分析電子功率開關在汽車電器系統中的應用

陳志號 劉建俊

摘 要：隨著社會各個領域快速發展，汽車工業發展規模在逐步擴大，汽車上應用的電器設備在逐步增多，控制開關、繼電器、熔斷絲等應用較多，使得電氣系統復雜程度提升。有較多應用器件是易損構件，會導致電器系統運行產生較多故障。本文主要對電子功率開關在汽車電器系統中的應用進行探析，完善汽車電器系統電子負荷度，確保汽車系統穩定運行。

關鍵詞：電子功率開關；汽車；電器系統

1.汽車電器的主要組成部分

1.1電源系統

電源系統包括蓄電池、發電機、調節器。其中發電機為主電源，發電機正常工作時，由發電機向全車用電設備供電，同時給蓄電池充電。調節器的作用是使發電機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用鉛蓄電池，它與發動機并聯，向用電設備供電。

發電機是汽車電系的主要電源，它在正常工作時，對除起動機以外的所有的用電設備供電，并向蓄電池充電，以補充蓄電池在使用中所消耗的電能。發電機可以說是歷史上獨一無二的最偉大的電學發明，現在汽車使用的發電機都是交流發電機。在汽車上，發電機既是用電器的電源，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發電機的供電電壓和電流變化范圍也有一定的限制。直流發電機所匹配的調節器一般都是由電壓調節器、電流限制器、截斷繼電器三部分組成。

1.2啟動系統

美國物理學家亨利于1831年發現自感現象后，發表了介紹電動機的論文。根據發電機原理，做成與發電機原理相反的電動機（馬達），這就是起動機。可以說，發電機技術進步的同時就有了起動機。起動機是用來起動發動機的，它主要由電機部分、傳動機構（或稱嚙合機構）和起動開關三部分組成。

1.3照明系統

包括汽車內、外各種照明燈及其控制裝置。用來保證夜間行車安全。主要有前照燈、霧燈、尾燈、制動燈、棚燈、電喇叭、轉向燈閃光器等。1898年“哥倫比亞”號電動汽車首先把電用于前燈和尾燈。最初的前大燈不能調光，所以汽車在會車時有些晃眼，后來采用了附加光度調節器，并由美國異航燈具公司推廣應用。這種前大燈可以在垂直方向上下移動，但駕駛員必須下車搬動夾具裝置，非常不方便。1925年，導航燈具公司推廣了雙絲燈泡，遠光和近光的調節通過開關來控制，才把這個問題徹底解決。

1.4儀表系統

包括各種電器儀表（電流表、充電指示燈或電壓表、機油壓力表、溫度表、燃油表、車速及里程表、發動機轉速表等）。用來顯示發動機和汽車行駛中有關裝置的工作狀況。 最早的汽車儀表與信號是由一排外視器組成的，隨后出現的儀表是精確計時儀。汽車儀表的作用是幫助駕駛員隨時掌握汽車主要部分的工作情況，及時發現和排除可能出現的故障和不安全因素，以保證良好的行使狀態。汽車常用儀表有電流表、水溫表、發動機機油壓力表、燃油油量表及車速里程表，有的汽車還有發動機轉速表和制動系貯氣筒氣壓表等。

1.5輔助電器系統

包括電動刮水器、空調器、低溫啟動預熱裝置、收錄機、點煙器、玻璃升降器等。 隨著汽車輔助工業的發展和現代化技術在汽車方面的應用，現代汽車裝用的輔助電氣設備很多，除了汽車用音響設備，通訊器材和汽車電視等服務性裝置外，都是一些與汽車本身使用性能有關的電氣設備。如電動刮水器，電動洗窗器，電動玻璃升降器，暖風通風裝置、電動座位移動機構，發動機冷卻系電動風扇、電動燃料泵，冷氣壓縮機用電磁離合等等。

2.電子功率開關基本應用特點

目前在汽車電器系統中應用電子功率開關具有較多特點，監控汽車外部環境的信息等，比如方向燈、動向燈、尾燈等。為了能夠對交流電力、發動機負荷量進行控制，需要對各類零件設備進行組裝，比如電子功率內部設備等。需要在分析汽車運行基本需求基礎上對其系統功能進行完善。

3.電子功率開關在汽車電器系統中的應用探析

3.1感應加熱電源技術

現階段電子功率開關中感應技術應用至關重要，此項技術主要是由開關閘、晶體管、多個設備晶體管、隔絕體雙邊開關等設備零件構成。能夠確保電氣充電量進行轉變，由49Hz電頻轉為高中功率電頻。通過感應加熱電源技術有效應用能夠對基本電量功率進行控制，具有大輸出電量、簡便轉換方式、應用周期較長、操作便捷等基本特點，目前在汽車電器生產過程中廣泛應用。感應加熱電源是功率開關主要技術，在電子開關中占有重要應用價值。技術設備基本功率與設備大小、使用效率、安全性能、電力大小等方面具有直接聯系，電子功率開關的出現與應用，也就是感應加熱技術在汽車系統中的實踐應用。

3.2常規電子功率開關

當前電子功率開關設備構成部件較多，主要有功率管、晶管開關、絕緣晶體管、單面閘管等基本部件，目前電子開關零件實際用途以及多項數據存在較大差異，逐步組成了各類型號的汽車電器系統裝置，能夠為電器系統選定恰當的電子功率開關，對各類產品基本應用功能、多項參數、具體操作方法等進行選取，結合多個方面參考要素選取相應的電子功率開關。當前電子功率半導體主要是將不同開關零件進行有效連接，然后將不同部件進行有效安裝。當前電子功率開關主要是呈現出塊件式，會導致汽車電器系統安全性能、基本應用功能、體積規格等與技術標準相適應，大功率管、晶體管等模塊應用價值在逐步提升。在晶體閘管具體安裝過程中，相關技術人員可以將晶管模塊與傳感電路設備進行安裝操作，組建成智能化電子功率開關，確保電子功率開關應用性能提升，占用體積較小，安裝操作較為便捷，能在電氣系統中合理應用。

3.3絕緣柵雙極型體管開關

目前可以在電子功率開關中添加絕緣柵晶體管裝置，然后采取相關智能操作，然后選取規范化的安裝技術確保各個裝置能夠有效連接，確保控制技術、操作技術、顯示界面各項應用便捷度更高。當前智能操作模塊主要應用特點就是電子功率開關發生運行故障之后能夠進行有效的自我保護，從而對系統運行損壞程度進行探究，強化系統應用，提高系統運行穩定性。為了能夠適應各類汽車電器系統運行，需要對維修次數進行控制，避免汽車出現較多運行故障。絕緣晶體模塊中各個電流部件主要實在多個芯片中進行有效集中，有助于研發汽車系統，建立更多規整化的電子功率開關模塊。

4.電子功率開關在電子系統中的基本應用原理探析

電子系統主要是由無斷線、無電器等部分構成的智能化汽車系統，通過功率開關的合理應用能夠掌握汽車良好的運行狀態和故障信息。防止由于功率問題以及具體工作量限制導致短路問題發生，需要電子系統應用功能逐步完善。電子系統的主要是由操作系統、電器與燈管設備、顯示裝置等構成。對系統負荷量進行分析選取相應的開關設備與感應裝置，確保各個裝置能夠有效連接。目前電子功率開關在電子系統中基本應用原理是通過中央操作控制設備對汽車電子負荷量進行控制，然后對相關設備多項數據進行讀取處理，然后獲取相關操作地址和基本數據。通過電纜對數據進行有效傳輸。系統會將設備運行負荷量進行合理分配，然后將負重較高的部件進行有效處理，各項數據能夠通過顯示屏進行集中顯示。電子功率開關內部感應開關，比如氣壓大小等進行感應，然后通過數據進行有效處理。在電氣系統中應用靜態功率開關，能夠對障礙自動判斷，對汽車在實際運行過程中各個負荷部件短路問題進行有效保護。

參考文獻：

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【2】楊賽，張瑩，時瑞浩.汽車電氣系統中電子功率開關的應用【J】.科技資訊，2011，（24）.