Primjena SSD uređaja poput dioda, s ispravljač s kontroliranim ilikonom (SCR) , tiristori, tiristori za isključivanje vrata, TRIAC, bipolarni spojni tranzistor (BJT), Power MOSFET i tako dalje za upravljanje i pretvorbu električne energije naziva se p vlastita elektronika . Primjena energetske elektronike u automobilskoj primjeni igra glavnu ulogu u upravljanju automobilskom elektronikom. Automobilska elektronika uključuje moderni električni servoupravljač, HEV glavni pretvarač, središnju kontrolu karoserije, sustav kočenja, kontrolu sjedala i tako dalje.

Energetska elektronika u automobilskoj primjeni

Zašto se energetska elektronika koristi u automobilskoj primjeni?

U našem svakodnevnom životu često promatramo toplinu koja zrači iz motora automobila nakon što je automobil prešao određenu udaljenost. To je posljedica pogonskog sustava automobilske elektronike s motorom ili motorom s unutarnjim izgaranjem ili motorom kao jednim od podsustava koji radi s visokom temperaturom većom od 125 Celzijevih stupnjeva. Primjena energetske elektronike s komponentama poput silicija MOSFET-ovi snage i IGBT-ovi koji se koriste kao preklopnici snage u sustavu pogonskog sklopa automobilskih električnih i elektroničkih sustava za smanjenje ukupne veličine. Također i za upravljanje termalnim problemima u kojima se koristi velika snaga od kW za poboljšanje učinkovitosti goriva.

Dvokanalni MOSFET na bazi silicija

“primjeri pretvorbe u decimalni u oktalni oblik ”

Ograničenja se mogu prevladati upotrebom širokopojasnih poluprovodnika poput silicijevog karbida s visokom radnom temperaturom koja omogućuje postavljanje kruga u blizinu mjesta s visokom temperaturom. Ima dva ili tri puta veću toplinsku vodljivost od silicija, što će eliminirati potrebu za velikim bakrenim blokovima i vodenim košuljama. Silicijev karbid ima visoki probojni napon i sposoban je prebacivati se na visokim frekvencijama s vrlo manjim gubicima snage što čini ukupnu veličinu kruga vrlo malom.

Čip od silicij-karbida

Primjena energetske elektronike

Primjene energetske elektronike proširena su na različita područja kao što su zrakoplovna i automobilska industrija električni i elektronički sustavi , komercijalni, industrijski, stambeni, telekomunikacijski, transportni, komunalni sustavi itd. U slučaju automobilske elektronike, električki generirani sustavi koriste se u automobilima kao što su cestovna vozila poput telematike, zabavnih sustava u automobilu, karputera itd. Potreba za upravljanjem motorima automobila nastala je u automobilskoj elektronici za pravilnim upravljanjem i pretvorbom.

Komponente automobilske elektronike

Automobilska elektronika klasificira se u različite vrste: elektronika motora, elektronika mjenjača, elektronika podvozja, aktivna sigurnost, pomoć vozaču, udobnost putnika i sustavi za zabavu. Za bilo koji sustav napajanja poput DC / DC ili DC / AC ili AC / DC, snaga elektroničke komponente poput kontrolera, upravljačkih programa vrata, pretvarača i tako dalje. Općenito, na temelju zahtjeva proizvođača vozila ili napajanja, analogni ili digitalni kontroleri se biraju tako da se uzimaju u obzir sljedeći parametri, uključujući cijenu, integraciju, pouzdanost i fleksibilnost.

Primjena energetske elektronike u automobilskoj elektronici

Primjena energetske elektronike u automobilskim električnim i elektroničkim sustavima uključuje visokonaponske sustave, automobilsku proizvodnju električne energije, preklopno napajanje (SMPS), Pretvarači istosmjerne u istosmjernu struju , električni pogoni, pretvarač vuče ili pretvarač istosmjerne u izmjeničnu struju, elektronička komponenta snage, zahtjev za visokom temperaturom, primjena SMPS-a u sustavu pogonskog sklopa i tako dalje. Na primjer, razmotrite suvremeni automobil u kojem možemo pronaći mnoge elektroničke komponente snage kao što su prekidač za paljenje, upravljački modul, senzor brzine vozila, senzor upravljanja i druge komponente, kao što je prikazano na gornjoj slici.

1. Automobilska proizvodnja električne energije

Primjena energetske elektronike u automobilskom sustavu za proizvodnju električne energije omogućuje automobilskim alternatorima poboljšanu učinkovitost i veliku snagu, zajedno s visokim temperaturama izdržljivim kapacitetom i gustoćom velike snage, uz mnoštvo istraživanja u dizajniranju alternatora sa zamijenjenim načinima rada energetske elektronike. Često korišteni alternator u automobilskoj primjeni je alternator Lundell ili Claw-pole, jer je pogodan za potrebne performanse u nastajanju. Karakteristike polja i armature ovog alternatora poboljšane su upotrebom energetske elektronike. Ovi se alternatori koriste u automobilima za napajanje baterija i električnog sustava dok motor radi. Za automobilske alternatore potrebna je elektronika snage regulator napona za proizvodnju konstantnog napona na stezaljkama akumulatora moduliranjem male poljske struje.

Pogled na Lundell alternator

2. Napajanje s komutiranim načinom rada (SMPS)

Koncept SMPS temelji se na uređajima za energetsku elektroniku, poput poluvodičkih uređaja koji rade u uključenom stanju koji ima nula napona i isključenom stanju koji ima nultu struju tijekom tog stanja teoretski sa 100% učinkovitosti. Za uključivanje i isključivanje ovih poluvodičkih uređaja tehnika modulacije širine impulsa (PWM) koristi se. Manje glomazni i male pretvarači zasnovani na energetskoj elektronici koriste se za visokofrekventno prebacivanje, jer ti prekidači mogu raditi pod visokim preklopnim frekvencijama.

SMPS

SMPS aplikacije u sustavu pogonskog sklopa

Sustavi pogonskih sklopova HEV-a, električnih vozila i ICE trebaju sljedeće SMPS uređaje kao što su:

Regenerativno kočenje (AC / DC)
Ugrađeni punjač (AC / DC)
Sustav s dvije baterije (DC / DC)
Vučni motor (DC / AC)

3. Pretvarači istosmjerne u istosmjernu struju

Dostupne su različite topologije istosmjernog u istosmjerni pretvarač koje se mogu koristiti na temelju zahtjeva. Te su topologije klasificirane kao izolirane i neizolirane topologije koje su prihvaćene u sustavima pogonskih sklopova. Primjena energetske elektronike u prebacivanju donijela je koncept mekog prebacivanja gdje su prekidači podvrgnuti niskom naprezanju pomoću LLC ili rezonantnog načina rada. Ovi vrlo pouzdani pretvarači s mekim prebacivanjem vrlo su korisni na tržištu automobilske elektronike. Postoje dvosmjerni pretvarači, poput 400 na 12 V za električna vozila i 48 do 12 V za hibridna električna vozila ili motore s unutarnjim izgaranjem.

DC-DC pretvarač

4. Pretvarač vuče (DC / AC)

Elektromotori su strojevi koji se koriste za pretvaranje električne energije u mehaničku i u tu se svrhu prvenstveno koriste istosmjerni motori, ali zbog nepouzdanosti istosmjernih motora, zbog njihove učinkovitosti koriste se izmjenični motori. Primjena energetske elektronike u regulatorima zgrada za motore naizmjenične struje postigla je izuzetan napredak u posljednja dva desetljeća. Dakle, za motore naizmjenične struje za napajanje, snaga pohranjena u baterijama automobilskih električnih i elektroničkih sustava električnih vozila ili hibridnih električnih vozila ili ICE zahtijeva primjenu energetske elektronike kao što su izmjenični pretvarači istosmjerne struje ili električni pretvarači .

SPI pretvarač

5. Ugrađeni punjač (AC / DC)

Vozila s automobilskom elektronikom sastoje se od baterija koje je potrebno napuniti za tu svrhu punjenja, a izmjenična snaga napajanja mora se pretvoriti u istosmjernu. Znamo da se snaga može pohraniti u baterije samo u obliku istosmjerne struje. Ova pretvorba izmjeničnog u istosmjerni može se izvršiti primjenom pretvarača energetske elektronike koji se nazivaju ispravljači.

Automobilske baterije

Primjena energetske elektronike raste s naprednim tehnologijama u automobilskim električnim i elektroničkim sustavima za poboljšanje ukupne učinkovitosti sustava s visokom radnom temperaturom, povećanje fleksibilnosti, pouzdanosti i smanjenje ukupne veličine sklopa. Ako poznajete neke nove inovativne primjene energetske elektronike u automobilskoj elektronici, objavite svoje ideje i komentare u odjeljku za komentare u nastavku.