Aplicação de dispositivos de estado sólido, como diodo, s retificador controlado por ilicon (SCR) , tiristores, tiristores de desligamento de portão, TRIAC, transistor de junção bipolar (BJT), Power MOSFET e assim por diante para controle e conversão de energia elétrica é chamado de p ower eletrônica . A aplicação da eletrônica de potência em aplicações automotivas desempenha um papel importante no controle da eletrônica automotiva. A eletrônica automotiva inclui direção assistida elétrica moderna, inversor principal HEV, controle central da carroceria, sistema de freio, controle do assento e assim por diante.

Eletrônica de potência em aplicações automotivas

Por que os eletrônicos de potência são usados em aplicações automotivas?

Em nossa vida cotidiana, freqüentemente observamos calor irradiando do motor do carro depois que o carro foi dirigido por uma certa distância. Isso se deve ao sistema de trem de força da eletrônica automotiva com um motor ou combustão interna ou motor como um do subsistema operando com alta temperatura superior a 125 graus Celsius. Aplicação de eletrônica de potência com componentes à base de silício Power MOSFETs e IGBTs que são usados como interruptores eletrônicos de potência no sistema de trem de força de sistemas elétricos e eletrônicos automotivos para reduzir o tamanho geral. E também para gerenciar problemas térmicos em que uma alta potência de gama kW está sendo usada para melhorar a eficiência do combustível.

MOSFET de canal duplo à base de silício

“identificar mosfet por seu número ”

As limitações podem ser superadas com o uso de semicondutores de gap de banda larga, como carboneto de silício, com alta temperatura de operação que permite colocar o circuito próximo a locais de alta temperatura. Possui condutividade térmica duas ou três vezes maior do que o silício, o que elimina a necessidade de grandes blocos de cobre e camisas de água. O carboneto de silício tem alta tensão de ruptura e é capaz de comutar em altas frequências com muito menos perda de energia, o que torna o tamanho geral do circuito muito pequeno.

Chip de carboneto de silício

Aplicação de Eletrônica de Potência

Aplicações de eletrônica de potência são estendidos a vários campos, como aeroespacial, automotivo sistemas elétricos e eletrônicos , comercial, industrial, residencial, telecomunicações, transporte, sistemas utilitários, etc. No caso da eletrônica automotiva, os sistemas gerados eletricamente são usados em automóveis, como veículos rodoviários, como telemática, sistemas de entretenimento automotivo, carputers e assim por diante. A necessidade de controlar motores de automóveis originou-se na eletrônica automotiva para o controle e conversão adequados.

Componentes eletrônicos automotivos

A eletrônica automotiva é classificada em diferentes tipos: eletrônica do motor, eletrônica da transmissão, eletrônica do chassi, segurança ativa, assistência ao motorista, conforto do passageiro e sistemas de entretenimento. Para qualquer sistema de energia, como DC / DC ou DC / AC ou AC / DC, o poder componentes eletrônicos como controladores, drivers de porta, conversores e assim por diante, são necessários. Geralmente, com base nos requisitos do fabricante do veículo ou da fonte de alimentação, os controladores analógicos ou digitais são escolhidos de modo que os seguintes parâmetros, incluindo custo, integração, confiabilidade e flexibilidade, sejam levados em consideração.

Aplicação de Eletrônica de Potência em Eletrônica Automotiva

Aplicações de eletrônica de potência em sistemas elétricos e eletrônicos automotivos incluem sistemas de alta tensão, geração de energia automotiva, fonte de alimentação comutada (SMPS), Conversores DC para DC , acionamentos elétricos, inversor de tração ou conversor DC para AC, componente eletrônico de potência, exigência de alta temperatura, aplicação de SMPS no sistema de trem de força e assim por diante. Por exemplo, considere um carro moderno, no qual podemos encontrar muitos componentes eletrônicos de potência, como chave de ignição, módulo de controle, sensor de velocidade do veículo, sensor de direção e outros componentes, conforme mostrado na figura acima.

1. Geração de energia automotiva

A aplicação de eletrônica de potência no sistema de geração de energia automotiva fornece alternadores automotivos com maior eficiência e alta potência, juntamente com capacidade de resistência a alta temperatura e densidade de alta potência com uma variedade de pesquisas em projetos de alternador com aplicações de eletrônica de potência comutada. O alternador freqüentemente usado em aplicações automotivas é o alternador Lundell ou claw-pole, pois é adequado para o desempenho emergente necessário. As características de campo e armadura deste alternador são aprimoradas pelo uso da eletrônica de potência. Esses alternadores são usados em automóveis para fornecer energia às baterias e ao sistema elétrico enquanto o motor está funcionando. Alternadores automotivos requerem um sistema eletrônico de potência regulador de voltagem para produzir uma tensão constante nos terminais da bateria, modulando uma pequena corrente de campo.

Corte vista do alternador Lundell

2. Fonte de alimentação comutada (SMPS)

O conceito de SMPS é baseado em dispositivos eletrônicos de potência, como dispositivos semicondutores que operam em um estado ligado que tem tensão zero e um estado desligado que tem corrente zero durante este estado teoricamente com 100% de eficiência. Para ligar e desligar esses dispositivos semicondutores de energia, o técnica de modulação por largura de pulso (PWM) é usado. Conversores baseados em eletrônica de potência menos volumosos e de pequeno porte são usados para comutação de alta frequência, pois esses comutadores são capazes de operar em altas frequências de comutação.

SMPS

Aplicativos SMPS no Sistema de Trem de Força

Os sistemas de trem de força de HEVs, veículos elétricos e ICE precisam dos seguintes condicionadores SMPS, como:

Frenagem regenerativa (AC / DC)
Carregador integrado (AC / DC)
Sistema de bateria dupla (DC / DC)
Motor de tração (DC / AC)

3. Conversores DC para DC

Existem diferentes topologias de conversor CC para CC disponíveis que podem ser usadas com base nos requisitos. Essas topologias são classificadas como topologias isoladas e não isoladas que são adotadas em sistemas de trem de força. A aplicação da eletrônica de potência na comutação trouxe um conceito de comutação suave, onde as chaves são submetidas a baixa tensão usando um LLC ou modo ressonante. Esses conversores de comutação suave, altamente confiáveis e de longa duração são muito úteis no mercado de eletrônicos automotivos. Existem conversores bidirecionais como 400 a 12 V para veículos elétricos e 48 a 12 V para veículos elétricos híbridos ou motor de combustão interna.

Conversor DC-DC

4. Inversor de tração (DC / AC)

Motores elétricos são máquinas usadas para converter energia elétrica em energia mecânica e principalmente motores CC são usados para esse propósito, mas devido à falta de confiabilidade dos motores CC, os motores CA são usados devido à sua eficiência. A aplicação da eletrônica de potência na construção de controladores para motores CA tem um grande progresso nas últimas duas décadas. Assim, para os motores CA fornecerem energia, a energia armazenada nas baterias dos sistemas elétricos e eletrônicos automotivos de veículos elétricos ou veículos elétricos híbridos ou ICE requerem a aplicação de eletrônica de potência, como conversores CC para CA ou inversores elétricos .

“interruptor automático de solar para rede ”

Inversor SPI

5. Carregador integrado (AC / DC)

Veículos com eletrônica automotiva consistem em baterias que precisam ser carregadas para esta finalidade de carregamento, a alimentação CA deve ser convertida em CC. Sabemos que, a energia pode ser armazenada em baterias apenas na forma de DC. Essa conversão de CA em CC pode ser feita pela aplicação de conversores eletrônicos de potência chamados de retificadores.

Baterias automotivas

A aplicação da eletrônica de potência está aumentando com o avanço das tecnologias em sistemas elétricos e eletrônicos automotivos para melhorar a eficiência geral do sistema com alta temperatura de operação, aumentar a flexibilidade, confiabilidade e reduzir o tamanho geral dos circuitos. Se você conhece alguma aplicação inovadora de eletrônica de potência em eletrônica automotiva, poste suas idéias e comentários na seção de comentários abaixo.

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