Ứng dụng của các thiết bị trạng thái rắn như diode, s Bộ chỉnh lưu điều khiển ilicon (SCR) , thyristor, thyristor tắt cổng, TRIAC, bóng bán dẫn tiếp giáp lưỡng cực (BJT), MOSFET công suất, v.v. để điều khiển và chuyển đổi công suất điện được gọi là p chủ điện tử . Ứng dụng điện tử công suất trong các ứng dụng ô tô đóng vai trò chính trong việc điều khiển điện tử ô tô. Các thiết bị điện tử trên ô tô bao gồm hệ thống lái trợ lực điện hiện đại, biến tần chính HEV, điều khiển thân xe trung tâm, hệ thống phanh, điều khiển ghế ngồi, v.v.

Điện tử công suất trong các ứng dụng ô tô

Tại sao điện tử công suất được sử dụng trong các ứng dụng ô tô?

Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta thường xuyên quan sát thấy nhiệt tỏa ra từ động cơ ô tô sau khi ô tô đã lái được một quãng đường nhất định. Đó là do hệ thống tàu điện của ô tô có động cơ đốt trong hoặc động cơ là một trong những hệ thống con hoạt động với nhiệt độ cao trên 125 độ C. Ứng dụng của điện tử công suất với các thành phần như silicon cấp nguồn cho MOSFET và IGBT được sử dụng làm công tắc điện tử công suất trong hệ thống tàu điện của hệ thống điện và điện tử ô tô để giảm kích thước tổng thể. Và cũng để quản lý các vấn đề về nhiệt trong đó công suất cao của dải kW đang được sử dụng để cải thiện hiệu quả sử dụng nhiên liệu.

MOSFET kênh đôi dựa trên silicon

“hệ thống android có nghĩa là gì ”

Các hạn chế có thể được khắc phục bằng cách sử dụng chất bán dẫn có khe hở băng rộng như cacbua silicon có nhiệt độ hoạt động cao cho phép đặt mạch gần vị trí có nhiệt độ cao. Nó có độ dẫn nhiệt cao hơn hai hoặc ba lần so với silicon, điều này sẽ loại bỏ nhu cầu của các khối đồng lớn và áo khoác nước. Cacbua silic có điện áp đánh thủng cao và có khả năng chuyển mạch ở tần số cao với tổn thất điện năng rất ít, làm cho kích thước tổng thể của mạch điện rất nhỏ.

Chip cacbua silicon

Ứng dụng của điện tử công suất

Ứng dụng điện tử công suất được mở rộng sang các lĩnh vực khác nhau như Hàng không vũ trụ, Ô tô hệ thống điện và điện tử , hệ thống thương mại, công nghiệp, khu dân cư, viễn thông, giao thông vận tải, hệ thống tiện ích, v.v. Trong trường hợp điện tử ô tô, các hệ thống tạo ra điện được sử dụng trong ô tô như các phương tiện giao thông đường bộ như viễn thông, hệ thống giải trí trong ô tô, người vận chuyển hàng hóa, v.v. Nhu cầu điều khiển động cơ ô tô bắt nguồn từ thiết bị điện tử ô tô để điều khiển và chuyển đổi thích hợp.

Linh kiện điện tử ô tô

Điện tử ô tô được phân thành nhiều loại khác nhau: điện tử động cơ, điện tử truyền động, điện tử khung gầm, an toàn chủ động, hỗ trợ người lái, hệ thống tiện nghi và giải trí cho hành khách. Đối với bất kỳ hệ thống điện nào như DC / DC hoặc DC / AC hoặc AC / DC, nguồn Linh kiện điện tử như bộ điều khiển, trình điều khiển cổng, bộ chuyển đổi, v.v. là bắt buộc. Nói chung, dựa trên yêu cầu của nhà sản xuất phương tiện hoặc nguồn điện, bộ điều khiển tương tự hoặc kỹ thuật số được chọn sao cho các thông số sau bao gồm chi phí, tích hợp, độ tin cậy và tính linh hoạt được xem xét.

Ứng dụng điện tử công suất trong điện tử ô tô

Các ứng dụng của điện tử công suất trong hệ thống điện và điện tử ô tô bao gồm hệ thống điện áp cao, phát điện ô tô, cung cấp điện chế độ chuyển mạch (SMPS), Bộ chuyển đổi DC sang DC , truyền động điện, biến tần lực kéo hoặc bộ chuyển đổi DC sang AC, linh kiện điện tử công suất, yêu cầu nhiệt độ cao, ứng dụng SMPS trong hệ thống tàu điện, v.v. Ví dụ, hãy xem xét một chiếc ô tô hiện đại, trong đó chúng ta có thể tìm thấy nhiều thành phần điện tử công suất như công tắc đánh lửa, mô-đun điều khiển, cảm biến tốc độ xe, cảm biến lái và các thành phần khác, như trong hình trên.

1. Sản xuất điện ô tô

Ứng dụng điện tử công suất trong hệ thống phát điện ô tô cung cấp cho máy phát điện ô tô với hiệu suất được cải thiện và công suất cao, cùng với khả năng chịu nhiệt độ cao và mật độ công suất cao với nhiều nghiên cứu trong việc thiết kế máy phát điện với các ứng dụng điện tử công suất chế độ chuyển mạch. Máy phát điện thường được sử dụng trong các ứng dụng ô tô là máy phát điện xoay chiều Lundell hoặc Claw-cực, vì nó phù hợp với hiệu suất mới nổi yêu cầu. Đặc tính trường và phần ứng của máy phát điện xoay chiều này được tăng cường nhờ sử dụng điện tử công suất. Những máy phát điện này được sử dụng trong ô tô để cung cấp năng lượng cho pin và hệ thống điện khi động cơ đang chạy. Máy phát điện ô tô yêu cầu điện tử Bộ điều chỉnh điện áp để tạo ra một điện áp không đổi ở các cực pin bằng cách điều chỉnh dòng điện trường nhỏ.

Hình cắt của Máy phát điện Lundell

2. Nguồn cung cấp chế độ chuyển mạch (SMPS)

Khái niệm SMPS dựa trên các thiết bị điện tử công suất như thiết bị bán dẫn hoạt động ở trạng thái bật có điện áp bằng không và trạng thái tắt có dòng điện bằng không trong trạng thái này về mặt lý thuyết với hiệu suất 100%. Để bật và tắt các thiết bị bán dẫn công suất này, kỹ thuật điều chế độ rộng xung (PWM) Được sử dụng. Các bộ chuyển đổi dựa trên điện tử công suất nhỏ và cồng kềnh hơn được sử dụng để chuyển mạch tần số cao vì các bộ chuyển mạch này có khả năng hoạt động ở tần số chuyển mạch cao.

SMPS

Ứng dụng SMPS trong Hệ thống Tàu điện

Hệ thống tàu điện của HEV, xe điện và ICE cần có các điều hòa SMPS sau đây như:

Phanh tái tạo (AC / DC)
Bộ sạc trên bo mạch (AC / DC)
Hệ thống pin kép (DC / DC)
Động cơ kéo (DC / AC)

3. Bộ chuyển đổi DC sang DC

Có sẵn các cấu trúc liên kết bộ chuyển đổi DC sang DC khác nhau có thể được sử dụng tùy theo yêu cầu. Các cấu trúc liên kết này được phân loại là cấu trúc liên kết cô lập và không biệt lập được sử dụng trong các hệ thống tàu điện. Ứng dụng của điện tử công suất trong chuyển mạch đã mang lại một khái niệm về chuyển mạch mềm trong đó các chuyển mạch phải chịu ứng suất thấp bằng cách sử dụng LLC hoặc chế độ cộng hưởng. Những bộ chuyển đổi mềm, có độ tin cậy cao và tuổi thọ cao này rất hữu ích trong thị trường điện tử ô tô. Có các bộ chuyển đổi hai chiều như 400 sang 12V cho xe điện và 48 sang 12V cho xe hybrid hoặc động cơ đốt trong.

Bộ chuyển đổi DC / DC

4. Biến tần kéo (DC / AC)

Động cơ điện là những máy được sử dụng để biến đổi năng lượng điện thành cơ năng và chủ yếu động cơ điện một chiều được sử dụng cho mục đích này, nhưng do tính không đáng tin cậy của động cơ điện một chiều, động cơ xoay chiều được sử dụng vì hiệu quả của chúng. Ứng dụng của điện tử công suất trong xây dựng bộ điều khiển cho động cơ xoay chiều đã có những tiến bộ vượt bậc từ hai thập kỷ qua. Do đó, để động cơ xoay chiều cung cấp năng lượng, năng lượng được lưu trữ trong pin của hệ thống điện và điện tử ô tô của xe điện hoặc xe điện hybrid hoặc ICE yêu cầu ứng dụng điện tử công suất như bộ chuyển đổi DC sang AC hoặc biến tần điện .

Biến tần SPI

“làm thế nào để giảm 220v xuống 110v ”

5. Bộ sạc trên bo mạch (AC / DC)

Xe có thiết bị điện tử ô tô bao gồm pin cần được sạc cho mục đích sạc này, nguồn AC cung cấp phải được chuyển đổi thành DC. Chúng ta biết rằng, nguồn điện chỉ có thể được lưu trữ trong pin ở dạng DC. Việc chuyển đổi AC sang DC này có thể được thực hiện bằng ứng dụng của các bộ chuyển đổi điện tử công suất được gọi là bộ chỉnh lưu.

Ắc quy ô tô

Ứng dụng của điện tử công suất ngày càng tăng cùng với các công nghệ tiên tiến trong hệ thống điện và điện tử trên ô tô nhằm cải thiện hiệu suất tổng thể của hệ thống với nhiệt độ hoạt động cao, tăng tính linh hoạt, độ tin cậy và giảm kích thước tổng thể của mạch điện. Nếu bạn biết bất kỳ ứng dụng sáng tạo mới nào của điện tử công suất trong điện tử ô tô, thì hãy gửi ý kiến và nhận xét của bạn trong phần bình luận bên dưới.

Tín ảnh: