Applicazione di dispositivi a stato solido come diodi, s Raddrizzatore controllato da ilicon (SCR) , tiristori, tiristori di spegnimento del gate, TRIAC, transistor a giunzione bipolare (BJT), MOSFET di potenza e così via per il controllo e la conversione di energia elettrica è chiamato come p elettronica di consumo . L'applicazione dell'elettronica di potenza nelle applicazioni automobilistiche gioca un ruolo importante nel controllo dell'elettronica automobilistica. L'elettronica automobilistica include il moderno servosterzo elettrico, l'inverter principale HEV, il controllo del corpo centrale, il sistema di frenatura, il controllo del sedile e così via.
Elettronica di potenza nelle applicazioni automobilistiche
Perché l'elettronica di potenza viene utilizzata nelle applicazioni automobilistiche?
Nella nostra vita quotidiana, osserviamo spesso il calore che si irradia dal motore dell'auto dopo che l'auto è stata guidata per una certa distanza. Ciò è dovuto al sistema di trasmissione dell'elettronica automobilistica con un motore o combustione interna o motore come uno dei sottosistemi che funzionano con temperature elevate superiori a 125 gradi Celsius. Applicazione di elettronica di potenza con componenti come a base di silicio MOSFET di potenza e IGBT utilizzati come interruttori elettronici di potenza nel sistema di trasmissione dei sistemi elettrici ed elettronici delle automobili per ridurre le dimensioni complessive. E anche per la gestione dei problemi termici in cui viene utilizzata un'elevata potenza della gamma kW per migliorare l'efficienza del carburante.
MOSFET a doppio canale a base di silicio
Le limitazioni possono essere superate utilizzando semiconduttori con gap a banda larga come il carburo di silicio con una temperatura operativa elevata che consente di posizionare il circuito vicino a una posizione ad alta temperatura. Ha una conduttività termica due o tre volte superiore al silicio, eliminando la necessità di grandi blocchi di rame e camicie d'acqua. Il carburo di silicio ha un'elevata tensione di rottura ed è in grado di commutare ad alte frequenze con una perdita di potenza molto inferiore, il che rende le dimensioni complessive dei circuiti molto piccole.
Chip in carburo di silicio
Applicazione dell'elettronica di potenza
Applicazioni di elettronica di potenza sono estesi a vari settori come Aerospaziale, Automotive impianti elettrici ed elettronici , commerciali, industriali, residenziali, telecomunicazioni, trasporti, sistemi di utilità, ecc. Nel caso dell'elettronica automobilistica, i sistemi generati elettricamente sono utilizzati in automobili come veicoli stradali come telematica, sistemi di intrattenimento in auto, carputers e così via. La necessità di controllare i motori delle automobili ha avuto origine nell'elettronica automobilistica per un controllo e una conversione adeguati.
Componenti elettronici automobilistici
L'elettronica automobilistica è classificata in diversi tipi: elettronica del motore, elettronica della trasmissione, elettronica del telaio, sicurezza attiva, assistenza alla guida, comfort dei passeggeri e sistemi di intrattenimento. Per qualsiasi sistema di alimentazione come DC / DC o DC / AC o AC / DC, il potere componenti elettronici come controller, gate driver, convertitori e così via sono necessari. Generalmente, in base ai requisiti del produttore del veicolo o dell'alimentatore, i controller analogici o digitali vengono scelti in modo tale da prendere in considerazione i seguenti parametri, inclusi costo, integrazione, affidabilità e flessibilità.
Applicazione dell'elettronica di potenza nell'elettronica automobilistica
Applicazione dell'elettronica di potenza nell'elettronica automobilistica
Le applicazioni dell'elettronica di potenza nei sistemi elettrici ed elettronici automobilistici includono sistemi ad alta tensione, generazione di energia automobilistica, alimentatori switching (SMPS), Convertitori da CC a CC , azionamenti elettrici, inverter di trazione o convertitore da CC a CA, componente elettronico di potenza, requisiti di alta temperatura, applicazione di SMPS nel sistema di trasmissione e così via. Ad esempio, si consideri un'auto moderna, in cui possiamo trovare molti componenti elettronici di potenza come interruttore di accensione, modulo di controllo, sensore di velocità del veicolo, sensore di sterzo e altri componenti, come mostrato nella figura sopra.
1. Generazione di energia per autoveicoli
L'applicazione dell'elettronica di potenza nel sistema di generazione di potenza automobilistica fornisce agli alternatori automobilistici una migliore efficienza e potenza elevata, insieme a capacità di resistenza alle alte temperature e densità di potenza elevata con una varietà di ricerche nella progettazione di alternatori con applicazioni di elettronica di potenza a modalità commutata. L'alternatore utilizzato di frequente nelle applicazioni automobilistiche è l'alternatore Lundell o Claw-pole, poiché è adatto per le prestazioni emergenti richieste. Le caratteristiche di campo e di armatura di questo alternatore sono migliorate dall'uso dell'elettronica di potenza. Questi alternatori sono utilizzati nelle automobili per fornire energia alle batterie e all'impianto elettrico mentre il motore è in funzione. Gli alternatori automobilistici richiedono un'elettronica di potenza regolatore di tensione per produrre una tensione costante ai terminali della batteria modulando la corrente di piccolo campo.
Vista in sezione dell'alternatore di Lundell
2. Alimentatore switching (SMPS)
Il concetto di SMPS si basa sui dispositivi elettronici di potenza come i dispositivi semiconduttori che funzionano in uno stato acceso con tensione zero e uno stato spento che ha corrente zero durante questo stato teoricamente con un'efficienza del 100%. Per accendere e spegnere questi dispositivi a semiconduttore di potenza tecnica di modulazione di larghezza di impulso (PWM) si usa. Per la commutazione ad alta frequenza vengono utilizzati convertitori basati sull'elettronica di potenza meno ingombranti e di piccole dimensioni poiché questi interruttori sono in grado di funzionare a frequenze di commutazione elevate.
SMPS
Applicazioni SMPS nel sistema di trasmissione
I sistemi di trasmissione di HEV, veicoli elettrici e ICE necessitano dei seguenti condizionatori SMPS come:
- Frenata rigenerativa (AC / DC)
- Caricatore a bordo (AC / DC)
- Sistema a doppia batteria (DC / DC)
- Motore di trazione (DC / AC)
3. Convertitori da CC a CC
Sono disponibili diverse topologie di convertitori da CC a CC che possono essere utilizzate in base ai requisiti. Queste topologie sono classificate come topologie isolate e non isolate che vengono adottate nei sistemi di trasmissione. L'applicazione dell'elettronica di potenza nella commutazione ha portato a un concetto di commutazione graduale in cui gli interruttori sono soggetti a basse sollecitazioni utilizzando una modalità LLC o risonante. Questi convertitori a commutazione morbida, altamente affidabili e di lunga durata sono molto utili nel mercato dell'elettronica automobilistica. Esistono convertitori bidirezionali come 400 a 12V per veicoli elettrici e 48 a 12V per veicoli elettrici ibridi o motori a combustione interna.
Convertitore DC-DC
4. Inverter di trazione (CC / CA)
Motori elettrici sono macchine utilizzate per convertire l'energia elettrica in energia meccanica e principalmente i motori DC vengono utilizzati per questo scopo, ma a causa dell'inaffidabilità dei motori DC, i motori AC vengono utilizzati a causa della loro efficienza. L'applicazione dell'elettronica di potenza nella costruzione di controllori per motori a corrente alternata ha registrato enormi progressi negli ultimi due decenni. Pertanto, affinché i motori CA forniscano energia, l'energia immagazzinata nelle batterie dei sistemi elettrici ed elettronici automobilistici di veicoli elettrici o veicoli elettrici ibridi o ICE richiede l'applicazione di elettronica di potenza come convertitori da CC a CA o inverter elettrici .
Inverter SPI
5. Caricatore di bordo (AC / DC)
I veicoli con elettronica automobilistica sono costituiti da batterie che devono essere caricate per questo scopo di ricarica, l'alimentazione CA di alimentazione deve essere convertita in CC. Sappiamo che il potere può essere immagazzinato nelle batterie solo sotto forma di DC. Questa conversione da CA a CC può essere eseguita mediante l'applicazione di convertitori di elettronica di potenza chiamati raddrizzatori.
Batterie automobilistiche
L'applicazione dell'elettronica di potenza sta aumentando con l'avanzare delle tecnologie nei sistemi elettrici ed elettronici automobilistici per migliorare l'efficienza complessiva del sistema con temperature di esercizio elevate, aumentare la flessibilità, l'affidabilità e ridurre le dimensioni complessive dei circuiti. Se conosci nuove applicazioni innovative dell'elettronica di potenza nell'elettronica automobilistica, pubblica le tue idee e commenti nella sezione commenti qui sotto.
Crediti fotografici:
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- Chip in carburo di silicio di auto ibride
- Automotive Electronics Components di omron
- Applicazione di elettronica di potenza nell'elettronica automobilistica di Clemson
- Vista tagliata dell'alternatore di Lundell di wikimedia
- SMPS di aliexpress
- Convertitore DC-DC di diytrade
- Batterie per auto di imimg
