Szilárdtest-eszközök, például dióda, s ilikon-vezérelt egyenirányító (SCR) , tirisztorok, kapu kikapcsolási tirisztorok, TRIAC, bipoláris kereszteződésű tranzisztor (BJT), Power MOSFET és így tovább az elektromos teljesítmény vezérléséhez és átalakításához p ower elektronika . A teljesítményelektronika alkalmazása az autóipari alkalmazásokban nagy szerepet játszik az autóelektronika irányításában. Az autóipari elektronika magában foglalja a modern elektromos szervokormányt, a HEV fő invertert, a központi karosszéria-vezérlést, a fékrendszert, az ülésvezérlést stb.

Teljesítmény-elektronika az autóipari alkalmazásokban

Miért használják az elektromos elektronikát az autóipari alkalmazásokban?

Mindennapi életünk során gyakran megfigyeljük az autó motorjából kisugárzó hőt, miután az autót egy bizonyos távolságra megtettük. Ennek oka az autóelektronika erőátviteli rendszere, amelynek motorja vagy belső égésű motorja vagy az alrendszer egyik motorja 125 Celsius fokot meghaladó magas hőmérsékleten működik. Teljesítményelektronika alkalmazása olyan alkatrészekkel, mint szilícium alapú hatalom MOSFET-ek és az IGBT-k, amelyeket elektromos elektronikus kapcsolóként használnak az autóipari elektromos és elektronikus rendszerek erőátviteli rendszerében a teljes méret csökkentése érdekében. És olyan hőproblémák kezelésére is, amelyekben a nagy teljesítményű kW-t használják az üzemanyag-hatékonyság javítására.

Szilikon alapú kétcsatornás MOSFET

“az ideális op erősítő jellemzői ”

A korlátozások leküzdhetők egy olyan széles sávú félvezetők használatával, mint a szilícium-karbid, magas működési hőmérsékleten, amely lehetővé teszi az áramkör magas hőmérsékletű közelében történő elhelyezését. Kétszer-háromszor nagyobb a hővezető képessége, mint a szilíciumnak, ami feleslegessé teszi a nagy rézblokkok és vízi kabátok szükségességét. A szilícium-karbid nagy megszakítási feszültséggel rendelkezik, és képes nagy frekvenciákon történő kapcsolásra, nagyon alacsony energiaveszteséggel, ami nagyon kicsivé teszi az áramkörök méretét.

Szilícium-keményfém forgács

A Power Electronics alkalmazása

Teljesítményelektronikai alkalmazások kiterjesztik különböző területekre, mint például az űrkutatás, az autóipar elektromos és elektronikus rendszerek , kereskedelmi, ipari, lakossági, telekommunikációs, közlekedési, közüzemi rendszerek stb. Az autóipari elektronika esetében az elektromosan generált rendszereket olyan gépjárművekben használják, mint például közúti járművek, például telematika, autóban elhelyezett szórakoztató rendszerek, carputers stb. A gépjárművek motorjainak vezérlésének szükségessége az autóelektronikából származik a megfelelő vezérlés és átalakítás érdekében.

Járműipari elektronikai alkatrészek

Az autóelektronikát különböző típusokba sorolják: motorelektronika, sebességváltó elektronika, alvázelektronika, aktív biztonság, vezetői segítségnyújtás, utaskomfort és szórakoztató rendszerek. Bármely energiaellátó rendszer, például DC / DC vagy DC / AC vagy AC / DC esetén az áramellátás Elektromos alkatrészek mint a vezérlők, a kapu meghajtók, az átalakítók és így tovább. Általában a jármű vagy az áramellátás gyártójának követelményei alapján az analóg vagy digitális vezérlőket úgy választják meg, hogy a következő paramétereket vegyék figyelembe, beleértve a költségeket, az integrációt, a megbízhatóságot és a rugalmasságot.

Teljesítményelektronika alkalmazása az autóipari elektronikában

A teljesítményelektronika alkalmazásai az autóipari elektromos és elektronikus rendszerekben nagyfeszültségű rendszereket, autóipari áramtermelést, kapcsolt üzemmódú tápegységet (SMPS), DC-DC átalakítók , elektromos meghajtók, vontatási inverter vagy egyenáramú váltakozó áramú átalakító, teljesítmény-elektronikus alkatrész, magas hőmérsékleti követelmény, SMPS alkalmazása erőátviteli rendszerben stb. Vegyünk például egy modern autót, amelyben számos elektromos elektronikai alkatrészt találhatunk, például gyújtáskapcsolót, vezérlőmodult, járműsebesség-érzékelőt, kormányérzékelőt és más alkatrészeket, amint az a fenti ábrán látható.

1. Gépjármű-áramtermelés

A teljesítményelektronika alkalmazása az autóipari áramtermelő rendszerben jobb hatékonyságú és nagy teljesítményű gépjármű-generátorokat kínál, magas hőmérsékleten ellenálló kapacitással és nagy teljesítménysűrűséggel, különféle kutatásokkal a váltóáramú váltóáramú áramelektronikai alkalmazások tervezésében. Az autóiparban gyakran használt generátor a Lundell vagy a Claw-pole generátor, mivel alkalmas a szükséges feltörekvő teljesítményre. Ennek a generátornak a mező- és armatúrajellemzőit javítja a teljesítmény-elektronika használata. Ezeket a generátorokat az autókban használják az akkumulátorok és az elektromos rendszer áramellátására, miközben a motor jár. Az autóipari generátorokhoz elektromos áram szükséges feszültségszabályozó az állandó feszültség előállításához az akkumulátor pólusain a kis mezőáram modulálásával.

“hogyan kell felépíteni egy frekvencia zavarót ”

Vágott nézet a Lundell generátorról

2. Kapcsoló üzemmódú tápegység (SMPS)

Az SMPS koncepció olyan teljesítményelektronikai eszközökön alapul, mint például félvezető eszközök, amelyek nulla feszültségű bekapcsolt állapotban és kikapcsolt állapotban működnek, ebben az állapotban elméletileg 100% -os hatékonysággal. Ezeknek az elektromos félvezető eszközöknek a be- és kikapcsolására impulzusszélesség modulációs (PWM) technika használt. Kevésbé terjedelmes és kisméretű teljesítményelektronikai alapú átalakítókat használnak a magas frekvenciájú kapcsolásokhoz, mivel ezek a kapcsolók magas kapcsolási frekvenciákon képesek működni.

SMPS

SMPS alkalmazások az erőátviteli rendszerben

A HEV-k, az elektromos járművek és az ICE erőátviteli rendszereinek a következő SMPS kondicionálókra van szükségük, például:

Regeneratív fékezés (AC / DC)
Fedélzeti töltő (AC / DC)
Kettős akkumulátoros rendszer (DC / DC)
Vontató motor (DC / AC)

3. DC-DC átalakítók

Különböző DC-DC átalakító topológiák állnak rendelkezésre, amelyek a követelmények alapján használhatók. Ezeket a topológiákat izolált és nem izolált topológiáknak minősítik, amelyeket az erőátviteli rendszerekben alkalmaznak. A teljesítményelektronika alkalmazása a kapcsolásban a lágy kapcsolás koncepcióját hozta el, ahol a kapcsolókat alacsony stressznek tesszük ki LLC vagy rezonáns mód használatával. Ezek a lágy kapcsolású, nagyon megbízható és hosszú élettartamú átalakítók nagyon hasznosak az autóelektronikai piacon. Kétirányú átalakítók vannak, például 400–12 V elektromos járművekhez és 48–12 V hibrid elektromos járművekhez vagy belső égésű motorokhoz.

DC-DC átalakító

4. Vontatási inverter (DC / AC)

Elektromos motorok az elektromos energia mechanikai energiává történő átalakítására szolgáló gépek, és elsősorban DC motorokat használnak erre a célra, de az egyenáramú motorok megbízhatatlansága miatt a váltakozó áramú motorokat hatékonyságuk miatt használják. A teljesítményelektronika alkalmazása a váltóáramú motorok épületvezérlőiben óriási haladást ért el az elmúlt két évtizedben. Ezért a váltakozó áramú motorok áramellátásához az elektromos járművek, illetve a hibrid elektromos járművek vagy az ICE autóipari elektromos és elektronikus rendszereinek akkumulátoraiban tárolt energia megköveteli a teljesítmény-elektronika, például az egyenáramú váltakozó áramú átalakítókra vagy elektromos inverterek .

SPI Inverter

5. Fedélzeti töltő (AC / DC)

A gépjármű-elektronikával rendelkező járművek akkumulátorokból állnak, amelyeket ebből a célból fel kell tölteni, és a tápfeszültséget egyenárammá kell alakítani. Tudjuk, hogy az akkumulátor csak DC formájában tárolható az akkumulátorokban. Ezt az AC-t DC-vé alakíthatjuk egyenirányítónak nevezett teljesítményelektronikai átalakítók alkalmazásával.

Gépjármű akkumulátorok

A teljesítményelektronika alkalmazása növekszik az autóipari elektromos és elektronikai rendszerek fejlõdõ technológiáival, amelyek javítják a rendszer hatékonyságát magas üzemi hõmérséklet mellett, növelik a rugalmasságot, a megbízhatóságot és csökkentik az áramkörök méretét. Ha ismeri a teljesítményelektronika új innovatív alkalmazási lehetőségeit az autóelektronikában, tegye meg ötleteit és megjegyzéseit az alábbi megjegyzés részben.

Fotók: