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Driving an electric car is very comfortable, but also face the trouble of charging and mileage anxiety, but as long as the parking, the electric car will automatically be removed from the wireless charging, plug charging troubles, so it is more perfect. Imagine, if you can sit in the car without moving, and in less than an hour, you can plug in and recharge 4-7 hours of work. How wonderful is it? Is it far away? Actually not! This kind of inductive charging technology is quietly coming to us.

無線充電技術& DAWNCAP 天明電容在無線充電樁的應用

駕駛一輛電動車確實很愜意，但也面臨充電的煩惱和里程焦慮，但是只要停車之后，電動汽車就能自動無線充電，就免去了插線充電的煩惱，這樣豈不是更完美。想象一下，如果你可以坐在車里不動，在不到一小時內就能完成以前插入式充電4-7個小時的工作，那會是多美好，很遙遠么？其實不是！這種感應式的充電技術正在悄然來到我們身邊。

無線充電技術，源于無線電力輸送技術。無線充電，又稱作感應充電、非接觸式感應充電，是利用近場感應，也就是電感耦合，由供電設備（充電器）將能量傳送至用電的裝置。該裝置使用接收到的能量對電池充電，并同時供其本身運作之用。由于充電器與用電裝置之間以電感耦合傳送能量，兩者之間不用電線連接，因此充電器及用電的裝置都可以做到無導電接點外露。

圖1：無線充電樁圖示

無線充電主要分為以下三種：
1）電磁感應式充電：
利用電磁感應原理進行充電的設備，類似于變壓器。在發送和接收端各有一個線圈，在發送端連接有線電源產生電磁信號，接收端線圈感應發送端的電磁信號從而產生電流給用電設備。

圖2：電磁感應式充電

2）磁場共振充電：
由能量發送裝置，和能量接收裝置組成，當兩個裝置調整到相同頻率，或者說在一個特定的頻率上共振，它們就可以交換彼此的能量。

圖3：磁場共振式充電

3）無線電波式充電：
這是發展較為成熟的技術，類似于早期使用的礦石收音機，主要有微波發射裝置和微波接收裝置組成，可以捕捉到從墻壁彈回的無線電波能量，在隨負載作出調整的同時保持穩定的直流電壓。

表1：三種無線充電裝置的對比情況

磁場共振方式，是現在最被看好、將來最有希望廣泛應用于電動汽車的一種方式。利用這種原理的車用無線充電系統，就是利用磁共振效應來對電動或混動車輛的動力電池組進行非接觸式充電。這個充電過程無需使用傳統的電纜即可進行，在需要充電時，車主僅需要將車輛停放在充電板上方即可，因此更加方便、省力。

圖4：無線充電樁系統組成

無線充電系統包括：供電組件、充電板、車載接收板和車載控制器。其中充電板內部為D型供電線圈，車載接收板為D型受電線圈。

在電動汽車的外部充電裝置中需要用到門極驅動光耦控制IGBT/MOSFET。Silicon labs的門極隔離驅動器Si827x最大驅動電流4.0A，最大傳輸延時差低至60ns，-40到+150度工作溫度，汽車級認證，高達2.5KV的隔離等級（符合UL1577 和 VDE0884標準）,工業領先的共模瞬變抑制（CMTI），嚴格的時序規格，降低隨著溫度和年齡的變化，非常高的可靠性。它還提供了獨特的功能，如單獨pull-up/down輸出；UVLO欠壓鎖定保護功能，關閉驅動器輸出；精確的可編程死區時間。輸入形式有單路PWM或者雙路數字信號輸入，同時Si827x提供單路、雙路和高低側輸出。非常適合于高速MOSFET驅動，其抗噪聲能力強、高效而體積小，被廣泛用于變頻、伺服及新能源領域，因此在無線充電設備這種需要極速響應的應用中特別適合。

圖5：電動汽車無線充電系統原理圖

圖6：Si827x在無線充電樁中的應用

Si827x應用特點：
1）由于磁共振過程中能量的損失要低于電流在傳統線纜中的損耗，因此采用門極隔離驅動器Si827x使得無線充電的效率非常高，可以達到95%以上，超過了線纜充電。
2）在充電速度方面，可以根據實際需求調整充電的功率，范圍6.6kW-20kW。
3）可以在400cm米以內完成對車輛的感應充電。
4）按20kW計算，充滿電池容量85kWh的電動汽車僅需要不到5小時；而峰值功率50千瓦的快充可以在一小時內充滿（半小時充80%）。