다이오드, s와 같은 반도체 장치의 응용 실리콘 제어 정류기 (SCR) , 사이리스터, 게이트 턴 오프 사이리스터, TRIAC, 바이폴라 접합 트랜지스터 (BJT), 전력 MOSFET 등 전력 제어 및 변환을 p라고합니다. ower 전자 . 자동차 애플리케이션에 전력 전자 장치를 적용하는 것은 자동차 전자 장치를 제어하는 데 중요한 역할을합니다. 자동차 전자 장치에는 현대식 파워 스티어링, HEV 메인 인버터, 중앙 차체 제어, 제동 시스템, 시트 제어 등이 포함됩니다.
자동차 애플리케이션의 전력 전자
왜 전력 전자가 자동차 애플리케이션에 사용됩니까?
일상 생활에서 우리는 자동차가 일정한 거리를 주행 한 후 자동차 엔진에서 방출되는 열을 자주 관찰합니다. 이는 섭씨 125도를 초과하는 고온에서 작동하는 하위 시스템 중 하나로 엔진 또는 내연 또는 모터를 사용하는 자동차 전자 장치의 동력 전달 장치 시스템 때문입니다. 실리콘 기반과 같은 구성 요소에 전력 전자 장치 적용 파워 MOSFET 및 전체 크기를 줄이기 위해 자동차 전기 및 전자 시스템의 동력 전달 장치 시스템에서 전력 전자 스위치로 사용되는 IGBT. 또한 연비 개선을 위해 kW 범위의 고출력이 사용되는 열 문제를 관리합니다.
실리콘 기반 듀얼 채널 MOSFET
높은 작동 온도를 가진 실리콘 카바이드와 같은 광대역 갭 반도체를 사용하여 한계를 극복 할 수있어 회로를 고온 위치 근처에 배치 할 수 있습니다. 실리콘보다 열전도율이 2 ~ 3 배 높기 때문에 큰 구리 블록과 워터 재킷이 필요하지 않습니다. 실리콘 카바이드는 높은 항복 전압을 가지고 있으며 매우 적은 전력 손실로 고주파에서 스위칭이 가능하여 전체 회로 크기를 매우 작게 만듭니다.
실리콘 카바이드 칩
전력 전자의 응용
전력 전자 애플리케이션 항공 우주, 자동차 등 다양한 분야로 확장 전기 및 전자 시스템 , 상업, 산업, 주거, 통신, 교통, 유틸리티 시스템 등. 자동차 전자의 경우 전기 생성 시스템은 텔레매틱스, 차량 내 엔터테인먼트 시스템, 카 푸터 등과 같은 도로 차량과 같은 자동차에 사용됩니다. 자동차의 엔진을 제어해야하는 필요성은 적절한 제어 및 변환을 위해 자동차 전자 제품에서 비롯되었습니다.
자동차 전자 부품
자동차 전자 장치는 엔진 전자 장치, 변속기 전자 장치, 섀시 전자 장치, 능동 안전, 운전자 지원, 승객 편의 및 엔터테인먼트 시스템 등 다양한 유형으로 분류됩니다. DC / DC 또는 DC / AC 또는 AC / DC와 같은 전원 시스템의 경우 전자 부품 컨트롤러, 게이트 드라이버, 컨버터 등이 필요합니다. 일반적으로 차량 또는 전원 공급 장치 제조업체 요구 사항에 따라 비용, 통합, 신뢰성 및 유연성을 포함한 다음 매개 변수를 고려하도록 아날로그 또는 디지털 컨트롤러가 선택됩니다.
자동차 전자 제품의 전력 전자 애플리케이션
자동차 전자 제품의 전력 전자 애플리케이션
자동차 전기 및 전자 시스템의 전력 전자 응용 분야에는 고전압 시스템, 자동차 발전, 스위치 모드 전원 공급 장치 (SMPS), DC-DC 컨버터 , 전기 드라이브, 트랙션 인버터 또는 DC-AC 컨버터, 전력 전자 부품, 고온 요구 사항, 파워 트레인 시스템에 SMPS 적용 등. 예를 들어, 위 그림과 같이 점화 스위치, 제어 모듈, 차량 속도 센서, 조향 센서 및 기타 구성 요소와 같은 많은 전력 전자 구성 요소를 찾을 수있는 현대 자동차를 생각해보십시오.
1. 자동차 발전
자동차 발전 시스템에 전력 전자 장치를 적용하면 스위치 모드 전력 전자 응용 제품을 사용하여 교류 발전기를 설계하는 다양한 연구를 통해 고온 내성 용량 및 고전력 밀도와 함께 향상된 효율성 및 고전력을 자동차 교류 발전기에 제공합니다. 자동차 애플리케이션에서 자주 사용되는 교류 발전기는 필요한 새로운 성능에 적합하기 때문에 Lundell 또는 Claw-pole 교류 발전기입니다. 이 교류 발전기의 필드 및 전기자 특성은 전력 전자 장치를 사용하여 향상됩니다. 이 교류 발전기는 엔진이 작동하는 동안 배터리와 전기 시스템에 전원을 공급하기 위해 자동차에 사용됩니다. 자동차 교류 발전기에는 전력 전자가 필요합니다. 전압 조정기 작은 계자 전류를 변조하여 배터리 단자에서 정전압을 생성합니다.
Lundell 발전기의 절단면
2. SMPS (Switched Mode Power Supply)
SMPS 개념은 이론적으로 100 % 효율로이 상태에서 제로 전압을 갖는 온 상태 및 제로 전류를 갖는 오프 상태에서 작동하는 반도체 장치와 같은 전력 전자 장치를 기반으로합니다. 이러한 전력 반도체 장치를 켜고 끄려면 펄스 폭 변조 (PWM) 기술 사용. 이 스위치는 높은 스위칭 주파수에서 작동 할 수 있으므로 부피가 덜 크고 작은 크기의 전력 전자 장치 기반 컨버터가 고주파 스위칭에 사용됩니다.
SMPS
동력 전달 장치 시스템의 SMPS 애플리케이션
HEV, 전기 자동차 및 ICE의 동력 전달 장치 시스템에는 다음과 같은 SMPS 컨디셔너가 필요합니다.
- 회생 제동 (AC / DC)
- 온보드 충전기 (AC / DC)
- 듀얼 배터리 시스템 (DC / DC)
- 견인 모터 (DC / AC)
3. DC-DC 컨버터
요구 사항에 따라 사용할 수있는 다양한 DC-DC 컨버터 토폴로지가 있습니다. 이러한 토폴로지는 파워 트레인 시스템에 채택 된 분리형 및 비 분리형 토폴로지로 분류됩니다. 스위칭에 전력 전자 장치를 적용하면 LLC 또는 공진 모드를 사용하여 스위치가 낮은 스트레스를받는 소프트 스위칭 개념이 도입되었습니다. 이러한 소프트 스위칭, 고 신뢰성 및 장수명 컨버터는 자동차 전자 제품 시장에서 매우 유용합니다. 전기 자동차 용 400 ~ 12V, 하이브리드 전기 자동차 또는 내연 기관용 48 ~ 12V와 같은 양방향 컨버터가 있습니다.
DC-DC 컨버터
4. 견인 인버터 (DC / AC)
전기 모터 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 데 사용되는 기계이며 주로 이러한 목적으로 DC 모터가 사용되지만 DC 모터의 신뢰성이 떨어지기 때문에 효율성 때문에 AC 모터가 사용됩니다. AC 모터 용 건물 컨트롤러에 전력 전자 장치를 적용하는 것은 지난 20 년 동안 엄청난 발전을 이루었습니다. 따라서 AC 모터가 전력을 공급하기 위해서는 전기 자동차 또는 하이브리드 전기 자동차 또는 ICE의 자동차 전기 및 전자 시스템의 배터리에 저장된 전력을 DC-AC 변환기 또는 전기 인버터 .
SPI 인버터
5. 온보드 충전기 (AC / DC)
자동차 전자 장치가 장착 된 차량은 이러한 충전을 위해 충전해야하는 배터리로 구성되며 공급 AC 전원은 DC로 변환되어야합니다. 전력은 DC 형태로만 배터리에 저장할 수 있습니다. AC에서 DC 로의 이러한 변환은 정류기라고하는 전력 전자 변환기를 적용하여 수행 할 수 있습니다.
자동차 배터리
높은 작동 온도로 전체 시스템 효율을 개선하고 유연성, 신뢰성을 높이고 회로의 전체 크기를 줄이기 위해 자동차 전기 및 전자 시스템의 발전하는 기술과 함께 전력 전자의 응용이 증가하고 있습니다. 자동차 전자 장치에서 전력 전자의 새롭고 혁신적인 응용 프로그램을 알고 있다면 아래 댓글 섹션에 아이디어와 의견을 게시하십시오.
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