Penerapan perangkat solid-state seperti diode, s penyearah yang dikontrol ilicon (SCR) , thyristor, thyristor turn-off gate, TRIAC, transistor junction bipolar (BJT), Power MOSFET dan sebagainya untuk kontrol dan konversi daya listrik disebut sebagai p ower elektronik . Penerapan elektronika daya dalam aplikasi otomotif memainkan peran utama dalam pengendalian elektronika otomotif. Elektronik otomotif termasuk power steering listrik modern, inverter utama HEV, kontrol bodi pusat, sistem pengereman, kontrol kursi, dan sebagainya.

Power Electronics dalam Aplikasi Otomotif

Mengapa Power Electronics Digunakan dalam Aplikasi Otomotif?

Dalam keseharian kita, kita sering mengamati panas yang memancar dari mesin mobil setelah mobil dikendarai dalam jarak tertentu. Hal ini disebabkan sistem power train elektronika otomotif dengan mesin atau pembakaran dalam atau motor sebagai salah satu subsistem yang beroperasi dengan temperatur tinggi melebihi 125 derajat Celcius. Penerapan elektronika daya dengan komponen seperti berbasis silikon daya MOSFET dan IGBT yang digunakan sebagai sakelar elektronik daya dalam sistem power train sistem kelistrikan dan elektronik otomotif untuk mengurangi ukuran keseluruhan. Dan juga untuk mengelola masalah termal di mana daya rentang kW yang tinggi digunakan untuk meningkatkan efisiensi bahan bakar.

MOSFET Dual Channel berbasis silikon

“apa itu prosesor untuk komputer ”

Keterbatasan dapat diatasi dengan menggunakan semikonduktor celah pita lebar seperti silikon karbida dengan suhu operasi tinggi yang memungkinkan menempatkan rangkaian di dekat lokasi suhu tinggi. Ini memiliki konduktivitas termal dua atau tiga kali lebih tinggi daripada silikon, yang akan menghilangkan kebutuhan blok tembaga besar dan jaket air. Silikon karbida memiliki tegangan tembus yang tinggi dan mampu beralih pada frekuensi tinggi dengan kehilangan daya yang sangat kecil sehingga ukuran keseluruhan sirkuit sangat kecil.

Chip Silikon Karbida

Penerapan Power Electronics

Aplikasi elektronika daya diperluas ke berbagai bidang seperti Aerospace, Otomotif sistem kelistrikan dan elektronik , komersial, industri, perumahan, telekomunikasi, transportasi, sistem utilitas, dll. Dalam hal elektronik otomotif, sistem yang dihasilkan secara elektrik digunakan dalam mobil seperti kendaraan jalan raya seperti telematika, sistem hiburan dalam mobil, carputer, dan sebagainya. Kebutuhan untuk mengontrol mesin mobil berasal dari elektronik otomotif untuk pengendalian dan konversi yang tepat.

Komponen Elektronik Otomotif

Elektronik otomotif diklasifikasikan ke dalam berbagai jenis: elektronik mesin, elektronik transmisi, elektronik sasis, keselamatan aktif, bantuan pengemudi, kenyamanan penumpang, dan sistem hiburan. Untuk setiap sistem daya seperti DC / DC atau DC / AC atau AC / DC, daya komponen elektronik seperti pengontrol, driver gerbang, konverter dan sebagainya diperlukan. Umumnya, berdasarkan persyaratan pabrikan kendaraan atau catu daya, pengontrol analog atau digital dipilih sedemikian rupa sehingga parameter berikut termasuk biaya, integrasi, keandalan, dan fleksibilitas dipertimbangkan.

Aplikasi Elektronika Daya dalam Elektronik Otomotif

Aplikasi elektronika daya dalam sistem kelistrikan dan elektronik otomotif meliputi sistem tegangan tinggi, pembangkit listrik otomotif, catu daya mode sakelar (SMPS), Konverter DC ke DC , penggerak listrik, inverter traksi atau konverter DC ke AC, komponen elektronik daya, persyaratan suhu tinggi, penerapan SMP dalam sistem power train, dan sebagainya. Sebagai contoh, sebuah mobil modern, di mana kita dapat menemukan banyak komponen elektronika daya seperti saklar pengapian, modul kontrol, sensor kecepatan kendaraan, sensor kemudi dan komponen lainnya, seperti terlihat pada gambar di atas.

1. Pembangkit Listrik Otomotif

Penerapan elektronika daya dalam sistem pembangkit listrik otomotif memberikan efisiensi yang ditingkatkan dan daya tinggi pada alternator otomotif, bersama dengan kapasitas tahan suhu tinggi dan kepadatan daya tinggi dengan berbagai penelitian dalam merancang alternator dengan aplikasi elektronika daya mode aktif. Alternator yang sering digunakan dalam aplikasi otomotif adalah alternator Lundell atau Claw-pole, karena cocok untuk performa yang muncul. Karakteristik medan dan angker dari alternator ini ditingkatkan dengan penggunaan elektronika daya. Alternator ini digunakan di mobil untuk memasok daya ke baterai dan sistem kelistrikan saat mesin bekerja. Alternator otomotif membutuhkan tenaga elektronik regulator tegangan untuk menghasilkan tegangan konstan pada terminal baterai dengan memodulasi arus medan kecil.

Potong tampilan Lundell Alternator

2. Catu Daya Mode Teralih (SMPS)

Konsep SMPS didasarkan pada perangkat elektronika daya seperti perangkat semikonduktor yang beroperasi dalam keadaan menyala yang memiliki tegangan nol dan keadaan mati yang memiliki arus nol selama keadaan ini secara teoritis dengan efisiensi 100%. Untuk menghidupkan dan mematikan perangkat semikonduktor daya ini teknik modulasi lebar pulsa (PWM) digunakan. Konverter berbasis elektronik daya berukuran kecil dan berukuran kecil digunakan untuk peralihan frekuensi tinggi karena sakelar ini mampu beroperasi di bawah frekuensi peralihan tinggi.

SMP

Aplikasi SMPS dalam Sistem Power Train

Sistem power train HEV, kendaraan listrik dan ICE membutuhkan pengkondisi SMPS berikut seperti:

Pengereman regeneratif (AC / DC)
Pengisi daya terpasang (AC / DC)
Sistem baterai ganda (DC / DC)
Motor traksi (DC / AC)

3. Pengonversi DC ke DC

Ada berbagai topologi konverter DC ke DC yang tersedia yang dapat digunakan berdasarkan kebutuhan. Topologi ini diklasifikasikan sebagai topologi terisolasi dan non-terisolasi yang diadopsi dalam sistem power train. Penerapan elektronika daya dalam sakelar telah membawa konsep peralihan lunak di mana sakelar mengalami tekanan rendah menggunakan mode LLC atau resonansi. Konverter peralihan lunak, sangat andal, dan tahan lama ini sangat berguna di pasar elektronik otomotif. Ada konverter dua arah seperti 400 hingga 12V untuk kendaraan listrik dan 48 hingga 12V untuk kendaraan listrik hybrid atau mesin pembakaran internal.

Konverter DC-DC

4. Traksi Inverter (DC / AC)

Motor listrik adalah mesin yang digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik dan terutama motor DC digunakan untuk tujuan ini, tetapi karena motor DC tidak dapat diandalkan, motor AC digunakan karena efisiensinya. Penerapan elektronika daya dalam pengendali bangunan untuk motor AC memiliki kemajuan yang luar biasa selama dua dekade terakhir. Jadi, agar motor AC dapat mensuplai daya, daya yang disimpan dalam baterai pada sistem kelistrikan otomotif dan elektronik kendaraan listrik atau kendaraan listrik hybrid atau ICE memerlukan penerapan elektronika daya seperti konverter DC ke AC atau inverter listrik .

SPI Inverter

“generator berjalan sendiri untuk dijual ”

5. Pengisi Daya On-board (AC / DC)

Kendaraan dengan elektronik otomotif terdiri dari baterai yang perlu diisi untuk keperluan pengisian daya ini, suplai daya AC harus diubah menjadi DC. Kita tahu, daya bisa disimpan di baterai hanya dalam bentuk DC. Konversi AC ke DC ini dapat dilakukan dengan aplikasi konverter elektronika daya yang disebut penyearah.

Baterai Otomotif

Penerapan elektronika daya semakin meningkat dengan kemajuan teknologi dalam sistem kelistrikan dan elektronik otomotif untuk meningkatkan efisiensi sistem secara keseluruhan dengan suhu pengoperasian yang tinggi, meningkatkan fleksibilitas, keandalan, dan untuk mengurangi ukuran keseluruhan sirkuit. Jika Anda mengetahui aplikasi inovatif baru dari elektronika daya dalam elektronik otomotif, maka kirimkan ide dan komentar Anda di bagian komentar di bawah.

Kredit Foto: