Anvendelse af solid state-enheder såsom diode, s ilicon-kontrolleret ensretter (SCR) , tyristorer, gate-off-thyristorer, TRIAC, bipolar junction transistor (BJT), Power MOSFET og så videre til styring og konvertering af elektrisk energi kaldes p ower elektronik . Anvendelse af kraftelektronik i bilapplikationer spiller en vigtig rolle i styringen af elektronik til biler. Automobilelektronik inkluderer moderne elektrisk servostyring, HEV-hovedinverter, central karrosserikontrol, bremsesystem, sædekontrol og så videre.

Kraftelektronik i bilapplikationer

Hvorfor anvendes kraftelektronik i bilapplikationer?

I vores daglige liv observerer vi ofte varme, der udstråler fra bilmotoren, efter at bilen er kørt i en bestemt afstand. Dette skyldes kraftforsyningssystemet til bilelektronik med en motor eller forbrænding eller motor som et af delsystemet, der kører med en høj temperatur, der overstiger 125 grader Celsius. Anvendelse af kraftelektronik med komponenter såsom siliciumbaseret magt MOSFET'er og IGBT'er, der bruges som el-elektroniske afbrydere i el-tog-systemet i bilens elektriske og elektroniske systemer til reduktion af den samlede størrelse. Og også til styring af termiske problemer, hvor en høj effekt på kW-området bruges til at forbedre brændstofeffektiviteten.

Siliconebaseret MOSFET med to kanaler

“forklare elmotoren ”

Begrænsninger kan overvindes ved hjælp af halvledere med bredbåndsspalte som siliciumcarbid med en høj driftstemperatur, der gør det muligt at placere kredsløbet i nærheden af høj temperatur. Den har to eller tre gange højere varmeledningsevne end silicium, hvilket eliminerer behovet for store kobberblokke og vandkapper. Siliciumcarbid har høj nedbrydningsspænding og er i stand til at skifte ved høje frekvenser med meget mindre effekttab, hvilket gør den samlede størrelse af kredsløb meget lille.

Siliconcarbidchip

Anvendelse af Power Electronics

Power elektronik applikationer udvides til forskellige områder som Aerospace, Automotive elektriske og elektroniske systemer , kommercielle, industrielle, bolig-, telekommunikations-, transport-, forsyningssystemer osv. I tilfælde af bilelektronik anvendes de elektrisk genererede systemer i biler såsom vejkøretøjer som telematik, underholdningssystemer i bilen, carputere osv. Behovet for at kontrollere motorer fra biler stammer fra bilelektronik til korrekt styring og konvertering.

Komponenter til bilelektronik

Automobilelektronik er klassificeret i forskellige typer: motorelektronik, transmissionselektronik, chassiselektronik, aktiv sikkerhed, førerhjælp, passagerkomfort og underholdningssystemer. For ethvert elsystem såsom DC / DC eller DC / AC eller AC / DC, er strømmen elektroniske komponenter som controllere, gate drivere, omformere og så videre er påkrævet. Generelt, baseret på køretøjs- eller strømforsyningsproducentens krav, vælges de analoge eller digitale controllere således, at følgende parametre inklusive omkostninger, integration, pålidelighed og fleksibilitet tages i betragtning.

Power Electronics-applikation i bilelektronik

Anvendelser af strømelektronik i elektriske og elektroniske systemer til biler inkluderer højspændingssystemer, bilproduktion, SMPS (switch mode power supply), DC til DC konvertere , elektriske drev, trækkraftinverter eller jævnstrøms-til-vekselstrømsomformer, strømelektronisk komponent, krav til høj temperatur, anvendelse af SMPS i kraftsystemet og så videre. Overvej for eksempel en moderne bil, hvor vi kan finde mange elektriske elektroniske komponenter såsom tændingskontakt, kontrolmodul, køretøjshastighedssensor, styresensor og andre komponenter, som vist i figuren ovenfor.

1. Kraftproduktion til biler

Anvendelse af kraftelektronik i bilproduktionssystemet giver bilgeneratorer forbedret effektivitet og høj effekt sammen med høj temperatur, der tåler kapacitet og høj effekttæthed med en række forskningsresultater inden for design af generator med switched-effektelektronikapplikationer. Den hyppigt anvendte generator i bilapplikationer er Lundell eller Claw-pole generator, da den er velegnet til den krævede nye ydelse. Mark- og armaturegenskaber for denne generator forbedres ved hjælp af kraftelektronik. Disse generatorer bruges i biler til at levere strøm til batterierne og det elektriske system, mens motoren kører. Generatorer til biler kræver en elektronisk effekt strøm regulator til at producere en konstant spænding ved batteripolerne ved at modulere lille feltstrøm.

Klippet billede af Lundell Alternator

2. Switched Mode Power Supply (SMPS)

SMPS-konceptet er baseret på effektelektroniske enheder såsom halvlederanordninger, der fungerer i en tændt tilstand, der har nul spænding og en slukket tilstand, der har nul strøm i denne tilstand teoretisk med 100% effektivitet. For at tænde og slukke for disse halvlederenheder pulsbreddemodulation (PWM) teknik anvendes. Mindre omfangsrige og små strømelektronikbaserede omformere anvendes til højfrekvent skift, da disse switche er i stand til at fungere under høje skiftefrekvenser.

SMPS

SMPS-applikationer i Power Train-systemet

Drivsystemerne til HEV'er, elektriske køretøjer og ICE har brug for følgende SMPS-balsam som:

Regenerativ bremsning (AC / DC)
Indbygget oplader (AC / DC)
System med dobbelt batteri (DC / DC)
Trækkraftmotor (DC / AC)

3. DC til DC-konvertere

Der findes forskellige DC til DC konverter topologier tilgængelige, som kan bruges baseret på kravene. Disse topologier klassificeres som isolerede og ikke-isolerede topologier, som er vedtaget i krafttogsystemer. Anvendelsen af effektelektronik i skift har bragt et koncept med soft-switch, hvor switchene udsættes for lavt stress ved hjælp af en LLC eller resonant-tilstand. Disse soft-switching, meget pålidelige og langlivede konvertere er meget nyttige på bilelektronikmarkedet. Der er tovejskonvertere som 400 til 12V til elektriske køretøjer og 48 til 12V til hybrid-el-køretøj eller forbrændingsmotor.

DC-DC konverter

4. Trækkraftomformer (DC / AC)

Elektriske motorer er maskiner, der bruges til at konvertere elektrisk energi til mekanisk energi, og primært jævnstrømsmotorer bruges til dette formål, men på grund af jævnstrømsmotorers upålidelighed bruges vekselstrømsmotorer på grund af deres effektivitet. Anvendelse af effektelektronik i bygningskontrollere til vekselstrømsmotorer har kæmpet fremskridt i de sidste to årtier. For at vekselstrømsmotorer kan levere strøm, kræver strøm, der er lagret i batterier til bilens elektriske og elektroniske systemer i elektriske køretøjer eller hybrid-elektriske køretøjer eller ICE, anvendelse af effektelektronik, såsom jævnstrøm til vekselstrømsomformere eller elektriske omformere .

SPI inverter

“6 ohm modstand farvekode ”

5. Indbygget oplader (AC / DC)

Køretøjer med bilelektronik består af batterier, der skal oplades til dette opladningsformål, vekselstrømsforsyningen skal konverteres til jævnstrøm. Vi ved, at strømmen kun kan opbevares i batterier i form af jævnstrøm. Denne konvertering af AC til DC kan udføres ved anvendelse af effektelektronikomformere kaldet ensrettere.

Bilbatterier

Anvendelsen af kraftelektronik øges med de avancerede teknologier inden for elektriske og elektroniske systemer til biler til forbedring af den samlede systemeffektivitet med høj driftstemperatur, øget fleksibilitet, pålidelighed og for at reducere kredsløbets samlede størrelse. Hvis du kender nye innovative applikationer af kraftelektronik i bilelektronik, skal du sende dine ideer og kommentarer i kommentarfeltet nedenfor.

Fotokreditter: