Tillämpning av halvledarenheter såsom dioder, s ilicon-styrd likriktare (SCR) , tyristorer, gate-off-tyristorer, TRIAC, bipolär övergångstransistor (BJT), Power MOSFET och så vidare för styrning och omvandling av elkraft kallas p ower elektronik . Tillämpning av kraftelektronik i fordonsapplikationer spelar en viktig roll för att styra fordonselektronik. Fordonselektronik inkluderar modern elektrisk servostyrning, HEV-huvudinverterare, central karosserikontroll, bromssystem, sätesstyrning och så vidare.

Kraftelektronik i fordonsapplikationer

Varför används kraftelektronik i fordonsapplikationer?

I vårt dagliga liv observerar vi ofta värme som strålar ut från bilmotorn efter att bilen har körts ett visst avstånd. Detta beror på drivsystem för fordonselektronik med en motor eller förbränning eller motor som ett av delsystemet som arbetar med hög temperatur som överstiger 125 grader Celsius. Tillämpning av kraftelektronik med komponenter som kiselbaserade driver MOSFET och IGBT som används som kraftelektroniska strömbrytare i drivlinans system för fordons elektriska och elektroniska system för att minska den totala storleken. Och även för att hantera termiska problem där en hög effekt på kW-intervallet används för att förbättra bränsleeffektiviteten.

Silikonbaserad MOSFET med dubbla kanaler

“asic applikationsspecifik integrerad krets ”

Begränsningar kan övervinnas genom att använda halvledare med bredband som kiselkarbid med en hög arbetstemperatur som gör det möjligt att placera kretsen nära hög temperatur. Den har två eller tre gånger högre värmeledningsförmåga än kisel, vilket eliminerar behovet av stora kopparblock och vattenmantlar. Kiselkarbid har hög genombrottsspänning och kan växla vid höga frekvenser med mycket mindre effektförlust vilket gör den totala storleken på kretsarna mycket liten.

Silicon Carbide Chip

Tillämpning av kraftelektronik

Kraftelektronikapplikationer utvidgas till att omfatta olika områden såsom flygindustri, fordonsindustri elektriska och elektroniska system , kommersiella, industriella, bostäder, telekommunikation, transport, allmännyttiga system, etc. När det gäller fordonselektronik används de elektriskt genererade systemen i bilar såsom vägfordon som telematik, underhållningssystem i bilen, carputers och så vidare. Behovet av att styra motorer från bilar har sitt ursprung i fordonselektronik för korrekt kontroll och konvertering.

Automotive Electronics Components

Fordonselektronik klassificeras i olika typer: motorelektronik, transmissionselektronik, chassielektronik, aktiv säkerhet, förarassistans, passagerarkomfort och underhållningssystem. För alla kraftsystem som DC / DC eller DC / AC eller AC / DC, strömmen elektroniska komponenter som styrenheter, portdrivrutiner, omvandlare och så vidare krävs. Generellt, baserat på fordons- eller strömförsörjningstillverkarens krav, väljs de analoga eller digitala styrenheterna så att följande parametrar inklusive kostnad, integration, tillförlitlighet och flexibilitet beaktas.

Kraftelektronikapplikation inom fordonselektronik

Tillämpningar av kraftelektronik i fordonselektriska och elektroniska system inkluderar högspänningssystem, kraftproduktion för fordon, strömförsörjning med omkopplat läge DC till DC-omvandlare , elektriska enheter, dragomvandlare eller DC till AC-omvandlare, kraftelektronisk komponent, högtemperaturbehov, tillämpning av SMPS i kraftledarsystem och så vidare. Tänk till exempel på en modern bil där vi kan hitta många kraftelektroniska komponenter som tändningslås, styrmodul, fordonshastighetssensor, styrsensor och andra komponenter, som visas i figuren ovan.

1. Fordonsproduktion

Tillämpning av kraftelektronik i bilens kraftgenereringssystem ger bilgeneratorer förbättrad effektivitet och hög effekt, tillsammans med hög temperatur motståndskraftig kapacitet och hög effekttäthet med en mängd forskningar inom design av generatorer med kraftelektronikapplikationer i omkopplat läge. Den ofta använda generatorn i fordonsapplikationer är Lundell eller Claw-pole generator, eftersom den är lämplig för den önskade framväxten. Fält- och ankaregenskaperna hos denna generator förbättras genom användning av kraftelektronik. Dessa generatorer används i bilar för att leverera ström till batterierna och det elektriska systemet medan motorn är igång. Fordonsgeneratorer kräver en kraftelektronik spänningsregulator för att producera en konstant spänning vid batteripolerna genom att modulera liten fältström.

“hur man gör en LED -ficklampa ”

Klippvy av Lundell Alternator

2. Strömförsörjning med switchat läge (SMPS)

SMPS-konceptet är baserat på kraftelektroniksenheter som halvledaranordningar som arbetar i ett på-tillstånd som har nollspänning och ett av-tillstånd som har nollström under detta tillstånd teoretiskt med 100% effektivitet. För att slå på och stänga av dessa halvledare pulsbreddsmoduleringsteknik (PWM) är använd. Mindre skrymmande och små kraftelektronikbaserade omvandlare används för högfrekvensomkoppling eftersom dessa omkopplare kan fungera under höga omkopplingsfrekvenser.

SMPS

SMPS-applikationer i Power Train-systemet

Kraftsystemen för HEV, elfordon och ICE behöver följande SMPS-balsam som:

Regenerativ bromsning (AC / DC)
Inbyggd laddare (AC / DC)
System med dubbla batterier (DC / DC)
Drivmotor (DC / AC)

3. DC till DC-omvandlare

Det finns olika DC till DC-omvandlarstopologier tillgängliga som kan användas baserat på kraven. Dessa topologier klassificeras som isolerade och icke-isolerade topologier som antas i kraftsystem. Tillämpningen av kraftelektronik vid omkoppling har lett till ett koncept med mjukomkoppling där omkopplarna utsätts för låg spänning med hjälp av ett LLC eller resonansläge. Dessa mjukväxlande, mycket pålitliga och långlivade omvandlare är mycket användbara på fordonselektronikmarknaden. Det finns dubbelriktade omvandlare som 400 till 12V för elfordon och 48 till 12V för hybridelektriska fordon eller förbränningsmotor.

DC-DC-omvandlare

4. Dragomvandlare (DC / AC)

Elektriska motorer är maskiner som används för att omvandla elektrisk energi till mekanisk energi och främst likströmsmotorer används för detta ändamål, men på grund av likströmsmotorernas opålitlighet används växelströmsmotorer på grund av deras effektivitet. Tillämpningen av kraftelektronik i byggkontroller för växelströmsmotorer har gjort enorma framsteg under de senaste två decennierna. För att växelströmsmotorer ska kunna leverera kraft kräver kraft lagrad i batterier i fordonselektriska och elektroniska system i elfordon eller hybridelektriska fordon eller ICE tillämpning av kraftelektronik såsom likström till växelströmomvandlare eller elektriska växelriktare .

SPI-omformare

5. Inbyggd laddare (AC / DC)

Fordon med fordonselektronik består av batterier som behöver laddas för detta laddningsändamål, nätströmmen måste omvandlas till likström. Vi vet att strömmen endast kan lagras i batterier i form av likström. Denna omvandling av växelström till likström kan göras genom att använda kraftelektronikomvandlare som kallas likriktare.

Fordonsbatterier

Tillämpningen av kraftelektronik ökar med de avancerade teknikerna inom fordonselektriska och elektroniska system för att förbättra den totala systemeffektiviteten med hög arbetstemperatur, öka flexibiliteten, tillförlitligheten och minska den totala storleken på kretsarna. Om du känner till några nya innovativa tillämpningar av kraftelektronik inom fordonselektronik, lägg upp dina idéer och kommentarer i kommentarsektionen nedan.

Fotokrediter: