Puolijohdelaitteiden, kuten diodin, s ilicon-ohjattu tasasuuntaaja (SCR) , tyristorit, porttikatkaisutyristorit, TRIAC, bipolaarinen liitostransistori (BJT), Power MOSFET ja niin edelleen sähkön ohjaamiseksi ja muuntamiseksi kutsutaan nimellä p ower elektroniikka . Tehoelektroniikan soveltamisella autoteollisuudessa on tärkeä rooli autoelektroniikan hallinnassa. Autoelektroniikkaan kuuluu nykyaikainen sähköinen ohjaustehostin, HEV-päätaajuusmuuttaja, korin keskushallinta, jarrujärjestelmä, istuimen hallinta ja niin edelleen.

Tehoelektroniikka autoteollisuudessa

Miksi tehoelektroniikkaa käytetään autoteollisuudessa?

Päivittäisessä elämässämme havaitsemme usein auton moottorista tulevaa lämpöä sen jälkeen, kun autoa on ajettu tietyn matkan. Tämä johtuu autoelektroniikan voimansiirtojärjestelmästä, jossa moottori tai polttomoottori tai moottori yhtenä alajärjestelmänä toimii korkeassa lämpötilassa, joka ylittää 125 astetta. Tehoelektroniikan soveltaminen esimerkiksi piipohjaisten komponenttien kanssa teho MOSFETit ja IGBT: t, joita käytetään voiman elektronisina kytkiminä autojen sähköisten ja elektronisten järjestelmien voimansiirtojärjestelmässä kokonaiskoon pienentämiseksi. Ja myös sellaisten lämpökysymysten hallintaan, joissa suurta kW-tehoa käytetään polttoainetehokkuuden parantamiseen.

Piipohjainen kaksikanavainen MOSFET

“harjattoman tasavirtamoottorin haitat ”

Rajoitukset voidaan voittaa käyttämällä laajakaistaisia aukkopuolijohteita, kuten piikarbidia, korkealla käyttölämpötilalla, joka sallii piirin sijoittamisen lähellä korkean lämpötilan sijaintia. Sen lämmönjohtavuus on kaksi tai kolme kertaa suurempi kuin piillä, mikä eliminoi suurten kuparilohkojen ja vesitakkien tarpeen. Piikarbidilla on suuri rikkoutumisjännite ja se pystyy vaihtamaan suurilla taajuuksilla hyvin pienellä tehohäviöllä, mikä tekee piirien kokoluokasta hyvin pienen.

Piikarbidihake

Tehoelektroniikan soveltaminen

Tehoelektroniikan sovellukset laajennetaan useille aloille, kuten ilmailu-, auto- ja autoteollisuudelle sähköiset ja elektroniset järjestelmät , kaupalliset, teolliset, asuin-, televiestintä-, kuljetus-, hyötyjärjestelmät jne. Autoteollisuuden elektroniikan tapauksessa sähköllä tuotettuja järjestelmiä käytetään autoissa, kuten maantieajoneuvoissa, kuten telematiikassa, autojen viihdejärjestelmissä, carputereissa ja niin edelleen. Tarve ohjata autojen moottoreita on peräisin autoelektroniikasta oikean ohjauksen ja muuntamisen varmistamiseksi.

Autoelektroniikan komponentit

Autoelektroniikka luokitellaan eri tyyppiin: moottorielektroniikka, vaihteistoelektroniikka, alustan elektroniikka, aktiivinen turvallisuus, kuljettajan apu, matkustajan mukavuus ja viihdejärjestelmät. Kaikille sähköjärjestelmille, kuten DC / DC tai DC / AC tai AC / DC, virta elektroniset komponentit kuten ohjaimet, porttiohjaimet, muuntimet ja niin edelleen vaaditaan. Yleensä ajoneuvon tai virtalähteen valmistajan vaatimusten perusteella analogiset tai digitaaliset ohjaimet valitaan siten, että seuraavat parametrit, mukaan lukien kustannukset, integrointi, luotettavuus ja joustavuus, otetaan huomioon.

Tehoelektroniikan soveltaminen autoelektroniikassa

Tehoelektroniikan sovellukset autojen sähkö- ja elektroniikkajärjestelmissä käsittävät suurjännitejärjestelmät, autojen sähköntuotannon, kytketyn tilan virtalähteen (SMPS), DC-DC-muuntimet , sähkökäytöt, vetotaajuusmuuttaja tai tasavirta-AC-muunnin, tehoelektroniikkakomponentti, korkean lämpötilan vaatimus, SMPS: n käyttö voimansiirtojärjestelmässä ja niin edelleen. Tarkastellaan esimerkiksi nykyaikaista autoa, josta löytyy monia tehoelektroniikkakomponentteja, kuten virtalukko, ohjausmoduuli, ajoneuvon nopeusanturi, ohjaustunnistin ja muut komponentit, kuten yllä olevassa kuvassa on esitetty.

1. Autojen sähköntuotanto

Tehoelektroniikan soveltaminen autojen sähköntuotantojärjestelmään tarjoaa autogeneraattoreille paremman hyötysuhteen ja suuren tehon sekä korkean lämpötilan kestävän kapasiteetin ja suuritehoisen tiheyden sekä erilaisia tutkimuksia vaihtovirtageneraattorin suunnittelussa kytkentäisen tehoelektroniikan sovelluksilla. Autoteollisuudessa usein käytetty laturi on Lundell- tai Claw-pole-vaihtovirtageneraattori, koska se soveltuu vaadittuun nousevaan suorituskykyyn. Tämän laturin kenttä- ja ankkuriominaisuuksia parannetaan tehoelektroniikan avulla. Näitä vaihtovirtageneraattoreita käytetään autoissa virran syöttämiseksi akkuihin ja sähköjärjestelmään moottorin käydessä. Autogeneraattorit vaativat tehoelektroniikan jännitteensäädin vakiojännitteen tuottamiseksi akun napoissa moduloimalla pientä kenttävirtaa.

Leikattu näkymä Lundell-laturista

2. Kytketty tila virtalähde (SMPS)

SMPS-konsepti perustuu tehoelektroniikkalaitteisiin, kuten puolijohdelaitteisiin, jotka toimivat virtatilassa, jolla on nolla jännitettä, ja sammutustilassa, jolla on nolla virtaa tässä tilassa teoreettisesti 100%: n hyötysuhteella. Kytkeäksesi nämä tehopuolijohdelaitteet päälle ja pois päältä pulssinleveyden modulointitekniikka (PWM) käytetään. Vähemmän tilaa vieviä ja pienikokoisia tehoelektroniikkaan perustuvia muuntimia käytetään korkean taajuuden kytkentöihin, koska nämä kytkimet pystyvät toimimaan korkeilla kytkentätaajuuksilla.

SMPS

SMPS-sovellukset voimansiirtojärjestelmässä

HEV-moottoreiden, sähköajoneuvojen ja ICE: n voimansiirtojärjestelmät tarvitsevat seuraavia SMPS-ilmastointilaitteita, kuten:

Regeneratiivinen jarrutus (AC / DC)
Sisäinen laturi (AC / DC)
Kahden akun järjestelmä (DC / DC)
Ajomoottori (DC / AC)

3. DC-DC-muuntimet

Saatavilla on erilaisia DC-DC-muuntimen topologioita, joita voidaan käyttää vaatimusten perusteella. Nämä topologiat luokitellaan eristetyiksi ja eristämättömiksi topologioiksi, jotka otetaan käyttöön voimansiirtojärjestelmissä. Tehoelektroniikan soveltaminen kytkentään on tuonut pehmeän kytkennän käsitteen, jossa kytkimiin kohdistuu matala rasitus LLC- tai resonanssitilassa. Nämä pehmeän kytkennän, erittäin luotettavat ja pitkäikäiset muuntimet ovat erittäin hyödyllisiä autoelektroniikan markkinoilla. On kaksisuuntaisia muuntimia, kuten 400 - 12 V sähköajoneuvoille ja 48 - 12 V hybridi-sähköajoneuvoille tai polttomoottoreille.

DC-DC-muunnin

4. Vetomuunnin (DC / AC)

Sähkömoottorit ovat koneita, joita käytetään sähköenergian muuntamiseen mekaaniseksi energiaksi, ja tähän tarkoitukseen käytetään pääasiassa tasavirtamoottoreita, mutta tasavirtamoottoreiden epäluotettavuuden vuoksi käytetään vaihtovirtamoottoreita niiden tehokkuuden vuoksi. Tehoelektroniikan soveltaminen AC-moottoreiden rakennusohjaimiin on edistynyt valtavasti viimeisten kahden vuosikymmenen aikana. Siksi, jotta vaihtovirtamoottorit voisivat syöttää virtaa, sähköajoneuvojen tai hybridisähköajoneuvojen tai ICE-autojen sähkö- ja elektroniikkalaitteiden akuihin varastoitu teho edellyttää tehoelektroniikan, kuten tasavirran, käyttöä vaihtovirtamuuntajille tai sähköiset taajuusmuuttajat .

SPI-invertteri

5. Sisäinen laturi (AC / DC)

Autoelektroniikalla varustetut ajoneuvot koostuvat akuista, jotka on ladattava tätä lataustarkoitusta varten, vaihtovirtalähde on muunnettava tasavirraksi. Tiedämme, että virtaa voidaan tallentaa paristoihin vain tasavirran muodossa. Tämä AC-muunnos DC: ksi voidaan tehdä soveltamalla tasasuuntaajaksi kutsuttuja tehoelektroniikan muuntimia.

“18v nicd akkulaturi ”

Autojen akut

Tehoelektroniikan soveltaminen lisääntyy autojen sähkö- ja elektroniikkajärjestelmien kehittyessä, mikä parantaa järjestelmän yleistä tehokkuutta korkealla käyttölämpötilalla, lisää joustavuutta, luotettavuutta ja pienentää piirien kokoa. Jos tiedät tehoelektroniikan uusia innovatiivisia sovelluksia autoelektroniikassa, kirjoita ideasi ja kommenttisi alla olevaan kommenttiosioon.

Valokuvahyvitykset: