Wireless charging technology & Application of DAWNCAP dawn capacitor in wireless charging pile
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(shù)& DAWNCAP 天明電容在無線充電樁的應(yīng)用
駕駛一輛電動(dòng)車確實(shí)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(dòng)汽車就能自動(dòng)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?yán)锊粍?dòng),在不到一小時(shí)內(nèi)就能完成以前插入式充電4-7個(gè)小時(shí)的工作,那會(huì)是多美好,很遙遠(yuǎn)么?其實(shí)不是!這種感應(yīng)式的充電技術(shù)正在悄然來到我們身邊。
無線充電技術(shù),源于無線電力輸送技術(shù)。無線充電,又稱作感應(yīng)充電、非接觸式感應(yīng)充電,是利用近場(chǎng)感應(yīng),也就是電感耦合,由供電設(shè)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(duì)電池充電,并同時(shí)供其本身運(yùn)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(dǎo)電接點(diǎn)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(yīng)式充電:
利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行充電的設(shè)備,類似于變壓器。在發(fā)送和接收端各有一個(gè)線圈,在發(fā)送端連接有線電源產(chǎn)生電磁信號(hào),接收端線圈感應(yīng)發(fā)送端的電磁信號(hào)從而產(chǎn)生電流給用電設(shè)備。
圖2:電磁感應(yīng)式充電
2)磁場(chǎng)共振充電:
由能量發(fā)送裝置,和能量接收裝置組成,當(dāng)兩個(gè)裝置調(diào)整到相同頻率,或者說在一個(gè)特定的頻率上共振,它們就可以交換彼此的能量。
圖3:磁場(chǎng)共振式充電
3)無線電波式充電:
這是發(fā)展較為成熟的技術(shù),類似于早期使用的礦石收音機(jī),主要有微波發(fā)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(fù)載作出調(diào)整的同時(shí)保持穩(wěn)定的直流電壓。
表1:三種無線充電裝置的對(duì)比情況
磁場(chǎng)共振方式,是現(xiàn)在最被看好、將來最有希望廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車的一種方式。利用這種原理的車用無線充電系統(tǒng),就是利用磁共振效應(yīng)來對(duì)電動(dòng)或混動(dòng)車輛的動(dòng)力電池組進(jìn)行非接觸式充電。這個(gè)充電過程無需使用傳統(tǒng)的電纜即可進(jìn)行,在需要充電時(shí),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(tǒng)組成
無線充電系統(tǒng)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(nèi)部為D型供電線圈,車載接收板為D型受電線圈。
在電動(dòng)汽車的外部充電裝置中需要用到門極驅(qū)動(dòng)光耦控制IGBT/MOSFET。Silicon labs的門極隔離驅(qū)動(dòng)器Si827x最大驅(qū)動(dòng)電流4.0A,最大傳輸延時(shí)差低至60ns,-40到+150度工作溫度,汽車級(jí)認(rèn)證,高達(dá)2.5KV的隔離等級(jí)(符合UL1577 和 VDE0884標(biāo)準(zhǔn)),工業(yè)領(lǐng)先的共模瞬變抑制(CMTI),嚴(yán)格的時(shí)序規(guī)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(dú)特的功能,如單獨(dú)pull-up/down輸出;UVLO欠壓鎖定保護(hù)功能,關(guān)閉驅(qū)動(dòng)器輸出;精確的可編程死區(qū)時(shí)間。輸入形式有單路PWM或者雙路數(shù)字信號(hào)輸入,同時(shí)Si827x提供單路、雙路和高低側(cè)輸出。非常適合于高速M(fèi)OSFET驅(qū)動(dòng),其抗噪聲能力強(qiáng)、高效而體積小,被廣泛用于變頻、伺服及新能源領(lǐng)域,因此在無線充電設(shè)備這種需要極速響應(yīng)的應(yīng)用中特別適合。
圖5:電動(dòng)汽車無線充電系統(tǒng)原理圖
圖6:Si827x在無線充電樁中的應(yīng)用
Si827x應(yīng)用特點(diǎn):
1)由于磁共振過程中能量的損失要低于電流在傳統(tǒng)線纜中的損耗,因此采用門極隔離驅(qū)動(dòng)器Si827x使得無線充電的效率非常高,可以達(dá)到95%以上,超過了線纜充電。
2)在充電速度方面,可以根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整充電的功率,范圍6.6kW-20kW。
3)可以在400cm米以內(nèi)完成對(duì)車輛的感應(yīng)充電。
4)按20kW計(jì)算,充滿電池容量85kWh的電動(dòng)汽車僅需要不到5小時(shí);而峰值功率50千瓦的快充可以在一小時(shí)內(nèi)充滿(半小時(shí)充80%)。
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