试论同步整流在电动汽车无线充电中的运用

陈宁宁

【摘 要】电动汽车是未来重要交通工具之一，为了降低污染，保证交通的顺利运行，无线充电方式是一种必然。同步整流技术是将靠低功率和低导通电阻的MOSFET作为主体充电系统，来降低电路整体的损耗，进而提高运行效率，在电动汽车无线充电中具有重要作用，文章将其作用和具体的应用进行分析如下。

【关键词】同步整流；电动汽车；无线充电；运用

电动汽车充电方式分为有线和无线两种，有线充电是以往使用的方式，对于运行中的电动汽车，有线充电麻烦，且存在较多的安全隐患，应用范围受到影响。而无线充电方式则不受范围的影响，并且充电效率和安全性均要高于有线充电。因此成为了国内外重点研究的对象。在环境破坏日益严重的当下，电动汽车的出现显然成为一种必然，当然，这一充电方式还需要一定的技术支持，比如同步整流技术就是当下重点研究的技术之一。

1 电动汽车无线充电系统

电动后汽车无线充电系统是人类以环境保护为目标的基础上研究的一种交通方式。而实现无线充电则可以大量的节约资源，保证电动汽车的安全，目前这一技术正在研究之中，还具有一定的技术困难，比如电池技术、基础设施建设以及高成本，都是目前需要考虑的问题。可见，电动汽车的发展技术尚不能成熟，未来，在电动汽车的研究中，应将无线电能的传输方式，使用安全性上入手，实现相关技术，推动电动汽车的发展。无线电能传输主要有四种方式，根据安全性和传输距离等方式考虑，可以将耦合无线电能传输技术作为电动车的主要技术，其主要原理为同步整流技术。将该系统以高频逆变技术为主，即将直流电转化为高频的交流电，并将其发送到接收线圈，来完成整个充电过程。本文主要研究本副边整流技术，同步整流技术是近年来使用的充电整流技术，与传统的二极管整流技术相比，具有更高的效率。利用无线传输技术，则可以将电能转化为无线传播形式，再由接收端将其转化为电能形式。一般来说，无线传输方式具有两种类型，分别为辐射式和近场耦合式。其中耦合式的应用较为广泛，目前该技术的研究深度要高于后者，这一模式的主要技术表现为射频技术和微波的无线传输技术，而近场耦合传输则主要表现为磁感应传输和磁谐振的传输技术，磁感应传输也将成为未来电动汽车充电技术研究中的重点之一。

2 基于同步整流的电动汽车无线充电系统

在我们使用的电子设备中，通常是以直流负载为主，但是电网智能提供交流电，因此这就需要我们通过一定的技术将交流电转为化直流电，整流技术的核心就是讲交流电转化为直流电，在电动汽车充电系统中，交流电和直流电的转化是一种必然，因此这一技术在电动汽车无线充电中具有重要的作用。传统的整流技术主要是通过二极管来完成，二极管以单向导电为主，采用正偏导通，反偏截止技术来实现整流，这一整流技术在我国已经有多年的应用，集体导通压降小，安全性高等优点。但是，随着集成电路的出现，内部芯片对于低压的要求越来越高，运行电流也在不断的增大，这使得二极管的导通压降制约了整流过程，造成大量的能量损耗。为此，行业技术人员研究了同步整流技术，这一技术的出现将解决导通压以及电流增大等问题，能够适应电动汽车无线充电系统，提高其安全性和充电效率。

2.1 同步整流技术

同步整流的核心支持技术就是MOSFET技术，在以往二极管不能满足整流需求的前提下，采用功率MOSFET技术，进一步降低了通电阻，满足了大电流场合。该管又可成为SR管，其工作状态主要分为四种，分别为：饱和区、截止区、放大区和反向电阻区。在整流过程进行时，SR管处于反向电阻区，这是由于SR管内部是由反向并联二极管组成，通电后，二极管导通并且R管的槽底将会出现导电沟槽和反向漏极电流，并与之保持线性关系。

2.2 基于同步整流的电动汽车无线充电技术

文章主要探討基于同步整流技术的电动汽车无线充电技术。他能够具体的电动汽车无线充电系统进行研究，同步整流系统与其他系统不同在于需要驱动和控制电流，也就是SR管的闭合与导通均要受PWM信号的控制。其基本框架是由传统的二极管整流组成，包括半波、全波和桥式整流三种，同步整流技术的发展尚处于研究阶段，全桥整流在三种方式中具有一定的优势，因此本文将全桥整流技术作为主要研究对象。该系统结构是通过IR1167芯片控制SR管的导通和闭合，在IR1167内部设置三个阈值电压，一旦SR官漏源极电压时，IR1167就会输出高电平并开启MOS管。若IR1167输出低电平，则MOS关断，芯片恢复原位，进入下一个运行阶段。系统电流则通过Q1和Q4的体二极管形成两个回路，使Q1和Q4导通，电流则从二极管转移到MOS管中，经过负半周期使芯片进入下一周期，形成循环，这就是同步整流技术的全过程。同步整流技术也可以采用全程高频逆变技术，将软开关联合使用，但该技术的实现依然处于研究之中，不作为本文研究的重点。

3 总结

总之，同步整流技术与以往的二极管技术相比，具有明显的优势。在电动汽车的无线充电中，具有积极的作用。文章分析了这一技术的应用，将二极管整流和同步整流进行对比，体现了同步整流的优势。随着能源消耗的增多，采用新型的电动技术对于社会发展来说无疑是有益的，在未来这一技术将一会得到进一步的研究，我国采用无线充电的电动汽车也将在城市中得到应用，继而促进城市的发展，减少资源的浪费。本文介绍了电动汽车无线充电系统和同步整流技术，并具体阐述了该技术的实现过程。

【参考文献】

[1]刘喜声.同步整流在无线电能传输系统中的运用[J].电子科技，2015（4）.

[2]田声洋.感应耦合电能传输系统的研究与设计[J].电子科技大学学报，2012（19）.

[3]苏玉刚，张宁.同步整流技术在ICPT系统中的应用[J]电工技术学报，2016（12）.

[责任编辑：张涛]