分析電子功率開關(guān)在汽車電器系統(tǒng)中的應(yīng)用

陳志號(hào) 劉建俊

摘 要：隨著社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域快速發(fā)展，汽車工業(yè)發(fā)展規(guī)模在逐步擴(kuò)大，汽車上應(yīng)用的電器設(shè)備在逐步增多，控制開關(guān)、繼電器、熔斷絲等應(yīng)用較多，使得電氣系統(tǒng)復(fù)雜程度提升。有較多應(yīng)用器件是易損構(gòu)件，會(huì)導(dǎo)致電器系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生較多故障。本文主要對(duì)電子功率開關(guān)在汽車電器系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行探析，完善汽車電器系統(tǒng)電子負(fù)荷度，確保汽車系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電子功率開關(guān)；汽車；電器系統(tǒng)

1.汽車電器的主要組成部分

1.1電源系統(tǒng)

電源系統(tǒng)包括蓄電池、發(fā)電機(jī)、調(diào)節(jié)器。其中發(fā)電機(jī)為主電源，發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)，由發(fā)電機(jī)向全車用電設(shè)備供電，同時(shí)給蓄電池充電。調(diào)節(jié)器的作用是使發(fā)電機(jī)的輸出電壓保持恒定。蓄電池為可逆的直流電源。在汽車上使用最廣泛的是起動(dòng)用鉛蓄電池，它與發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)，向用電設(shè)備供電。

發(fā)電機(jī)是汽車電系的主要電源，它在正常工作時(shí)，對(duì)除起動(dòng)機(jī)以外的所有的用電設(shè)備供電，并向蓄電池充電，以補(bǔ)充蓄電池在使用中所消耗的電能。發(fā)電機(jī)可以說(shuō)是歷史上獨(dú)一無(wú)二的最偉大的電學(xué)發(fā)明，現(xiàn)在汽車使用的發(fā)電機(jī)都是交流發(fā)電機(jī)。在汽車上，發(fā)電機(jī)既是用電器的電源，又是蓄電池的充電裝置。為了滿足用電器和蓄電池的要求對(duì)發(fā)電機(jī)的供電電壓和電流變化范圍也有一定的限制。直流發(fā)電機(jī)所匹配的調(diào)節(jié)器一般都是由電壓調(diào)節(jié)器、電流限制器、截?cái)嗬^電器三部分組成。

1.2啟動(dòng)系統(tǒng)

美國(guó)物理學(xué)家亨利于1831年發(fā)現(xiàn)自感現(xiàn)象后，發(fā)表了介紹電動(dòng)機(jī)的論文。根據(jù)發(fā)電機(jī)原理，做成與發(fā)電機(jī)原理相反的電動(dòng)機(jī)（馬達(dá)），這就是起動(dòng)機(jī)?？梢哉f(shuō)，發(fā)電機(jī)技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)就有了起動(dòng)機(jī)。起動(dòng)機(jī)是用來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的，它主要由電機(jī)部分、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（或稱嚙合機(jī)構(gòu)）和起動(dòng)開關(guān)三部分組成。

1.3照明系統(tǒng)

包括汽車內(nèi)、外各種照明燈及其控制裝置。用來(lái)保證夜間行車安全。主要有前照燈、霧燈、尾燈、制動(dòng)燈、棚燈、電喇叭、轉(zhuǎn)向燈閃光器等。1898年“哥倫比亞”號(hào)電動(dòng)汽車首先把電用于前燈和尾燈。最初的前大燈不能調(diào)光，所以汽車在會(huì)車時(shí)有些晃眼，后來(lái)采用了附加光度調(diào)節(jié)器，并由美國(guó)異航燈具公司推廣應(yīng)用。這種前大燈可以在垂直方向上下移動(dòng)，但駕駛員必須下車搬動(dòng)夾具裝置，非常不方便。1925年，導(dǎo)航燈具公司推廣了雙絲燈泡，遠(yuǎn)光和近光的調(diào)節(jié)通過(guò)開關(guān)來(lái)控制，才把這個(gè)問(wèn)題徹底解決。

1.4儀表系統(tǒng)

包括各種電器儀表（電流表、充電指示燈或電壓表、機(jī)油壓力表、溫度表、燃油表、車速及里程表、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表等）。用來(lái)顯示發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車行駛中有關(guān)裝置的工作狀況。 最早的汽車儀表與信號(hào)是由一排外視器組成的，隨后出現(xiàn)的儀表是精確計(jì)時(shí)儀。汽車儀表的作用是幫助駕駛員隨時(shí)掌握汽車主要部分的工作情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除可能出現(xiàn)的故障和不安全因素，以保證良好的行使?fàn)顟B(tài)。汽車常用儀表有電流表、水溫表、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力表、燃油油量表及車速里程表，有的汽車還有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表和制動(dòng)系貯氣筒氣壓表等。

1.5輔助電器系統(tǒng)

包括電動(dòng)刮水器、空調(diào)器、低溫啟動(dòng)預(yù)熱裝置、收錄機(jī)、點(diǎn)煙器、玻璃升降器等。 隨著汽車輔助工業(yè)的發(fā)展和現(xiàn)代化技術(shù)在汽車方面的應(yīng)用，現(xiàn)代汽車裝用的輔助電氣設(shè)備很多，除了汽車用音響設(shè)備，通訊器材和汽車電視等服務(wù)性裝置外，都是一些與汽車本身使用性能有關(guān)的電氣設(shè)備。如電動(dòng)刮水器，電動(dòng)洗窗器，電動(dòng)玻璃升降器，暖風(fēng)通風(fēng)裝置、電動(dòng)座位移動(dòng)機(jī)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系電動(dòng)風(fēng)扇、電動(dòng)燃料泵，冷氣壓縮機(jī)用電磁離合等等。

2.電子功率開關(guān)基本應(yīng)用特點(diǎn)

目前在汽車電器系統(tǒng)中應(yīng)用電子功率開關(guān)具有較多特點(diǎn)，監(jiān)控汽車外部環(huán)境的信息等，比如方向燈、動(dòng)向燈、尾燈等。為了能夠?qū)涣麟娏?、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷量進(jìn)行控制，需要對(duì)各類零件設(shè)備進(jìn)行組裝，比如電子功率內(nèi)部設(shè)備等。需要在分析汽車運(yùn)行基本需求基礎(chǔ)上對(duì)其系統(tǒng)功能進(jìn)行完善。

3.電子功率開關(guān)在汽車電器系統(tǒng)中的應(yīng)用探析

3.1感應(yīng)加熱電源技術(shù)

現(xiàn)階段電子功率開關(guān)中感應(yīng)技術(shù)應(yīng)用至關(guān)重要，此項(xiàng)技術(shù)主要是由開關(guān)閘、晶體管、多個(gè)設(shè)備晶體管、隔絕體雙邊開關(guān)等設(shè)備零件構(gòu)成。能夠確保電氣充電量進(jìn)行轉(zhuǎn)變，由49Hz電頻轉(zhuǎn)為高中功率電頻。通過(guò)感應(yīng)加熱電源技術(shù)有效應(yīng)用能夠?qū)倦娏抗β蔬M(jìn)行控制，具有大輸出電量、簡(jiǎn)便轉(zhuǎn)換方式、應(yīng)用周期較長(zhǎng)、操作便捷等基本特點(diǎn)，目前在汽車電器生產(chǎn)過(guò)程中廣泛應(yīng)用。感應(yīng)加熱電源是功率開關(guān)主要技術(shù)，在電子開關(guān)中占有重要應(yīng)用價(jià)值。技術(shù)設(shè)備基本功率與設(shè)備大小、使用效率、安全性能、電力大小等方面具有直接聯(lián)系，電子功率開關(guān)的出現(xiàn)與應(yīng)用，也就是感應(yīng)加熱技術(shù)在汽車系統(tǒng)中的實(shí)踐應(yīng)用。

3.2常規(guī)電子功率開關(guān)

當(dāng)前電子功率開關(guān)設(shè)備構(gòu)成部件較多，主要有功率管、晶管開關(guān)、絕緣晶體管、單面閘管等基本部件，目前電子開關(guān)零件實(shí)際用途以及多項(xiàng)數(shù)據(jù)存在較大差異，逐步組成了各類型號(hào)的汽車電器系統(tǒng)裝置，能夠?yàn)殡娖飨到y(tǒng)選定恰當(dāng)?shù)碾娮庸β书_關(guān)，對(duì)各類產(chǎn)品基本應(yīng)用功能、多項(xiàng)參數(shù)、具體操作方法等進(jìn)行選取，結(jié)合多個(gè)方面參考要素選取相應(yīng)的電子功率開關(guān)。當(dāng)前電子功率半導(dǎo)體主要是將不同開關(guān)零件進(jìn)行有效連接，然后將不同部件進(jìn)行有效安裝。當(dāng)前電子功率開關(guān)主要是呈現(xiàn)出塊件式，會(huì)導(dǎo)致汽車電器系統(tǒng)安全性能、基本應(yīng)用功能、體積規(guī)格等與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)，大功率管、晶體管等模塊應(yīng)用價(jià)值在逐步提升。在晶體閘管具體安裝過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員可以將晶管模塊與傳感電路設(shè)備進(jìn)行安裝操作，組建成智能化電子功率開關(guān)，確保電子功率開關(guān)應(yīng)用性能提升，占用體積較小，安裝操作較為便捷，能在電氣系統(tǒng)中合理應(yīng)用。

3.3絕緣柵雙極型體管開關(guān)

目前可以在電子功率開關(guān)中添加絕緣柵晶體管裝置，然后采取相關(guān)智能操作，然后選取規(guī)范化的安裝技術(shù)確保各個(gè)裝置能夠有效連接，確保控制技術(shù)、操作技術(shù)、顯示界面各項(xiàng)應(yīng)用便捷度更高。當(dāng)前智能操作模塊主要應(yīng)用特點(diǎn)就是電子功率開關(guān)發(fā)生運(yùn)行故障之后能夠進(jìn)行有效的自我保護(hù)，從而對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行損壞程度進(jìn)行探究，強(qiáng)化系統(tǒng)應(yīng)用，提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。為了能夠適應(yīng)各類汽車電器系統(tǒng)運(yùn)行，需要對(duì)維修次數(shù)進(jìn)行控制，避免汽車出現(xiàn)較多運(yùn)行故障。絕緣晶體模塊中各個(gè)電流部件主要實(shí)在多個(gè)芯片中進(jìn)行有效集中，有助于研發(fā)汽車系統(tǒng)，建立更多規(guī)整化的電子功率開關(guān)模塊。

4.電子功率開關(guān)在電子系統(tǒng)中的基本應(yīng)用原理探析

電子系統(tǒng)主要是由無(wú)斷線、無(wú)電器等部分構(gòu)成的智能化汽車系統(tǒng)，通過(guò)功率開關(guān)的合理應(yīng)用能夠掌握汽車良好的運(yùn)行狀態(tài)和故障信息。防止由于功率問(wèn)題以及具體工作量限制導(dǎo)致短路問(wèn)題發(fā)生，需要電子系統(tǒng)應(yīng)用功能逐步完善。電子系統(tǒng)的主要是由操作系統(tǒng)、電器與燈管設(shè)備、顯示裝置等構(gòu)成。對(duì)系統(tǒng)負(fù)荷量進(jìn)行分析選取相應(yīng)的開關(guān)設(shè)備與感應(yīng)裝置，確保各個(gè)裝置能夠有效連接。目前電子功率開關(guān)在電子系統(tǒng)中基本應(yīng)用原理是通過(guò)中央操作控制設(shè)備對(duì)汽車電子負(fù)荷量進(jìn)行控制，然后對(duì)相關(guān)設(shè)備多項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取處理，然后獲取相關(guān)操作地址和基本數(shù)據(jù)。通過(guò)電纜對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效傳輸。系統(tǒng)會(huì)將設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷量進(jìn)行合理分配，然后將負(fù)重較高的部件進(jìn)行有效處理，各項(xiàng)數(shù)據(jù)能夠通過(guò)顯示屏進(jìn)行集中顯示。電子功率開關(guān)內(nèi)部感應(yīng)開關(guān)，比如氣壓大小等進(jìn)行感應(yīng)，然后通過(guò)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理。在電氣系統(tǒng)中應(yīng)用靜態(tài)功率開關(guān)，能夠?qū)φ系K自動(dòng)判斷，對(duì)汽車在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中各個(gè)負(fù)荷部件短路問(wèn)題進(jìn)行有效保護(hù)。

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