Քանի որ ավտոմոբիլային արդյունաբերությունը արագացնում է դեպի էլեկտրաֆիկացումը, մեկ տեխնոլոգիա շարունակում է լուռ ուժը թողնել այս հեղափոխությունը. The Մեկուսացված դարպասի երկբեւեռ տրանզիստոր (IGBT): Չնայած մարտկոցներն ու շարժիչները հաճախ ուշադրության կենտրոնում են ստանում էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներում (EVS), դա այն IGBT- ն է, որը գլխավորում է էլեկտրական էներգիան փոխարկելու եւ վերահսկելու համար: Առանց դրա, էլեկտրական էլեկտրահաղորդումը `EV- ի հենց սիրտը պայքարում էր արդյունավետ կամ հուսալիորեն գործելու համար: Հասկանալով, թե ինչպես են աշխատում IGBTS- ը եւ ինչու են դրանք կարեւոր նշանակություն ունի էլեկտրաէներգիայի իրական շարժիչը գնահատելու համար:
Ներքին այրվածքից մինչեւ էլեկտրաէներգիա
Ավանդական տրանսպորտային միջոցները ապավինում են ներքին այրման շարժիչներին, որոնք վառելիքը վերածում են մեխանիկական էներգիայի: Ի հակադրություն, EVS- ն օգտագործում է էլեկտրական շարժիչները, որոնք սնուցվում են մարտկոցներով: Այնուամենայնիվ, այս անջատիչը այնքան էլ պարզ չէ, որքան մարտկոցը շարժիչին միացնելը: Motors- ը այլընտրանքային ընթացիկ (AC) պահանջում է արդյունավետորեն գործել, մինչդեռ մարտկոցները շտկում են ուղիղ հոսանքը (DC): Այս բացը կամուրջը պահանջում է էլեկտրաէներգիա, մի դաշտ, որը զբաղվում է էլեկտրական էներգիայի փոխակերպման, վերահսկման եւ կառավարման հետ: Այս դաշտի առանցքում EVS- ի հիմքում ընկած է IGBT- ն:
IGBTS- ը գործում է որպես EV- ի էլեկտրաէներգիայի ներկառուցված էլեկտրոնային անջատիչներ, հատկապես ինվերտորում, որը մարտկոցից վերածվում է AC- ի շարժիչի համար: Դրանք հնարավորություն են տալիս արագ անցնել բարձր լարման եւ հոսանքների, հնարավոր դարձնելով վերահսկել շարժիչի արագությունը, ոլորող մոմենտը եւ արդյունավետությունը, ամբողջությամբ, էներգիայի կորուստը նվազագույնի հասցնելով:
Ինչ է IGBT- ը:
Մեկուսացված դարպասի երկբեւեռ տրանզիստորը համատեղում է երկու հիմնական տրանզիստոր տեխնոլոգիաներ. MOSFET (մետաղական-օքսիդ-կիսահաղորդչային դաշտային էֆեկտի տրանզիստոր) եւ BJT (երկբեւեռ հանգույցի տրանզիստոր): Արդյունքը մի սարք է, որն ունի MOSFET- ի ներդրման պարզությունը եւ արագ փոխարկման արագությունը, ինչպես նաեւ BJT- ի ներկայիս բեռնաթափման բարձր հզորությունը:
Կառուցվածքային, IGBT- ն ունի երեք տերմինալ, դարպասը, կոլեկցիոները եւ Emitter- ը: Դարպասի մի փոքր լարման վերահսկում է կոլեկցիոների եւ արտանետման միջեւ շատ ավելի մեծ հոսանք: Այս դիզայնը ստիպում է IGBTS- ին հատկապես հարմար լինել էլեկտրական տրանսպորտային հոսանքի էլեկտրական հոսանքներում բարձր լարման եւ ընթացիկ պայմանների համար տարածված դիմումների համար:
Inverter. Որտեղ են Igbts- ը ծանր բարձրացում
Ուղեկցող ինվերտորը այն դեպքում, երբ IGBTS- ը կատարում է իրենց ամենակարեւոր դերը: Այն վերափոխում է DC լարման մարտկոցի տուփից (սովորաբար 300 վ-ից 800 Վ) երեք փուլով վարման մեջ, որը ուժերը ուժի մեջ է մտնում: Ինվերվերիչը դրան հասնում է զարկերակային լայնության մոդուլյացիայի (PWM) միջոցով, տեխնիկա, որտեղ արագորեն միացրեք եւ հաճախակի տասնյակ հազարավոր անգամներ:
Կարգավորելով այս իմպուլսների հերթապահական ցիկլը, ինվերտերը ձեւավորում է ալիքաձեւ ձեւ, որը սիմուլյարում է սինուսոիդային AC ուժը: Այս գործընթացը պետք է լինի ոչ միայն ճշգրիտ, այլեւ արդյունավետ: Ամեն անգամ, երբ IGBT անջատիչները ջերմության տեսքով էներգիայի փոքր կորուստ կա: Այս կորուստների իջեցումը անհրաժեշտ է տրանսպորտային միջոցների միջակայքը եւ կատարողականը առավելագույնի հասցնելու համար:
EVS- ի համար EGBT- ի առաջադեմ մոդուլները նախագծված են ցածր մակարդակի լարման կաթիլներով (պահպանումների կորուստների նվազեցում) եւ անջատիչ փոխարկումը `անջատիչ կորուստները նվազագույնի հասցնելու համար: Իրական աշխարհի մեքենայում սա նշանակում է ավելի հարթ արագացում, ավելի լավ վերականգնող արգելակ եւ ավելի քիչ վատնված էներգիա:
Բարձր լարման, բարձր ընթացիկ, բարձր սպասելիք
Էլեկտրական տրանսպորտային միջոցները պահանջում են բաղադրիչներ, որոնք կարող են կարգավորել ծայրահեղ էլեկտրական սթրեսը: Ժամանակակից EV- ի էլեկտրահաղորդումը կարող է ներկա պահի հարյուրավոր ամպեր հոսել արագացման ընթացքում եւ գործել 600 Վ-ից գերազանցող լարում: IGBTS- ը եզակիորեն կարող է կառավարել այս պայմանները.
Բարձր լարման արգելափակում կարողություն (սովորաբար 600 Վ -1700 Վ)
Ներկայիս բարձր խտությունը , դրանք դարձնելով կոմպակտ, բայց հզոր
Շուտոտ ջերմային ներկայացում , դիմակայելով շահագործման ընթացքում առաջացած ջերմությանը
EGB- ի համար EGBT մոդուլների մեծ մասը ինտեգրված է էլեկտրական մոդուլների մեջ, որոնք ներառում են բազմաթիվ igbts, Freewheeling diodes, դարպասի վարորդներ եւ նույնիսկ ջերմային ցուցիչներ: Այս մոդուլները նախագծված են կարգավորել կոշտ ավտոմոբիլային շրջակա միջավայր-թրթռում, ջերմաստիճանի հեծանվավազք եւ տիեզերական սահմանափակումներ. Էլեկտրական օպտիմալ էլեկտրական ներկայացում:
Վերականգնողական արգելակային եւ երկկողմանի հոսքի հոսք
IGBTS- ը նաեւ կենտրոնական է մեկ այլ հիմնական Technology. Վերականգնողական արգելակ: Այս ռեժիմում էլեկտրական շարժիչը հանդես է գալիս որպես գեներատոր, փոխարինելով մեքենայի կինետիկ էներգիան վերածել էլեկտրական էներգիայի: Էլեկտրաէներգիայի էլեկտրոնիկան պետք է հակադարձի էներգիայի հոսքի ուղղությունը `շարժիչով դեպի մարտկոց:
IGBTS- ը հեշտացնում է այս երկկողմանի ընթացիկ հոսքը վերահսկվող անջատիչների միջոցով: Նրանց մեծ ընթացիկ spikes- ի միացման եւ կարգավորման նրանց ունակությունը հնարավորություն է տալիս արդյունավետ էներգիայի վերականգնում, բարելավելով վարորդական միջակայքը եւ մաշկը նվազեցնել մեխանիկական արգելակային բաղադրիչներով:
Mal երմային կառավարում. Հիանալի պահելով ճնշման տակ
Մինչ IGBTS- ը արդյունավետ է, նրանք դեռ ջերմություն են առաջացնում, հատկապես արագ անցման կամ բարձր ընթացիկ բեռների տակ: Mal երմային կառավարումն այսպիսով կրիտիկական կողմն է IGBT դիմում EVS- ում: Գերտաքացումը կարող է քայքայել կատարումը կամ հանգեցնել ձախողման, ուստի զովացուցիչ լուծումներ են օգտագործվում.
Ալյումինե նիտրիդային կերամիկական ենթաբաժիններ `բարձր ջերմային հաղորդունակության համար
հեղուկով սառեցված հիմք Բարձր էներգիայի մոդուլներում
Ինտեգրված ջերմային ցուցիչներ իրական ժամանակի ջերմաստիճանի մոնիտորինգի համար
IGBTS- ը հաճախ զուգորդվում է ջերմային ինտերֆեյսի նյութերով եւ ջերմային տարածիչներով `ապահովելու հետեւողական կատարողականը` բոլոր ավտոճանապարհի ներքո `կանգառի եւ երթեւեկի երթեւեկումից մինչեւ մայրուղու ամբողջական շնչափող:
Մրցույթ. IGBTS ընդդեմ SIC Mosfets
Քանի որ տեխնոլոգիան զարգանում է, Silicon Carbide (SIC) Mosfets- ը ի հայտ է եկել ինչպես EV դիմումներին IGBTS- ի հնարավոր մարտահրավերների: SIC սարքերը առաջարկում են ավելի արագ անջատման արագություն, ցածր կորուստներ եւ բարձր ջերմաստիճանում ավելի լավ կատարում: Այնուամենայնիվ, դրանք զգալիորեն ավելի թանկ եւ պակաս հասուն են լայնածավալ արտադրության մեջ:
Ներկայումս IGBTS- ը շարունակում է մնալ գերակշռող ընտրությունը միջին միջակայքի EVS- ում եւ հիբրիդներում, մասնավորապես, երբ ծախսերի արդյունավետությունը կրիտիկական է: Շատ պրեմիում EVS Սկսվում են SIC Mosfets, հատկապես 800V ճարտարապետության համար, բայց IGBTS- ը դեռ լայնորեն օգտագործվում է 400 վ համակարգերում, որոնք տարածված են շատ հիմնական հոսքերում:
Ինտեգրված լուծումներ եւ խելացի մոդուլներ
Դիզայնը պարզեցնելու եւ հուսալիությունը բարելավելու համար ժամանակակից EV հոսանքներն ավելի ու ավելի են օգտագործում IGBT- ի վրա հիմնված խելացի էներգիայի մոդուլներ (IPMS): Այս մոդուլները համատեղում են.
IGBTS եւ դարպասի վարորդներ
Չիպի պաշտպանություն (գերլարվածության, գերբեռնվածության եւ գերլարումների դեմ)
Ախտորոշման եւ հետադարձ կապի հնարավորություններ
EMI զտիչ եւ կոմպակտ փաթեթավորում
Այս ինտեգրումը օգնում է նվազեցնել համակարգի բարդությունը, իջեցնել ձախողման տոկոսադրույքները եւ բարելավում է արտադրություն-կարեւորագույն զանգվածի արտադրության համար:
Երկարակեցություն, հուսալիություն եւ անվտանգություն
Ավտոմոբիլային միջավայրում հուսալիությունը ոչ բանակցելի է: IGBT մոդուլները անցնում են խիստ որակավորման փորձարկում, ներառյալ ջերմային հեծանվավազքը, խոնավության դիմադրությունը, թրթռման թեստերը եւ բարձրավոլտ սթրեսի սցենարները: Նրանց ձախողման մեխանիզմները լավ հասկանալի են, եւ նրանք կարող են հուսալիորեն աշխատել ավելի քան մեկ տասնամյակի վրա `ջերմային պատշաճ կառավարման միջոցով:
Ավելին, ներկառուցված անվտանգության առանձնահատկությունները, ինչպիսիք են կարճ միացման պաշտպանությունը, ցանկապատի հայտնաբերումը եւ անջատման փափուկ մեխանիզմները ապահովում են նույնիսկ մեղավոր պայմաններում, IGBTS- ը փակվում է նրբորեն եւ իր ուղեւորներին:
Վարելով էլեկտրական շարժունակության ապագան
Էլեկտրական շարժունակության անցումը սոսկ շարժիչների համար շարժիչների փոխանակման մասին չէ: Այն ներառում է վերանայել, թե ինչպես է էներգիան կառավարվում, պահվում եւ օգտագործվում: IGBTS- ը այս վերափոխման մեջ առանցքային դեր է խաղում: Նրանք հանդես են գալիս որպես էներգիայի դարպասապահներ, ապահովելով, որ մարտկոցից յուրաքանչյուր վթար լինի արդյունավետորեն շարժման մեջ կամ պահվում է արգելակման ընթացքում:
Քանի որ EV որդեգրումը աճում է աշխարհում, այդպես է պահանջում ավելի արդյունավետ, հուսալի եւ կոմպակտ էլեկտրաէներգիայի ավելի արդյունավետ, հուսալի եւ կոմպակտ էլեկտրոնիկա: IGBTS- ը, մասնավորապես, խրամատի դարպասի կառուցվածքների եւ դաշտային դիզայնի նման նորամուծություններով, շարունակում են զարգանալ այս պահանջները բավարարելու համար: Վերջիվերջո դրանք կարող են փոխարինվել SIC սարքերով որոշ բարձրակարգ ծրագրերում, բայց առայժմ նրանք շարունակում են մնալ EV PowerTrain- ի աշխատատեղը:
Եզրափակում
IGBTS- ը էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների չմշակված հերոսներն են: Նրանք անիվները չեն տեղափոխում կամ էներգիան պահում են, բայց դրանք ապահովում են, որ իշխանությունը մարտկոցից ճիշտ եւ արդյունավետ հոսում է ճանապարհից: Ուղեկցող ինվերտորներից մինչեւ վերականգնող արգելակիչ, ջերմային կառավարում `անվտանգության ինտեգրված առանձնահատկություններին, IGBTS- ը ստորագրում է գրեթե յուրաքանչյուր կարեւոր գործառույթ EV- ի էլեկտրաշարժության մեջ:
Քանի որ ավտոմոբիլային աշխարհը մրցում է դեպի զրոյական արտանետումների եւ խելացի շարժունակության, IGBTS- ը պարզապես չի պահպանում. Նրանք վարում են փոփոխությունը: Հասկանալով նրանց դերը օգնում է լուսավորել բարդ եւ հետաքրքրաշարժ տեխնոլոգիան, որը ժամանակակից էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներ է դարձնում ոչ միայն հնարավոր, բայց հզոր, անվտանգ եւ արդյունավետ:
