Приложение на твърдотелни устройства като диод, s контролиран от ilicon токоизправител (SCR) , тиристори, тиристори за изключване на порта, TRIAC, биполярен транзистор за свързване (BJT), Power MOSFET и така нататък за управление и преобразуване на електрическа мощност се нарича p собствена електроника . Приложението на силовата електроника в автомобилните приложения играе основна роля в контрола на автомобилната електроника. Автомобилната електроника включва модерно електрическо сервоуправление, главен инвертор HEV, централно управление на тялото, спирачна система, управление на седалките и т.н.

Силова електроника в автомобилните приложения

Защо силовата електроника се използва в автомобилните приложения?

В ежедневния си живот често наблюдаваме топлина, излъчвана от двигателя на автомобила, след като колата е била измината за определено разстояние. Това се дължи на силовата система на автомобилната електроника с двигател или с вътрешно горене или двигател като една от подсистемите, работеща с висока температура над 125 градуса по Целзий. Прилагане на силова електроника с компоненти като силициева основа мощност MOSFETs и IGBT, които се използват като силови електронни превключватели в системата на силовата система на автомобилните електрически и електронни системи за намаляване на общия размер. А също и за управление на топлинни проблеми, при които се използва висока мощност от kW за подобряване на горивната ефективност.

Двуканален MOSFET на силициева основа

“какви са двете предпазни устройства, използвани във веригите? ”

Ограниченията могат да бъдат преодолени чрез използване на широколентови междинни полупроводници като силициев карбид с висока работна температура, която позволява поставянето на веригата близо до място с висока температура. Той има два или три пъти по-висока топлопроводимост от силиция, което ще премахне нуждата от големи медни блокове и водни риза. Силициевият карбид има високо напрежение на пробив и способен да превключва при високи честоти с много по-малка загуба на мощност, което прави общия размер на веригата много малък.

Чип от силициев карбид

Приложение на силовата електроника

Приложения за силова електроника са разширени в различни области като космическа, автомобилна електрически и електронни системи , търговски, индустриални, жилищни, телекомуникационни, транспортни, комунални системи и др. В случай на автомобилна електроника, генерираните с електрическа енергия системи се използват в автомобили като пътни превозни средства като телематика, развлекателни системи в автомобила, карпутери и т.н. Необходимостта от управление на двигатели на автомобили възниква в автомобилната електроника за правилно управление и преобразуване.

Компоненти за автомобилна електроника

Автомобилната електроника се класифицира в различни видове: електроника на двигателя, електроника на трансмисията, електроника на шасито, активна безопасност, помощ за водача, комфорт на пътниците и системи за забавление. За всяка енергийна система като DC / DC или DC / AC или AC / DC, мощността електронни компоненти като контролери, драйвери за порта, конвертори и т.н. са необходими. Като цяло, въз основа на изискванията на производителя на превозното средство или захранването, аналоговите или цифровите контролери се избират така, че да се вземат предвид следните параметри, включително цена, интеграция, надеждност и гъвкавост.

Приложение на силовата електроника в автомобилната електроника

Приложенията на силовата електроника в автомобилните електрически и електронни системи включват системи с високо напрежение, автомобилна генерация на енергия, захранване с превключен режим (SMPS), DC към DC преобразуватели , електрически задвижвания, тягов инвертор или DC към AC преобразувател, силов електронен компонент, изискване за висока температура, прилагане на SMPS в системата на силовото предаване и т.н. Например, помислете за модерен автомобил, в който можем да намерим много силови електронни компоненти като превключвател на запалването, контролен модул, датчик за скоростта на автомобила, сензор за управление и други компоненти, както е показано на горната фигура.

1. Автомобилно производство на енергия

Приложението на силовата електроника в автомобилната система за производство на електроенергия осигурява на автомобилните алтернатори подобрена ефективност и висока мощност, заедно с издръжлив капацитет при висока температура и висока плътност на мощността с разнообразни изследвания при проектирането на алтернатор с приложения за силова електроника с превключен режим. Често използваният алтернатор в автомобилните приложения е алтернаторът Lundell или Claw-pole, тъй като е подходящ за необходимите нови характеристики. Характеристиките на полето и котвата на този алтернатор се подобряват чрез използването на силова електроника. Тези алтернатори се използват в автомобилите за захранване на батериите и електрическата система, докато двигателят работи. Автомобилните генератори се нуждаят от силова електроника волтажен регулатор за производство на постоянно напрежение на клемите на акумулатора чрез модулиране на малък полеви ток.

Изрязан изглед на алтернатора Lundell

2. Захранване с комутируем режим (SMPS)

Концепцията SMPS се основава на устройствата за силова електроника, като полупроводникови устройства, които работят в включено състояние, което има нулево напрежение и изключено състояние, което има нулев ток по време на това състояние теоретично със 100% ефективност. За да включите и изключите тези мощни полупроводникови устройства техника на широчинно-импулсна модулация (ШИМ) се използва. По-малко обемисти и малки по размер преобразуватели на силова електроника се използват за високочестотно превключване, тъй като тези превключватели могат да работят при високи честоти на превключване.

ДЗПО

“как да изградите електрическа ограда със слънчева енергия ”

SMPS приложения в системата за силово предаване

Задвижващите системи на HEV, електрически превозни средства и ICE се нуждаят от следните SMPS климатици като:

Регенеративно спиране (AC / DC)
Вградено зарядно устройство (AC / DC)
Система с две батерии (DC / DC)
Тягов двигател (DC / AC)

3. Преобразуватели DC в DC

Налични са различни топологии на DC към DC преобразуватели, които могат да се използват въз основа на изискванията. Тези топологии са класифицирани като изолирани и неизолирани топологии, които се възприемат в системите за силово предаване. Приложението на силовата електроника при превключването доведе до концепция за меко превключване, при което превключвателите са подложени на ниско напрежение, използвайки LLC или резонансен режим. Тези меко превключващи, изключително надеждни и дълготрайни преобразуватели са много полезни на пазара на автомобилна електроника. Има двупосочни преобразуватели като 400 до 12V за електрически превозни средства и 48 до 12V за хибридни електрически превозни средства или двигатели с вътрешно горене.

DC-DC преобразувател

4. Инвертор за сцепление (DC / AC)

Електрически двигатели са машини, използвани за преобразуване на електрическа енергия в механична енергия и предимно за тази цел се използват двигатели с постоянен ток, но поради ненадеждността на двигателите с постоянен ток се използват двигатели с променлив ток поради тяхната ефективност. Приложението на силовата електроника в строителните контролери за двигатели с променлив ток има огромен напредък през последните две десетилетия. По този начин, за променливотокови двигатели за захранване, мощността, съхранявана в батерии на автомобилните електрически и електронни системи на електрически превозни средства или хибридни електрически превозни средства или ICE, изисква прилагането на силова електроника като DC към AC преобразуватели или електрически инвертори .

SPI Inverter

5. Вградено зарядно устройство (AC / DC)

Превозните средства с автомобилна електроника се състоят от батерии, които трябва да се зареждат за тази цел, като захранващата променлива мощност трябва да се преобразува в постоянен ток. Знаем, че мощността може да се съхранява в батерии само под формата на постоянен ток. Това преобразуване на AC в DC може да се извърши чрез прилагането на преобразуватели на силова електроника, наречени като токоизправители.

Автомобилни батерии

Приложението на силовата електроника се увеличава с напредващите технологии в автомобилните електрически и електронни системи за подобряване на цялостната ефективност на системата с висока работна температура, увеличаване на гъвкавостта, надеждността и за намаляване на общия размер на веригата. Ако познавате някакви нови иновативни приложения на силовата електроника в автомобилната електроника, публикувайте вашите идеи и коментари в раздела за коментари по-долу.

Кредити за снимки: