Aplicarea dispozitivelor în stare solidă, cum ar fi dioda, s redresor controlat cu ilicon (SCR) , tiristoarele, tiristoarele de închidere a porții, TRIAC, tranzistorul de joncțiune bipolar (BJT), MOSFET de putere și așa mai departe pentru controlul și conversia energiei electrice se numește p ower electronic . Aplicarea electronicii de putere în aplicațiile auto joacă un rol major în controlul electronicii auto. Electronica auto include servodirecția electrică modernă, invertorul principal HEV, controlul central al corpului, sistemul de frânare, controlul scaunelor și așa mai departe.

Electronică de putere în aplicații auto

De ce sunt utilizate electronice de putere în aplicațiile auto?

În viața noastră de zi cu zi, observăm frecvent căldura radiantă de la motorul mașinii după ce mașina a fost condusă pe o anumită distanță. Acest lucru se datorează sistemului de trenuri electrice al automobilelor cu motor sau combustie internă sau motor ca unul dintre subsisteme care funcționează cu o temperatură ridicată care depășește 125 de grade Celsius. Aplicarea electronicii de putere cu componente precum siliciu MOSFET-uri de putere și IGBT-urile care sunt utilizate ca întrerupătoare electronice de putere în sistemul trenului de putere al sistemelor electrice și electronice auto pentru reducerea dimensiunii globale. Și, de asemenea, pentru gestionarea problemelor termice în care se utilizează o gamă de putere mare de kW pentru îmbunătățirea eficienței consumului de combustibil.

MOSFET dual channel pe bază de silicon

“pentru ce se folosește un bancomat ”

Limitările pot fi depășite prin utilizarea unor semiconductori cu bandă largă, cum ar fi carbură de siliciu, cu o temperatură de funcționare ridicată, care permite plasarea circuitului în apropierea locației de temperatură ridicată. Are o conductivitate termică de două sau trei ori mai mare decât siliciu, ceea ce va elimina necesitatea blocurilor mari de cupru și a jachetelor de apă. Carbidul de siliciu are o tensiune de rupere ridicată și este capabil să comute la frecvențe ridicate, cu o pierdere de putere foarte mică, ceea ce face ca dimensiunea totală a circuitelor să fie foarte mică.

Chip de carbură de siliciu

Aplicarea electronicii de putere

Aplicații electronice de putere sunt extinse la diverse domenii precum Aerospace, Automotive sisteme electrice și electronice , comerciale, industriale, rezidențiale, de telecomunicații, transport, sisteme de utilități etc. În cazul electronicii auto, sistemele generate electric sunt utilizate în automobile, cum ar fi vehiculele rutiere, cum ar fi telematica, sistemele de divertisment auto, carputere și așa mai departe. Nevoia de a controla motoarele automobilelor își are originea în electronica auto pentru controlul și conversia corespunzătoare.

Componente electronice auto

Electronica auto este clasificată în diferite tipuri: electronică a motorului, electronică de transmisie, electronică a șasiului, siguranță activă, asistență pentru șofer, confort pasager și sisteme de divertisment. Pentru orice sistem de alimentare precum DC / DC sau DC / AC sau AC / DC, alimentarea componente electronice cum ar fi controlere, drivere de poartă, convertoare și așa mai departe sunt necesare. În general, pe baza cerințelor producătorului vehiculului sau a sursei de alimentare, controlerele analogice sau digitale sunt alese astfel încât să fie luați în considerare următorii parametri, inclusiv costul, integrarea, fiabilitatea și flexibilitatea.

Aplicație electronică de putere în electronică auto

Aplicațiile electronice de putere în sistemele electrice și electronice auto includ sisteme de înaltă tensiune, generarea de energie auto, sursa de alimentare cu comutare (SMPS), Convertoare DC-DC , acționări electrice, invertor de tracțiune sau convertor DC-AC, componentă electronică de putere, cerințe de temperatură ridicată, aplicarea SMPS în sistemul trenului de putere etc. De exemplu, luați în considerare o mașină modernă, în care putem găsi multe componente electronice de putere, cum ar fi comutatorul de contact, modulul de comandă, senzorul de viteză al vehiculului, senzorul de direcție și alte componente, așa cum se arată în figura de mai sus.

1. Generarea energiei auto

Aplicarea electronicii de putere în sistemul de generare a energiei auto oferă alternatoarelor auto o eficiență îmbunătățită și o putere mare, împreună cu o capacitate de rezistență la temperatură ridicată și o densitate mare de putere, cu o varietate de cercetări în proiectarea alternatorului cu aplicații electronice de putere în modul comutat Alternatorul utilizat frecvent în aplicațiile auto este alternatorul Lundell sau Claw-pole, deoarece este potrivit pentru performanțele emergente necesare. Caracteristicile câmpului și armăturii acestui alternator sunt îmbunătățite prin utilizarea electronicii de putere. Acești alternatori sunt folosiți în automobile pentru alimentarea bateriilor și a sistemului electric în timp ce motorul funcționează. Alternatoarele auto necesită un electronic de putere regulator de voltaj pentru producerea unei tensiuni constante la bornele bateriei prin modularea curentului de câmp mic.

Vedere tăiată a alternatorului Lundell

2. Sursă de alimentare în modul comutat (SMPS)

Conceptul SMPS se bazează pe dispozitivele electronice de putere, cum ar fi dispozitivele semiconductoare care funcționează într-o stare de pornire care are zero tensiune și o stare de oprire care are zero curent în această stare teoretic cu o eficiență de 100%. Pentru a porni și a opri aceste dispozitive semiconductoare de alimentare tehnica de modulare a lățimii pulsului (PWM) este folosit. Pentru comutarea de înaltă frecvență sunt utilizate convertoare bazate pe electronice de putere mai puțin voluminoase și de dimensiuni mici, deoarece aceste comutatoare sunt capabile să funcționeze sub frecvențe de comutare ridicate.

SMPS

Aplicații SMPS în sistemul Power Train

Sistemele de trenuri electrice ale vehiculelor electrice, vehiculelor electrice și ICE au nevoie de următoarele condiționatoare SMPS, cum ar fi:

Frânare regenerativă (AC / DC)
Încărcător la bord (AC / DC)
Sistem cu baterie duală (DC / DC)
Motor de tracțiune (DC / AC)

3. Convertoare DC-DC

Există diferite topologii de convertor DC-DC disponibile care pot fi utilizate în funcție de cerințe. Aceste topologii sunt clasificate ca topologii izolate și neizolate care sunt adoptate în sistemele de trenuri electrice. Aplicarea electronicii de putere în comutare a adus un concept de comutare soft, în care comutatoarele sunt supuse unei solicitări reduse folosind un mod LLC sau un mod rezonant. Acești convertoare cu comutare ușoară, extrem de fiabile și cu durată lungă de viață sunt foarte utile pe piața electronică auto. Există convertoare bidirecționale precum 400 la 12V pentru vehiculele electrice și 48 la 12V pentru vehiculele electrice hibride sau cu motor cu ardere internă.

“cum funcționează un microfon electret ”

Convertor DC-DC

4. Invertor de tracțiune (DC / AC)

Motoare electrice sunt mașini utilizate pentru conversia energiei electrice în energie mecanică și în principal motoarele de curent continuu sunt utilizate în acest scop, dar din cauza fiabilității motoarelor de curent continuu, motoarele de curent alternativ sunt utilizate datorită eficienței lor. Aplicarea electronicii de putere în controlerele de clădire pentru motoarele de curent alternativ are progrese enorme din ultimele două decenii. Astfel, pentru ca motoarele de curent alternativ să furnizeze energie, puterea stocată în bateriile sistemelor electrice și electronice auto ale vehiculelor electrice sau vehiculelor electrice hibride sau ICE necesită aplicarea de electronice de putere, cum ar fi convertoarele de curent continuu sau alternativ sau invertoare electrice .

Invertor SPI

5. Încărcător la bord (AC / DC)

Vehiculele cu electronică auto constau din baterii care trebuie încărcate în acest scop, alimentarea cu curent alternativ trebuie transformată în curent continuu. Știm că puterea poate fi stocată în baterii numai sub formă de curent continuu. Această conversie de curent alternativ în curent continuu se poate face prin aplicarea convertoarelor electronice de putere numite drept redresoare.

Baterii auto

Aplicarea electronicii de putere crește odată cu avansarea tehnologiilor în sistemele electrice și electronice auto pentru îmbunătățirea eficienței generale a sistemului cu o temperatură ridicată de funcționare, sporind flexibilitatea, fiabilitatea și reducerea dimensiunii generale a circuitelor. Dacă cunoașteți aplicații inovatoare noi de electronică de putere în electronica auto, atunci postați ideile și comentariile dvs. în secțiunea de comentarii de mai jos.

Credite foto: