Galios elektronikos taikymas automobiliuose

Galios elektronikos taikymas automobiliuose

Kietojo kūno prietaisų, tokių kaip diodas, taikymas „ilicon“ valdomas lygintuvas (SCR) , tiristoriai, vartų išjungimo tiristoriai, TRIAC, bipolinis jungtinis tranzistorius (BJT), „Power MOSFET“ ir kt., skirti valdyti ir konvertuoti elektros energiją, vadinami p ower elektronika . Galios elektronikos taikymas automobilių programose vaidina svarbų vaidmenį kontroliuojant automobilių elektroniką. Automobilių elektronika apima modernų elektrinį vairo stiprintuvą, HEV pagrindinį keitiklį, centrinį kėbulo valdymą, stabdžių sistemą, sėdynės valdymą ir kt.



Maitinimo elektronika automobilių programose

Maitinimo elektronika automobilių programose

Kodėl elektros elektronika naudojama automobilių programose?

Kasdienybėje dažnai stebime automobilio variklio skleidžiamą šilumą, nuvažiavus automobilį tam tikrą atstumą. Taip yra dėl automobilių elektronikos jėgos pavarų sistemos su varikliu ar vidaus degimo varikliu arba varikliu kaip vienu iš posistemio, veikiančio aukštoje temperatūroje, viršijančioje 125 laipsnius Celsijaus. Galios elektronikos taikymas su tokiais komponentais kaip silicio pagrindu maitinimo MOSFET ir IGBT, kurie naudojami kaip elektros elektroniniai jungikliai automobilių elektrinių ir elektroninių sistemų jėgos pavarų sistemoje, siekiant sumažinti bendrą dydį. Taip pat sprendžiant šilumines problemas, kuriose naudojama didelė kW galia, siekiant pagerinti kuro efektyvumą.






Silicio pagrindu pagamintas dviejų kanalų MOSFET

Silicio pagrindu pagamintas dviejų kanalų MOSFET

Apribojimus galima įveikti naudojant plačiajuosčio tarpo puslaidininkius, pvz., Silicio karbidą, turinčius aukštą darbo temperatūrą, leidžiančią grandinę pastatyti netoli aukštos temperatūros. Jo šilumos laidumas yra du ar tris kartus didesnis nei silicio, todėl nereikės didelių varinių blokų ir vandens striukių. Silicio karbidas turi didelę gedimo įtampą ir gali persijungti aukštais dažniais, o energijos nuostoliai yra labai maži, todėl bendras grandinių dydis yra labai mažas.



Silicio karbido drožlė

Silicio karbido drožlė

„Power Electronics“ taikymas

Galios elektronikos programos yra išplėsti į įvairias sritis, tokias kaip aviacija, automobiliai elektros ir elektroninės sistemos , komercinės, pramoninės, gyvenamosios, telekomunikacijų, transporto, komunalinės sistemos ir kt. Jei tai yra automobilių elektronika, elektra sukurtos sistemos naudojamos automobiliuose, pavyzdžiui, kelių transporto priemonėse, tokiose kaip telematika, automobilių pramogų sistemos, karateriai ir kt. Poreikis valdyti automobilių variklius kilo iš automobilių elektronikos, kad būtų galima tinkamai valdyti ir konvertuoti.

Automobilių elektronikos komponentai

Automobilių elektronikos komponentai

Automobilių elektronika skirstoma į skirtingas rūšis: variklio elektronika, transmisijos elektronika, važiuoklės elektronika, aktyvioji sauga, pagalba vairuotojui, keleivių komforto ir pramogų sistemos. Bet kurios maitinimo sistemos, tokios kaip DC / DC arba DC / AC arba AC / DC, maitinimas Elektroniniai komponentai kaip valdikliai, vartų tvarkyklės, keitikliai ir pan. Paprastai, atsižvelgiant į transporto priemonės ar maitinimo šaltinio gamintojo reikalavimus, analoginiai arba skaitmeniniai valdikliai parenkami taip, kad būtų atsižvelgiama į šiuos parametrus, įskaitant kainą, integraciją, patikimumą ir lankstumą.

„Power Electronics“ taikymas automobilių elektronikoje

„Power Electronics“ taikymas automobilių elektronikoje

„Power Electronics“ taikymas automobilių elektronikoje

Galios elektronikos taikymas automobilių elektrinėse ir elektroninėse sistemose apima aukštos įtampos sistemas, automobilių energijos gamybą, perjungto režimo maitinimą (SMPS), DC į DC keitikliai , elektrinės pavaros, traukos keitiklis arba nuolatinės srovės į kintamosios srovės keitiklį, galios elektroninis komponentas, aukštos temperatūros reikalavimas, SMPS taikymas jėgos pavaros sistemoje ir pan. Pavyzdžiui, pamąstykime apie šiuolaikinį automobilį, kuriame galime rasti daug elektrinių elektroninių komponentų, tokių kaip uždegimo jungiklis, valdymo modulis, transporto priemonės greičio jutiklis, vairo jutiklis ir kiti komponentai, kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje.


1. Automobilių energijos gamyba

Galios elektronikos taikymas automobilių elektros energijos gamybos sistemoje suteikia didesnį efektyvumą ir didelę galią automobilių kintamosios srovės generatoriams, taip pat aukštą temperatūrą atlaikantiems pajėgumams ir didelio galingumo tankiui bei įvairius tyrimus kuriant kintamosios srovės generatorių su perjungiamuoju galios elektronikos taikymu. Automobilyje dažnai naudojamas kintamosios srovės generatorius yra „Lundell“ arba „Claw-pole“ kintamosios srovės generatorius, nes jis yra tinkamas reikalingiems pasirodymams. Šio generatoriaus lauko ir armatūros charakteristikas pagerina naudodama galios elektroniką. Šie kintamosios srovės generatoriai naudojami automobiliuose maitinant baterijas ir elektros sistemą varikliui dirbant. Automobilių generatoriams reikalingas maitinimo elektronika įtampos reguliatorius skirtas pastoviai įtampai gaminti akumuliatoriaus gnybtuose moduliuojant mažo lauko srovę.

Iškirpti „Lundell“ generatoriaus vaizdą

Iškirpti „Lundell“ generatoriaus vaizdą

2. Perjungto režimo maitinimas (SMPS)

SMPS koncepcija pagrįsta galios elektronikos prietaisais, tokiais kaip puslaidininkiniai įtaisai, kurie veikia įjungtoje būsenoje, kurioje yra nulinė įtampa, ir išjungtoje būsenoje, kurios srovė šioje būsenoje teoriškai yra 100% efektyvi. Norėdami įjungti ir išjungti šiuos galios puslaidininkinius įtaisus impulso pločio moduliacijos (PWM) technika yra naudojamas. Aukšto dažnio perjungimui naudojami mažiau didelių gabaritų ir mažos galios elektronikos keitikliai, nes šie jungikliai gali veikti esant dideliems perjungimo dažniams.

SMPS

SMPS

SMPS programos „Power Train“ sistemoje

HEV, elektrinių transporto priemonių ir ICE jėgainių sistemoms reikalingi šie SMPS kondicionieriai, tokie kaip:

  • Regeneracinis stabdymas (AC / DC)
  • Borto įkroviklis (AC / DC)
  • Dviejų baterijų sistema (DC / DC)
  • Traukos variklis (DC / AC)

3. DC į DC keitikliai

Yra įvairių DC į DC keitiklių topologijų, kurias galima naudoti atsižvelgiant į reikalavimus. Šios topologijos priskiriamos izoliuotoms ir neizoliuotoms topologijoms, kurios yra pritaikytos jėgainių sistemose. Taikant galios elektroniką perjungiant, atsirado minkšto perjungimo koncepcija, kai jungikliai patiria mažą įtampą naudojant LLC arba rezonansinį režimą. Šie minkšto jungimo, labai patikimi ir ilgaamžiai keitikliai yra labai naudingi automobilių elektronikos rinkoje. Yra dvikrypčiai keitikliai, tokie kaip 400–12 V elektrinėms transporto priemonėms ir 48–12 V hibridinėms elektrinėms transporto priemonėms ar vidaus degimo varikliams.

DC-DC keitiklis

DC-DC keitiklis

4. Traukos keitiklis (DC / AC)

Elektriniai varikliai yra mašinos, naudojamos elektros energijai paversti mechanine energija, o tam pirmiausia naudojami nuolatinės srovės varikliai, tačiau dėl nuolatinės srovės variklių nepatikimumo kintamosios srovės varikliai naudojami dėl jų efektyvumo. Maitinimo elektronikos taikymas pastoviems kintamosios srovės variklių valdikliams per pastaruosius du dešimtmečius padarė didžiulę pažangą. Taigi, norint, kad kintamosios srovės varikliai tiektų energiją, elektrinių transporto priemonių ar hibridinių elektrinių transporto priemonių arba ICE automobilių elektrinių ir elektroninių sistemų akumuliatoriuose sukauptą energiją reikia naudoti maitinimo elektroniką, pavyzdžiui, nuolatinės srovės, kintamosios srovės keitikliams arba elektros keitikliai .

SPI keitiklis

SPI keitiklis

5. Borto įkroviklis (AC / DC)

Transporto priemonės su automobilių elektronika susideda iš akumuliatorių, kuriuos reikia įkrauti šiam įkrovimo tikslui, o maitinimo kintamosios srovės maitinimas turi būti paverstas nuolatine. Mes žinome, kad baterijose energiją galima kaupti tik nuolatinės srovės pavidalu. Šį kintamosios srovės keitimą į nuolatinę įtampą galima atlikti naudojant galios elektronikos keitiklius, vadinamus lygintuvais.

Automobilių akumuliatoriai

Automobilių akumuliatoriai

Galios elektronikos taikymas didėja tobulėjant automobilių elektros ir elektronikos sistemų technologijoms, siekiant pagerinti bendrą sistemos efektyvumą esant aukštai darbo temperatūrai, padidinant lankstumą, patikimumą ir sumažinant bendrą grandinių dydį. Jei žinote kokių nors naujų novatoriškų galios elektronikos pritaikymų automobilių elektronikoje, įdėkite savo idėjas ir komentarus žemiau esančiame komentarų skyriuje.

Nuotraukų kreditai: