تطبيق أجهزة الحالة الصلبة مثل الصمام الثنائي ، s المعدل المتحكم فيه من السيليكون (SCR) ، الثايرستور ، ثايرستور إيقاف تشغيل البوابة ، TRIAC ، ترانزستور تقاطع ثنائي القطب (BJT) ، MOSFET للطاقة وما إلى ذلك للتحكم في الطاقة الكهربائية وتحويلها يسمى p إلكترونيات ower . يلعب تطبيق إلكترونيات الطاقة في تطبيقات السيارات دورًا رئيسيًا في التحكم في إلكترونيات السيارات. تشمل إلكترونيات السيارات نظام التوجيه الكهربائي الحديث ، العاكس الرئيسي HEV ، التحكم المركزي بالجسم ، نظام الكبح ، التحكم في المقعد ، وما إلى ذلك.

إلكترونيات الطاقة في تطبيقات السيارات

لماذا تُستخدم إلكترونيات الطاقة في تطبيقات السيارات؟

في حياتنا اليومية ، نلاحظ بشكل متكرر انبعاث الحرارة من محرك السيارة بعد قيادة السيارة لمسافة معينة. ويرجع ذلك إلى نظام مجموعة نقل الحركة من إلكترونيات السيارات مع محرك أو احتراق داخلي أو محرك كواحد من النظام الفرعي الذي يعمل بدرجة حرارة عالية تتجاوز 125 درجة مئوية. تطبيق إلكترونيات الطاقة مع مكونات مثل السليكون MOSFETs الطاقة و IGBTs التي تُستخدم كمفاتيح إلكترونية للطاقة في نظام مجموعة نقل الحركة للأنظمة الكهربائية والإلكترونية للسيارات لتقليل الحجم الكلي. وأيضًا لإدارة المشكلات الحرارية التي يتم فيها استخدام طاقة عالية من نطاق kW لتحسين كفاءة الوقود.

MOSFET ثنائي القناة قائم على السيليكون

“ما هي ثلاثة أنواع من الطاقة المتجددة ”

يمكن التغلب على القيود باستخدام أشباه الموصلات ذات الفجوة العريضة مثل كربيد السيليكون مع درجة حرارة تشغيل عالية تسمح بوضع الدائرة بالقرب من موقع درجة حرارة عالية. لديها موصلية حرارية أعلى مرتين أو ثلاث مرات من السيليكون ، مما يلغي الحاجة إلى كتل النحاس الكبيرة والسترات المائية. يحتوي كربيد السيليكون على جهد انهيار عالٍ وقادر على التبديل عند ترددات عالية مع فقد أقل للطاقة مما يجعل الحجم الإجمالي للدوائر الكهربائية صغيرًا جدًا.

رقاقة كربيد السيليكون

تطبيق إلكترونيات القوى

تطبيقات إلكترونيات القوى تمتد إلى مجالات مختلفة مثل الفضاء والسيارات الأنظمة الكهربائية والإلكترونية ، والتجارية ، والصناعية ، والسكنية ، والاتصالات السلكية واللاسلكية ، والنقل ، وأنظمة المرافق ، وما إلى ذلك. في حالة إلكترونيات السيارات ، تُستخدم الأنظمة المولدة كهربائيًا في السيارات مثل المركبات على الطرق مثل الاتصالات عن بعد ، وأنظمة الترفيه داخل السيارة ، وأجهزة الكمبيوتر ، وما إلى ذلك. نشأت الحاجة إلى التحكم في محركات السيارات في إلكترونيات السيارات من أجل التحكم والتحويل المناسبين.

مكونات إلكترونيات السيارات

يتم تصنيف إلكترونيات السيارات إلى أنواع مختلفة: إلكترونيات المحرك ، وإلكترونيات ناقل الحركة ، وإلكترونيات الشاسيه ، والسلامة النشطة ، ومساعدة السائق ، وراحة الركاب ، وأنظمة الترفيه. لأي نظام طاقة مثل DC / DC أو DC / AC أو AC / DC ، الطاقة مكونات الكترونية مثل وحدات التحكم وبرامج تشغيل البوابة والمحولات وما إلى ذلك مطلوبة. بشكل عام ، بناءً على متطلبات الشركة المصنعة للسيارة أو مصدر الطاقة ، يتم اختيار وحدات التحكم التناظرية أو الرقمية بحيث يتم أخذ المعلمات التالية بما في ذلك التكلفة والتكامل والموثوقية والمرونة في الاعتبار.

تطبيق إلكترونيات الطاقة في إلكترونيات السيارات

تشمل تطبيقات إلكترونيات الطاقة في الأنظمة الكهربائية والإلكترونية للسيارات أنظمة الجهد العالي ، وتوليد الطاقة في السيارات ، وإمدادات الطاقة ذات الوضع المحول (SMPS) ، محولات DC إلى DC ، محركات كهربائية ، عاكس جر أو محول تيار مستمر إلى تيار متردد ، مكون إلكتروني للطاقة ، متطلبات درجات حرارة عالية ، تطبيق SMPS في نظام نقل الطاقة ، وما إلى ذلك. على سبيل المثال ، فكر في سيارة حديثة ، حيث يمكننا أن نجد العديد من المكونات الإلكترونية للطاقة مثل مفتاح الإشعال ووحدة التحكم ومستشعر سرعة السيارة ومستشعر التوجيه ومكونات أخرى ، كما هو موضح في الشكل أعلاه.

1. توليد الطاقة في السيارات

يوفر تطبيق إلكترونيات الطاقة في نظام توليد الطاقة بالسيارات مولدات السيارات بكفاءة محسنة وطاقة عالية ، إلى جانب قدرة تحمل درجات الحرارة العالية وكثافة طاقة عالية مع مجموعة متنوعة من الأبحاث في تصميم مولد التيار المتردد مع تطبيقات إلكترونيات الطاقة ذات الوضع التبديل. المولد المستخدم بشكل متكرر في تطبيقات السيارات هو مولد التيار المتردد Lundell أو Claw-pole ، لأنه مناسب للأداء الناشئ المطلوب. يتم تحسين خصائص المجال والحديد لهذا المولد من خلال استخدام إلكترونيات الطاقة. تستخدم هذه المولدات في السيارات لتزويد الطاقة للبطاريات والنظام الكهربائي أثناء تشغيل المحرك. تتطلب مولدات السيارات طاقة إلكترونية منظم ضغط كهربي لإنتاج جهد ثابت في أطراف البطارية عن طريق تعديل تيار مجال صغير.

قطع عرض Lundell المولد

2. مصدر طاقة الوضع المحول (SMPS)

يعتمد مفهوم SMPS على أجهزة إلكترونيات الطاقة مثل أجهزة أشباه الموصلات التي تعمل في حالة عدم وجود جهد كهربائي وحالة إيقاف التشغيل التي لها تيار صفري خلال هذه الحالة من الناحية النظرية بكفاءة 100٪. لتشغيل أجهزة أشباه موصلات الطاقة هذه وإيقاف تشغيلها تقنية تعديل عرض النبضة (PWM) يستخدم. تستخدم المحولات القائمة على إلكترونيات الطاقة أقل حجمًا وصغيرة الحجم للتبديل عالي التردد حيث أن هذه المفاتيح قادرة على العمل تحت ترددات تحويل عالية.

SMPS

تطبيقات SMPS في نظام قطار الطاقة

تحتاج أنظمة مجموعة نقل الحركة للمركبات الكهربائية عالية الجهد والمركبات الكهربائية و ICE إلى مكيفات SMPS التالية مثل:

الكبح المتجدد (AC / DC)
شاحن على متن (AC / DC)
نظام البطارية المزدوجة (DC / DC)
محرك الجر (DC / AC)

3. محولات DC إلى DC

تتوفر طوبولوجيا مختلفة لتحويل DC إلى DC والتي يمكن استخدامها بناءً على المتطلبات. يتم تصنيف هذه الهياكل على أنها طبولوجيا معزولة وغير معزولة يتم تبنيها في أنظمة قطار الطاقة. جلب تطبيق إلكترونيات الطاقة في التبديل مفهوم التبديل الناعم حيث تتعرض المفاتيح لضغط منخفض باستخدام وضع LLC أو الرنين. تعد هذه المحولات ذات التبديل الناعم والموثوقة للغاية وذات العمر الطويل مفيدة للغاية في سوق إلكترونيات السيارات. هناك محولات ثنائية الاتجاه مثل 400 إلى 12 فولت للسيارات الكهربائية و 48 إلى 12 فولت للسيارة الكهربائية الهجينة أو محرك الاحتراق الداخلي.

“كيف تصنع بطارية 12 فولت ”

محول DC-DC

4.محول الجر (DC / AC)

محركات كهربائية هي آلات تستخدم لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية وتستخدم محركات التيار المستمر بشكل أساسي لهذا الغرض ، ولكن نظرًا لعدم موثوقية محركات التيار المستمر ، يتم استخدام محركات التيار المتردد بسبب كفاءتها. حقق تطبيق إلكترونيات الطاقة في وحدات التحكم في محركات التيار المتردد تقدمًا هائلاً عن العقدين الماضيين. وبالتالي ، بالنسبة لمحركات التيار المتردد لتزويد الطاقة ، تتطلب الطاقة المخزنة في بطاريات الأنظمة الكهربائية والإلكترونية للسيارات الكهربائية أو المركبات الكهربائية الهجينة أو ICE تطبيق إلكترونيات الطاقة مثل محولات التيار المستمر إلى التيار المتردد أو محولات كهربائية .

العاكس SPI

5. شاحن على متن (AC / DC)

تتكون المركبات المزودة بإلكترونيات السيارات من بطاريات يجب شحنها لغرض الشحن هذا ، يجب تحويل طاقة التيار المتردد إلى تيار مستمر. نحن نعلم أنه لا يمكن تخزين الطاقة في البطاريات إلا في شكل DC. يمكن إجراء هذا التحويل من التيار المتردد إلى التيار المستمر عن طريق تطبيق محولات إلكترونيات الطاقة تسمى مقومات.

بطاريات السيارات

يتزايد تطبيق إلكترونيات الطاقة مع التقدم في التقنيات في الأنظمة الكهربائية والإلكترونية للسيارات لتحسين كفاءة النظام الإجمالية مع ارتفاع درجة حرارة التشغيل ، وزيادة المرونة والموثوقية وتقليل الحجم الكلي للدوائر. إذا كنت تعرف أي تطبيقات مبتكرة جديدة لإلكترونيات الطاقة في إلكترونيات السيارات ، فقم بنشر أفكارك وتعليقاتك في قسم التعليقات أدناه.

اعتمادات الصورة: