Diyot, s gibi katı hal cihazlarının uygulaması ilicon kontrollü doğrultucu (SCR) , tristörler, kapı kapama tristörleri, TRIAC, bipolar junction transistor (BJT), Power MOSFET vb. elektrik gücünün kontrolü ve dönüşümü için p olarak adlandırılır. ower elektronik . Güç elektroniğinin otomotiv uygulamalarında uygulanması, otomotiv elektroniğinin kontrolünde önemli bir rol oynar. Otomotiv elektroniği, modern elektrikli direksiyon, HEV ana invertörü, merkezi gövde kontrolü, fren sistemi, koltuk kontrolü ve benzerlerini içerir.

Otomotiv Uygulamalarında Güç Elektroniği

Otomotiv Uygulamalarında Neden Güç Elektroniği Kullanılıyor?

Günlük hayatımızda, otomobil belirli bir mesafe sürüldükten sonra otomobil motorundan yayılan ısıyı sıklıkla gözlemliyoruz. Bunun nedeni, motorlu veya içten yanmalı otomotiv elektroniğinin güç aktarma sistemi veya 125 santigrat dereceyi aşan yüksek sıcaklıkta çalışan alt sistemlerden biri olarak motordur. Güç elektroniğinin silikon bazlı gibi bileşenlerle uygulanması güç MOSFET'leri ve genel boyutu küçültmek için otomotiv elektrik ve elektronik sistemlerinin güç aktarma sisteminde güç elektroniği anahtarları olarak kullanılan IGBT'ler. Ve ayrıca yakıt verimliliğini artırmak için yüksek güçte kW aralığının kullanıldığı termal sorunları yönetmek için.

Silikon bazlı Çift Kanallı MOSFET

“Devreye verilen gücün maksimum değerini bulunuz. ”

Devrenin yüksek sıcaklık konumuna yakın bir yere yerleştirilmesine izin veren yüksek çalışma sıcaklığına sahip silikon karbür gibi geniş bant boşluklu yarı iletkenler kullanılarak sınırlamalar aşılabilir. Silikondan iki veya üç kat daha yüksek ısı iletkenliğine sahip olduğundan büyük bakır blok ve su ceketi ihtiyacını ortadan kaldıracaktır. Silisyum karbür, yüksek kırılma voltajına sahiptir ve çok daha az güç kaybıyla yüksek frekanslarda anahtarlama yeteneğine sahiptir, bu da devrenin genel boyutunu çok küçük kılar.

Silisyum Karbür Çip

Güç Elektroniği Uygulaması

Güç elektroniği uygulamaları Havacılık, Otomotiv gibi çeşitli alanlara genişletilmiştir. elektrik ve elektronik sistemler , ticari, endüstriyel, konut, telekomünikasyon, ulaşım, hizmet sistemleri vb. Otomotiv elektroniği durumunda, elektrikle üretilen sistemler, telematik gibi karayolu taşıtları, araç içi eğlence sistemleri, araba bilgisayarları ve benzeri otomobillerde kullanılır. Doğru kontrol ve dönüştürme için otomotiv elektroniğinden kaynaklanan otomobil motorlarını kontrol etme ihtiyacı.

Otomotiv Elektronik Bileşenleri

Otomotiv elektroniği farklı türlerde sınıflandırılır: motor elektroniği, şanzıman elektroniği, şasi elektroniği, aktif güvenlik, sürücü yardımı, yolcu konforu ve eğlence sistemleri. DC / DC veya DC / AC veya AC / DC gibi herhangi bir güç sistemi için güç elektronik parçalar kontrolörler gibi, kapı sürücüleri, dönüştürücüler vb. gereklidir. Genel olarak, araç veya güç kaynağı üreticisinin gereksinimlerine bağlı olarak, analog veya dijital kontrolörler, maliyet, entegrasyon, güvenilirlik ve esneklik dahil olmak üzere aşağıdaki parametreler dikkate alınacak şekilde seçilir.

Otomotiv Elektroniğinde Güç Elektroniği Uygulaması

Güç elektroniğinin otomotiv elektrik ve elektronik sistemlerindeki uygulamaları arasında yüksek gerilim sistemleri, otomotiv güç üretimi, anahtarlamalı güç kaynağı (SMPS), DC'den DC'ye dönüştürücüler , elektrikli sürücüler, çekiş invertörü veya DC'den AC'ye dönüştürücü, güç elektroniği bileşeni, yüksek sıcaklık gereksinimi, güç aktarma sisteminde SMPS uygulaması vb. Örneğin, yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi kontak anahtarı, kontrol modülü, araç hız sensörü, direksiyon sensörü ve diğer bileşenler gibi birçok güç elektroniği bileşenini bulabileceğimiz modern bir araba düşünün.

1. Otomotiv Güç Üretimi

Otomotiv güç üretim sistemindeki güç elektroniğinin uygulanması, anahtarlamalı mod güç elektroniği uygulamaları ile alternatör tasarımında çeşitli araştırmalarla birlikte, yüksek sıcaklığa dayanma kapasitesi ve yüksek güç yoğunluğu ile birlikte, gelişmiş verimlilik ve yüksek güç sağlayan otomotiv alternatörleri sağlar. Otomotiv uygulamalarında sıklıkla kullanılan alternatör, ortaya çıkan performansa uygun olması nedeniyle Lundell veya Pençe kutuplu alternatördür. Bu alternatörün alan ve armatür özellikleri, güç elektroniği kullanımı ile geliştirilmiştir. Bu alternatörler otomobillerde motor çalışırken akülere ve elektrik sistemine güç sağlamak için kullanılır. Otomotiv alternatörleri bir güç elektroniği gerektirir Voltaj regülatörü küçük alan akımını modüle ederek akü terminallerinde sabit bir voltaj üretmek için.

Lundell Alternatörün kesit görünümü

2. Anahtarlamalı Güç Kaynağı (SMPS)

SMPS konsepti, teorik olarak% 100 verimlilikle bu durumda sıfır gerilime sahip açık durumda ve sıfır akıma sahip kapalı durumda çalışan yarı iletken cihazlar gibi güç elektroniği cihazlarına dayanmaktadır. Bu güç yarı iletken cihazlarını açmak ve kapatmak için darbe genişlik modülasyonu (PWM) tekniği kullanıldı. Daha az hacimli ve küçük boyutlu güç elektroniği tabanlı dönüştürücüler, bu anahtarlar yüksek anahtarlama frekansları altında çalışabildiğinden, yüksek frekans anahtarlaması için kullanılır.

SMPS

Güç Aktarma Sistemindeki SMPS Uygulamaları

HEV'lerin, elektrikli taşıtların ve ICE'nin güç aktarma sistemleri aşağıdaki SMPS koşullandırıcılara ihtiyaç duyar:

Rejeneratif frenleme (AC / DC)
Yerleşik şarj cihazı (AC / DC)
Çift pil sistemi (DC / DC)
Çekiş motoru (DC / AC)

3. DC'den DC'ye Dönüştürücüler

Gereksinimlere göre kullanılabilen farklı DC-DC dönüştürücü topolojileri mevcuttur. Bu topolojiler, güç aktarma sistemlerinde benimsenen izole edilmiş ve izole edilmemiş topolojiler olarak sınıflandırılır. Anahtarlamada güç elektroniğinin uygulanması, anahtarların bir LLC veya rezonans modu kullanılarak düşük gerilime maruz kaldığı bir yumuşak anahtarlama konsepti getirmiştir. Bu yumuşak anahtarlamalı, oldukça güvenilir ve uzun ömürlü dönüştürücüler, otomotiv elektroniği pazarında çok kullanışlıdır. Elektrikli araçlar için 400 ila 12V ve hibrit elektrikli araç veya içten yanmalı motor için 48 ila 12V gibi çift yönlü dönüştürücüler bulunmaktadır.

DC / DC çevirici

4. Çekiş İnvertörü (DC / AC)

Elektrik motorları Elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürmek için kullanılan makinelerdir ve bu amaçla öncelikle DC motorlar kullanılır, ancak DC motorların güvenilmezliği nedeniyle AC motorlar verimliliklerinden dolayı kullanılmaktadır. AC motorlar için bina kontrolörlerinde güç elektroniğinin uygulanması, geçtiğimiz yirmi yılda muazzam bir ilerleme kaydetmiştir. Bu nedenle, AC motorların güç sağlaması için, elektrikli araçların veya hibrit elektrikli araçların veya ICE'nin otomotiv elektrikli ve elektronik sistemlerinde depolanan güç, DC'den AC'ye dönüştürücü veya ICE gibi güç elektroniklerinin uygulanmasını gerektirir. elektrikli invertörler .

“sıcaklık sensörü ile arduino fan kontrolü ”

SPI Çevirici

5. Yerleşik Şarj Cihazı (AC / DC)

Otomotiv elektroniğine sahip araçlar, bu şarj amacıyla şarj edilmesi gereken pillerden oluşur, AC güç kaynağı DC'ye dönüştürülmelidir. Gücün yalnızca DC şeklinde pillerde depolanabileceğini biliyoruz. AC'nin DC'ye bu dönüşümü, redresör olarak adlandırılan güç elektroniği dönüştürücüleri uygulamasıyla yapılabilir.

Otomotiv Aküleri

Güç elektroniğinin uygulanması, yüksek çalışma sıcaklığı ile genel sistem verimliliğini artırmak, esnekliği ve güvenilirliği artırmak ve devrenin genel boyutunu küçültmek için otomotiv elektrik ve elektronik sistemlerindeki ilerleyen teknolojilerle artmaktadır. Otomotiv elektroniğinde güç elektroniğinin yenilikçi uygulamalarını biliyorsanız, fikirlerinizi ve yorumlarınızı aşağıdaki yorum bölümüne gönderin.

Fotoğrafa katkı verenler: