[3]蘇玉剛，張寧.同步整流技術在ICPT系統中的應用[J]電工技術學報，2016（12）.

[責任編輯：張濤]