大功率MI線圈生產技術

MI感應范圍窄，能量只在線圈導體周圍有良好的感應。在CLC結構中，線圈的兩端在與電容器的連接處振幅最大，因此具有最大的電磁能量接收和發射能力。線圈的兩端為反相信號。在螺旋繞線方式中，最外層和最內層線圈為反相信號，最外層和最內層線圈之間的信號最弱。

如果采用傳統的繞線方式，當線圈變大時，最外層線圈和最內層線圈之間會出現一大段沒有感應能力的導線，線圈阻抗會增加，從而使效率變差。如圖 6 發射線圈制作示例所示，線圈外側和內側的線端諧振幅度最大，采用窄間距繞制方式，提供最大的電磁能量傳輸能力;在導線的中點，幅值信號最小，采用寬間距繞制方式，縮短導線長度，降低導線阻抗。

當兩個具有相同繞組方式的大線圈感應相互靠近時，會發生過耦合現象，即發射線圈的驅動能量完全轉移到接收線圈，不能產生諧振。為防止大線圈在感應距離較近的情況下出現過耦合現象，將接收線圈中較寬的間距所產生的間隙位置與發射線圈的間隙位置錯開。得到的發射線圈和接收線圈雖然外形尺寸相同，但內部結構不同。即使線圈完全對齊并閉合，線圈中的間隙位置也是錯開的，因此導線不會完全重合。

在 MI 技術中，增加線圈尺寸以增加感應范圍。但是，線圈尺寸的增加會由于線圈繞組數的增加而導致阻抗的增加和效率的降低。當發射線圈和接收線圈之間的感應距離因線圈尺寸增加而過近時，會發生過耦合，難以諧振。上述兩個問題都可以通過可變間隙線圈繞制方法來解決。

磁感應具有成本低的優點

MI技術中，線圈結構簡單，實際工作中線圈的工作頻率在100KHz左右。電路設計采用通用部件，采購方便，成本相對較低。MI驅動器是一般開關電源系統中常見的MOSFET元件，易銷且便宜。諧振電容MLCC和C0G/NP0近年來在手機無線充電應用中得到廣泛應用。市場流通量較大，容易獲得;肖特基二極管在接收器上用作整流器，也是電力系統中常用的元件。

接收端的MOSFET和諧振電容與發射端的MOSFET和諧振電容通用，零件易得，成本低。市面上的手機無線充電多為MI技術，內部線圈已經標準化。現成的產品可以直接在市場上購買。由于廠家眾多，標準化線圈的成本也較低。電動汽車無線充電仍處于發展階段，其線圈元件尚未標準化。目前，大線圈為定制產品，而MI技術所用的線圈由線材和磁性材料制成，結構簡單，生產技術壁壘低。

磁感應并聯拓撲

如果選用高規格的元器件來提高發射功率，則元器件獲取難度大，成本高。為擴大傳輸功率，可采用多根導線并聯MI線圈，制成低阻抗線圈，以增加載流能力。每根線單獨連接驅動器和整流器，單個驅動器和整流器保持使用通用規格元件，在擴大發射功率后可以保持低成本和易于獲得的優勢。在實踐中，每根帶驅動器和整流器的線可以承載最大 10A 的電流，如圖 10 MI 并聯線圈驅動器和整流器拓撲所示。

圖中三組驅動器和三組整流器分別連接到由三根導線組成的線圈上。發射端的三組驅動器分別接諧振電容，再接線圈。三個發射線圈并聯，以保持發射信號的一致性。這種設計分散了驅動器電流并擴大了功率輸出。接收端線圈實體是由三根導線平行繞制而成的單線圈。三組接收線圈分別與三組整流器相連。經整流器輸出后，輸出并聯供后端負載使用。單個整流器保持使用通用規格元件。這種拓撲結構可以擴展傳輸功率并保持低成本。

用于電動汽車應用的磁感應無線充電

無線充電商業化的關鍵是價格，這取決于生產成本。MI技術結構簡單，元器件容易獲得。可傳輸的最大功率和感應距離與MR技術相差不大。MI技術安全機制完備，輸電線圈金屬異物檢測可準確識別金屬異物，無需額外檢測線圈;線圈很容易制作。通過改變導線間隙的方法可以制成低阻抗、高效率的線圈，在距離范圍內可以正常工作;輸出功率在并聯線圈中擴展。可以使用低成本組件生產高功率無線充電模塊。

過去，電動汽車無線充電的應用與MR技術直接相關。近年來，MI技術的量產技術成熟，在傳輸效率、最大傳輸功率和感應范圍等方面都取得了進步。MI技術的低成本優勢有望推動電動汽車無線充電的普及。

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