Микропроцессорная система коммутации и защиты бортовой сети автомобиля с использованием интеллектуальных ключей

• Автор: Феофанова, Лариса Сергеевна
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с. : ил.

Оглавление:
Список принятых сокращений
Перечень условных обозначений
1.Анализ проблем и тенденций развития системы защиты и коммутации в современной бортовой сети автомобиля
1.1 Технические проблемы в системе защиты и коммутации с номинальным напряжением бортовой сети 12 В и 24 В
1.2.Проблемы коммутационной аппаратуры при повышении номинального напряжения в бортовой сети автомобиля
1.3. Коммутирующие элементы в децентрализованной бортовой сети
1.4 Анализ преимуществ применения современных интеллектуальных силовых ключей
1.5 Анализ вариантов включения ИСК в электрическую сеть автомобиля
2. Обобщённая методика выбора интеллектуальных ключей для коммутации систем электрооборудования автомобилей
2.1. Определение топологии цепи проектируемого изделия
2.2.Сравнение ИСК по статическим и динамическим техническим параметрам
2.3. Определение необходимых дополнительных функций и защит ИСК.
2.4. Методика технико-экономического сравнения
3. Математическая модель ИСК
4. Экспериментальные исследования систем коммутации и защиты с использованием интеллектуальных ключей
4.1 Разработка и исследование конструкции электронного реле на базе интеллектуальных ключей
4.2 Экспериментальных исследования управляемого электропривода жидкостного насоса с интегрированным коммутатором с
микропроцессорным управлением
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
Используемые источники информации
Приложение 1. Сравнительный расчёт потерь для ИСК и электромагнитных
реле с предохранителями
Приложение 2. Технико-экономическая оценка применения ИСК вместо
электромагнитных реле и предохранителей
Приложение 3 Акт внедрения завода ОАО «АВАР»
Приложение 4. Акт внедрения ФГУП НИИАЭ
Приложение 5. Акт внедрения МАДИ

Список принятых сокращений
АТС - автотранспортное средство
ВИД - вентильно-индукторный электродвигатель
ИСК - интеллектуальный силовой ключ
КВУ - ключ верхнего уровня
МК - микроконтроллер
МОП —металл-оксид-проводник
ОБР - область безопасной работы
ПК - персональный компьютер
РТС - резистивная температурная саморегуляция
СГУ - стартер-генераторная установка
ТЭП - технико-экономический показатель
ШИМ - широтно-импульсная модуляция
ЦПУ - цифро-аналоговый преобразователь
ЭДПТ - электродвигатель постоянного тока
ЭМС - электромагнитная совместимость
УЭП - управляемый электропривод
SPI - Serial peripheral interface - последовательный интерфейс для устройств переферии
SPOC - serial peripheral Power Controller

Силовые МОП транзисторы
Сюда входят в основном n-канальные приборы для автомобильного применения и DC/DC преобразователей. Семейство силовых МОП транзисторов делится условно по рабочему напряжению сток - исток на 4 группы: ЗОВ, 40В, 55В, 75В. С конца 2004 года ведущие производители полупроводников выпускают так называемое «зелёное» исполнение - RoC, отличающиеся большей устойчивостью к перегрузкам, более низкими значениями сопротивления канала во включённом состоянии, и так называемым «зелёным» исполнением (отсутствием свинца и других загрязняющих окружающую среду элементов в примененных материалах).
Переход МОП-транзисторов в область больших токов связан с разработкой так называемых вертикальных МОП (иностранное наименование MOSFET) структур, что позволило существенно снизить сопротивление канала во включённом состоянии при сохранении всех остальных качеств, присущих полевым транзисторам. МОП транзисторы имеют сопротивления канала во включённом состоянии до 2,1 мОм. [5] Интеллектуальные ключи нижнего уровня
Различают одноканальные и многоканальные ключи нижнего уровня. Современные ИСК нижнего уровня имеют повышенные скорости переключения (до 1МГц) и нормированные напряжения пробоя (до 55В) при рабочих токах до 80А. ИСК нижнего уровня полностью защищённые ключи могут работать как в ключевом, так и в аналоговом (линейном) режимах. Пример набора встроенных защитных функций ИСК нижнего уровня, следующий [4]:
• защита по температуре;
• защита по перегрузке;
• защита от короткого замыкания;
• ограничение тока;
• защита по перенапряжению (например, на индуктивной нагрузке);
• защита от электростатического напряжения;
• ограничение скорости нарастания напряжения;