电力电子技术在汽车系统中的应用

本文主要介绍汽车系统中的电力电子技术。摘要：20世纪初，电子产品被用于汽车系统。
此外，在1960年代，随着固体电子产品的出现，汽车电子产品开始流行。有几种趋势推动了汽车市场对电子产品的需求，特别是功率半导体器件。
它们是：（1）先进的动力总成控制系统可提高燃油经济性并减少车辆排放。这些系统必须更精确地控制燃烧过程，提供连续的状态检查，同时需要系统正常运行所必需的电源和模拟控制功能。
飞兆半导体的40V和60V PowerTrench MOSFET器件，高端开关和智能点火产品可以满足这些要求。 （2）对乘客舒适和便利功能的重要要求，例如座椅加热和座椅冷却，自动座椅定位，高级照明以及多区域加热，通风和空调（HVAC）。
这些系统应用程序需要更多的电源和更多的电源管理。飞兆半导体的集成高端开关和其他产品具有有效控制和管理上述功率负载的功能。
（3）诸如电动和混合动力推进系统之类的替代动力总成技术需要显着提高汽车的功率处理能力，并且需要新的汽车电子产品，例如能够处理1kW-40kW的DC / DC转换器。根据车辆的结构，需要集成式混合动力总成（集成式起动发电机，ISG）和牵引电动机逆变器来处理5kW〜120kW或更高的功率。
飞兆半导体的PowerTrench MOSFET，场截止IGBT，智能开关和栅极驱动器以及已通过汽车产品认证的其他电力电子产品以分立或高级模块的形式提供，为这些高级系统提供了具有成本效益的解决方案。 （4）诸如电动助力转向之类的成熟辅助系统正越来越多地从机械转向电子。
随着发展，这些系统需要更大的电流密度和更低的功耗。飞兆半导体的30 / 40V MOSFET和汽车电源模块（APM）技术是为这些应用提供所需的高效率和高功率密度解决方案的基础。
采用飞兆半导体智能功率和功率技术的系统1.离散功率设备（DC-DC转换器）目前，最重要的环境问题之一是碳氢化合物燃烧引起的污染，碳氢化合物是运输的主要能源之一。 。
混合动力电动汽车（HEV）和电动汽车（EV）逐渐成为“绿色”的代名词。运输替代动力传输系统。
这些车辆不仅涉及牵引部件，而且还促进了电能转换的新应用。混合动力汽车的关键模块是用于电气负载辅助电源的DC / DC转换器，因为HEV和EV仍使用辅助负载，例如前/尾灯，加热风扇和音频系统。
转换器必须具有处理从高压到12V的转换的能力，如图1所示。图1 HEV / EV的电气负载需要能量转换。
因此，应用工程师将注意力集中在高压功率器件上，例如HEV和HE系统中的MOSFET和IGBT。有几种方法可以控制从高电压到低电压的能量转换。
通常使用高压和低压之间隔离的全桥和相移技术。此类应用中的辅助电源转换器代表了高压直流总线上电池组的高效管理。
根据电动机的功率，范围为200V〜800V之间。另外，系统的效率是设计选择的关键特征和重要参数。
转换器的设计趋势是在各种负载条件下达到90％或更高的效率。转换器的可靠性非常重要，因为故障将导致12V电池放电，这将导致由电池驱动的所有附件发生故障。
另一方面，效率和电磁兼容性（EMC）问题不容忽视。因此，软开关和能量回收技术（例如主动钳位）非常有益。