以无线克服电动汽车的里程焦虑

原则上，无线充电的工作方式与有线充电非常相似。电源电压转换为直流电（DC）并用于为电池充电。在较高的功率水平下，会使用功率因数校正（PFC）级。大多数基于主电源的充电器使用电流隔离变压器，这是有线和无线充电器之间的本质区别。

图1: 典型充电器框图

在有线应用中，变压器是一个带有核心的单元，可确保初级产生的（几乎）所有通量都能耦合到次级。这确保了高水平功率传输，进而助力构建高能效的充电器。

为了打造无线充电器，变压器被分为初级和次级，初级（发射器）保留在充电器中，次级（接收器）位于将要充电的设备中。初级和次级之间的距离将因应用而异，并会对充电器的性能产生重大影响。

通过将核心替换为“空气”，通量传输减少。如果在基于核心的变压器中，耦合系数（k）近似为1，那么在无线应用中，k的值将接近0.25。实际值将与两个线圈之间的距离成反比，且如果初级和次级未对准，则实际值也将减小。

然而，通过在初级和次级引入磁共振可改善这种情况。通过使用两个调谐电路，功率以特定的频率传输，且与非谐振方法相比，功率传输的能效可近乎翻倍。

图2: 采用谐振方法的无线功率传输

这种方法的另一优点是具有更好的电磁干扰（EMI）性能，这对无线充电的大规模推广至关重要。它还允许使用诸如零电压开关（ZVS）或零电流开关（ZCS）等技术，这两种技术对于实现极高能效的功率传输都起着重要作用。

WEVC的当前状态

无线充电是克服EV发展阻力（例如里程焦虑）的关键，并对该技术在全球范围内的采用起着重要作用。早期的推行（如马里兰州的公共汽车系统）起到了作用,但像高通和本田等公司正在测试的动态充电计划终将实现EV的最终目标，即具有超越汽油动力汽车的无限续航里程和便利性。

这场革命的核心是半导体器件，它们终将提供所需的能效和可靠性，使这些理论性的方案成为大规模生产的现实和成功。安森美半导体是一家在此方面非常活跃的公司，在电源管理和高能效电源转换方面拥有广泛的经验。在其产品范围内，安森美半导体提供全面的产品系列，包括高能效IGBT和MOSFET等分立式开关器件、MOSFET驱动器、电压和电流管理系统、AC-DC控制器和稳压器、智能功率模块和电池管理产品等。