Εφαρμογή συσκευών στερεάς κατάστασης όπως δίοδος, s ανορθωτής ελεγχόμενος με ilicon (SCR) , θυρίστορ, θυρίστορ απενεργοποίησης πύλης, TRIAC, διπολικό τρανζίστορ διακλάδωσης (BJT), Power MOSFET και ούτω καθεξής για τον έλεγχο και τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας ονομάζεται p ηλεκτρονικά . Η εφαρμογή ηλεκτρονικών ισχύος σε εφαρμογές αυτοκινήτων παίζει σημαντικό ρόλο στον έλεγχο ηλεκτρονικών αυτοκινήτων. Τα ηλεκτρονικά αυτοκίνητα περιλαμβάνουν σύγχρονο ηλεκτρικό τιμόνι, κεντρικό μετατροπέα HEV, κεντρικό αμάξωμα, σύστημα πέδησης, έλεγχο καθίσματος και ούτω καθεξής.

Ηλεκτρονικά Ισχύος σε Εφαρμογές Αυτοκινήτου

Γιατί τα Power Electronics χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές αυτοκινήτου;

Στην καθημερινή μας ζωή, παρατηρούμε συχνά θερμότητα που ακτινοβολεί από τον κινητήρα του αυτοκινήτου αφού το αυτοκίνητο οδηγηθεί για μια συγκεκριμένη απόσταση. Αυτό οφείλεται στο σύστημα ηλεκτροκίνησης ηλεκτρονικών αυτοκινήτων με κινητήρα ή εσωτερική καύση ή κινητήρα ως ένα από το υποσύστημα που λειτουργεί με υψηλή θερμοκρασία άνω των 125 βαθμών Κελσίου. Εφαρμογή ηλεκτρονικών ισχύος με εξαρτήματα όπως το πυρίτιο ισχύος MOSFET και IGBTs που χρησιμοποιούνται ως ηλεκτρονικοί διακόπτες ισχύος στο σύστημα ηλεκτρικών αμαξοστοιχιών ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών συστημάτων αυτοκινήτων για μείωση του συνολικού μεγέθους. Και επίσης για τη διαχείριση θερμικών ζητημάτων στα οποία χρησιμοποιείται υψηλή ισχύς kW για τη βελτίωση της απόδοσης καυσίμου.

Διπλό κανάλι MOSFET με βάση το πυρίτιο

“πώς να συνδέσετε έναν διακόπτη spdt ”

Οι περιορισμοί μπορούν να ξεπεραστούν με τη χρήση ημιαγωγών ευρείας ζώνης όπως το καρβίδιο του πυριτίου με υψηλή θερμοκρασία λειτουργίας που επιτρέπει την τοποθέτηση του κυκλώματος κοντά σε τοποθεσία υψηλής θερμοκρασίας. Έχει δύο ή τρεις φορές υψηλότερη θερμική αγωγιμότητα από το πυρίτιο, το οποίο θα εξαλείψει την ανάγκη μεγάλων χαλκού μπλοκ και μπουφάν νερού. Το καρβίδιο του πυριτίου έχει υψηλή τάση διακοπής και μπορεί να αλλάζει σε υψηλές συχνότητες με πολύ λιγότερη απώλεια ισχύος που καθιστά το συνολικό μέγεθος του κυκλώματος πολύ μικρό.

Τσιπ καρβιδίου πυριτίου

Εφαρμογή της Power Electronics

Εφαρμογές ηλεκτρονικών ισχύος επεκτείνονται σε διάφορους τομείς όπως η αεροδιαστημική, η αυτοκινητοβιομηχανία ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά συστήματα , εμπορικά, βιομηχανικά, οικιακά, τηλεπικοινωνίες, μεταφορές, βοηθητικά συστήματα κ.λπ. Στην περίπτωση ηλεκτρονικών αυτοκινήτων, τα ηλεκτρικά παραγόμενα συστήματα χρησιμοποιούνται σε αυτοκίνητα όπως οδικά οχήματα όπως τηλεματική, συστήματα ψυχαγωγίας εντός αυτοκινήτου, carputers κ.λπ. Η ανάγκη ελέγχου κινητήρων αυτοκινήτων προήλθε από ηλεκτρονικά αυτοκίνητα για σωστό έλεγχο και μετατροπή.

Εξαρτήματα ηλεκτρονικών αυτοκινήτων

Τα ηλεκτρονικά αυτοκίνητα ταξινομούνται σε διαφορετικούς τύπους: ηλεκτρονικά κινητήρα, ηλεκτρονικά κιβωτίων ταχυτήτων, ηλεκτρονικά σασί, ενεργή ασφάλεια, βοήθεια οδηγού, άνεση επιβατών και συστήματα ψυχαγωγίας. Για οποιοδήποτε σύστημα τροφοδοσίας όπως DC / DC ή DC / AC ή AC / DC, η τροφοδοσία ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ Απαιτούνται ελεγκτές, προγράμματα οδήγησης πύλης, μετατροπείς και ούτω καθεξής. Γενικά, με βάση τις απαιτήσεις του κατασκευαστή του οχήματος ή του τροφοδοτικού, οι αναλογικοί ή ψηφιακοί ελεγκτές επιλέγονται έτσι ώστε να λαμβάνονται υπόψη οι ακόλουθες παράμετροι, συμπεριλαμβανομένου του κόστους, της ολοκλήρωσης, της αξιοπιστίας και της ευελιξίας.

Εφαρμογή Ηλεκτρονικής Ισχύος στην Ηλεκτρονική Αυτοκινήτου

Οι εφαρμογές ηλεκτρονικών ισχύος σε ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά συστήματα αυτοκινήτων περιλαμβάνουν συστήματα υψηλής τάσης, παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας αυτοκινήτου, τροφοδοσία εναλλαγής λειτουργίας (SMPS), Μετατροπείς DC σε DC , ηλεκτρικοί δίσκοι, μετατροπέας πρόσφυσης ή μετατροπέας DC σε AC, ηλεκτρονικό εξάρτημα ισχύος, απαίτηση υψηλής θερμοκρασίας, εφαρμογή SMPS στο σύστημα ισχύος, και ούτω καθεξής. Για παράδειγμα, σκεφτείτε ένα σύγχρονο αυτοκίνητο, στο οποίο μπορούμε να βρούμε πολλά ηλεκτρικά εξαρτήματα όπως διακόπτη ανάφλεξης, μονάδα ελέγχου, αισθητήρα ταχύτητας οχήματος, αισθητήρα διεύθυνσης και άλλα εξαρτήματα, όπως φαίνεται στην παραπάνω εικόνα.

1. Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας αυτοκινήτων

Η εφαρμογή ηλεκτρονικών ισχύος στο σύστημα παραγωγής ισχύος αυτοκινήτου παρέχει στους εναλλάκτες αυτοκινήτων βελτιωμένη απόδοση και υψηλή ισχύ, μαζί με υψηλή αντοχή σε θερμοκρασία και πυκνότητα υψηλής ισχύος με μια ποικιλία ερευνών στο σχεδιασμό του εναλλάκτη με εφαρμογές ηλεκτρονικής ισχύος εναλλαγής. Ο εναλλάκτης που χρησιμοποιείται συχνά σε εφαρμογές αυτοκινήτου είναι ο εναλλάκτης Lundell ή Claw-pole, καθώς είναι κατάλληλος για την απαιτούμενη αναδυόμενη απόδοση. Τα χαρακτηριστικά πεδίου και οπλισμού αυτού του εναλλάκτη ενισχύονται με τη χρήση ηλεκτρονικών ισχύος. Αυτοί οι εναλλάκτες χρησιμοποιούνται σε αυτοκίνητα για παροχή ισχύος στις μπαταρίες και στο ηλεκτρικό σύστημα ενώ ο κινητήρας λειτουργεί. Οι εναλλάκτες αυτοκινήτων απαιτούν ηλεκτρονικό ρεύμα ρυθμιστής τάσης για την παραγωγή σταθερής τάσης στους ακροδέκτες της μπαταρίας ρυθμίζοντας το ρεύμα μικρού πεδίου.

Κομμένη άποψη του Lundell Alternator

2. Τροφοδοσία εναλλαγής λειτουργίας (SMPS)

Η έννοια του SMPS βασίζεται στις ηλεκτρονικές συσκευές ισχύος, όπως οι συσκευές ημιαγωγών που λειτουργούν σε κατάσταση ενεργοποίησης με μηδενική τάση και κατάσταση απενεργοποίησης που έχει μηδενικό ρεύμα κατά τη διάρκεια αυτής της κατάστασης θεωρητικά με απόδοση 100%. Για να ενεργοποιήσετε και να απενεργοποιήσετε αυτές τις συσκευές ημιαγωγών ισχύος τεχνική διαμόρφωσης πλάτους παλμού (PWM) χρησιμοποιείται. Οι μετατροπείς με λιγότερες ογκώδεις και μικρού μεγέθους συσκευές ηλεκτρονικής ισχύος χρησιμοποιούνται για εναλλαγή υψηλής συχνότητας καθώς αυτοί οι διακόπτες είναι σε θέση να λειτουργούν υπό υψηλές συχνότητες μεταγωγής.

SMPS

Εφαρμογές SMPS στο σύστημα Power Train

Τα συστήματα ηλεκτρικών αμαξοστοιχιών HEV, ηλεκτρικών οχημάτων και ICE χρειάζονται τα ακόλουθα κλιματιστικά SMPS όπως:

Αναγεννητική πέδηση (AC / DC)
Ενσωματωμένος φορτιστής (AC / DC)
Σύστημα διπλής μπαταρίας (DC / DC)
Κινητήρας έλξης (DC / AC)

3. Μετατροπείς DC σε DC

Υπάρχουν διάφορες διαθέσιμες τοπολογίες μετατροπέα DC σε DC οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν βάσει των απαιτήσεων. Αυτές οι τοπολογίες ταξινομούνται ως μεμονωμένες και μη απομονωμένες τοπολογίες που υιοθετούνται σε συστήματα αμαξοστοιχίας ισχύος. Η εφαρμογή των ηλεκτρονικών ισχύος στη μεταγωγή έφερε μια ιδέα της μαλακής εναλλαγής όπου οι διακόπτες υπόκεινται σε χαμηλή πίεση χρησιμοποιώντας μια λειτουργία LLC ή συντονισμού. Αυτοί οι μετατροπείς μαλακής εναλλαγής, εξαιρετικά αξιόπιστοι και μεγάλης διάρκειας ζωής είναι πολύ χρήσιμοι στην αγορά ηλεκτρονικών αυτοκινήτων. Υπάρχουν αμφίδρομοι μετατροπείς όπως 400 έως 12V για ηλεκτρικά οχήματα και 48 έως 12V για υβριδικό ηλεκτρικό όχημα ή κινητήρας εσωτερικής καύσης.

Μετατροπέας DC-DC

4. Μετατροπέας πρόσφυσης (DC / AC)

Ηλεκτρικοί κινητήρες είναι μηχανήματα που χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια και κυρίως κινητήρες DC χρησιμοποιούνται για το σκοπό αυτό, αλλά λόγω της αναξιόπιστης ισχύος των κινητήρων DC, οι κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος χρησιμοποιούνται λόγω της αποδοτικότητάς τους. Η εφαρμογή ηλεκτρονικών ισχύος σε ελεγκτές κτιρίων για κινητήρες AC έχει τεράστια πρόοδο από τις τελευταίες δύο δεκαετίες. Έτσι, για τους κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος να τροφοδοτούν ενέργεια, η ισχύς που είναι αποθηκευμένη σε μπαταρίες των ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών συστημάτων αυτοκινήτων ηλεκτρικών οχημάτων ή υβριδικών ηλεκτρικών οχημάτων ή ICE απαιτεί την εφαρμογή ηλεκτρονικών ισχύος όπως μετατροπείς DC σε AC ηλεκτρικοί μετατροπείς .

Μετατροπέας SPI

5. Ενσωματωμένος φορτιστής (AC / DC)

Τα οχήματα με ηλεκτρονικά αυτοκίνητα αποτελούνται από μπαταρίες που πρέπει να φορτιστούν για αυτόν τον σκοπό φόρτισης, η τροφοδοσία AC πρέπει να μετατραπεί σε DC. Γνωρίζουμε ότι, η ισχύς μπορεί να αποθηκευτεί σε μπαταρίες μόνο με τη μορφή DC. Αυτή η μετατροπή AC σε DC μπορεί να γίνει με την εφαρμογή μετατροπέων ηλεκτρονικών ισχύος που ονομάζονται ανορθωτές.

Μπαταρίες αυτοκινήτων

“φόρτιση μπαταρίας με κύκλωμα ηλιακού πίνακα ”

Η εφαρμογή των ηλεκτρονικών ισχύος αυξάνεται με τις προηγμένες τεχνολογίες στα συστήματα ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών αυτοκινήτων για τη βελτίωση της συνολικής απόδοσης του συστήματος με υψηλή θερμοκρασία λειτουργίας, την αύξηση της ευελιξίας, της αξιοπιστίας και τη μείωση του συνολικού μεγέθους του κυκλώματος. Εάν γνωρίζετε οποιεσδήποτε νέες καινοτόμες εφαρμογές ηλεκτρονικής ισχύος στα ηλεκτρονικά αυτοκίνητα, τότε δημοσιεύστε τις ιδέες και τα σχόλιά σας στην παρακάτω ενότητα σχολίων.

Φωτογραφικές μονάδες: