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逆变器用什么传感

发布时间:2024-08-17 17:10:18 人气:

什么是继电器 接触器 镇流器 啊 作用是什么啊

       继电器

       一、继电器(relay)的工作原理和特性

       当输入量(如电压、电流、温度等)达到规定值时,使被控制的输出电路导通或断开的电器。可分为电气量(如电流、电压、频率、功率等)继电器及非电量(如温度、压力、速度等)继电器两大类。具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中。

       继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

       1、电磁继电器的工作原理和特性

       电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合。这样吸合、释放,从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点,可以这样来区分:继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点,称为“常开触点”;处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。

       2、热敏干簧继电器的工作原理和特性

       热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。热敏干簧继电器不用线圈励磁,而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的。

       3、固态继电器(SSR)的工作原理和特性

       固态继电器是一种两个接线端为输入端,另两个接线端为输出端的四端器件,中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。

       固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型。按开关型式可分为常开型和常闭型。按隔离型式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型,以光电隔离型为最多。

       二、继电器主要产品技术参数

       1、额定工作电压

       是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电器的型号不同,可以是交流电压,也可以是直流电压。

       2、直流电阻

       是指继电器中线圈的直流电阻,可以通过万能表测量。

       3、吸合电流

       是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时,给定的电流必须略大于吸合电流,这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压,一般不要超过额定工作电压的1.5倍,否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。

       4、释放电流

       是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时,继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。

       5、触点切换电压和电流

       是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小,使用时不能超过此值,否则很容易损坏继电器的触点。

       三、继电器测试

       1、测触点电阻

       用万能表的电阻档,测量常闭触点与动点电阻,其阻值应为0,(用更加精确方式可测得触点阻值在100毫欧以内);而常开触点与动点的阻值就为无穷大。由此可以区别出那个是常闭触点,那个是常开触点。

       2、测线圈电阻

       可用万能表R×10Ω档测量继电器线圈的阻值,从而判断该线圈是否存在着开路现象。

       3、测量吸合电压和吸合电流

       找来可调稳压电源和电流表,给继电器输入一组电压,且在供电回路中串入电流表进行监测。慢慢调高电源电压,听到继电器吸合声时,记下该吸合电压和吸合电流。为求准确,可以试多几次而求平均值。

       4、测量释放电压和释放电流

       也是像上述那样连接测试,当继电器发生吸合后,再逐渐降低供电电压,当听到继电器再次发生释放声音时,记下此时的电压和电流,亦可尝试多几次而取得平均的释放电压和释放电流。一般情况下,继电器的释放电压约在吸合电压的10~50%,如果释放电压太小(小于1/10的吸合电压),则不能正常使用了,这样会对电路的稳定性造成威胁,工作不可靠。

       四、继电器的电符号和触点形式

       继电器线圈在电路中用一个长方框符号表示,如果继电器有两个线圈,就画两个并列的长方框。同时在长方框内或长方框旁标上继电器的文字符号“J”。继电器的触点有两种表示方法:一种是把它们直接画在长方框一侧,这种表示法较为直观。另一种是按照电路连接的需要,把各个触点分别画到各自的控制电路中,通常在同一继电器的触点与线圈旁分别标注上相同的文字符号,并将触点组编上号码,以示区别。继电器的触点有三种基本形式:

       1.动合型(H型)线圈不通电时两触点是断开的,通电后,两个触点就闭合。以合字的拼音字头“H”表示。

       2.动断型(D型)线圈不通电时两触点是闭合的,通电后两个触点就断开。用断字的拼音字头“D”表示。

       3.转换型(Z型)这是触点组型。这种触点组共有三个触点,即中间是动触点,上下各一个静触点。线圈不通电时,动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合,线圈通电后,动触点就移动,使原来断开的成闭合,原来闭合的成断开状态,达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“z”表示。

       五、继电器的选用

       1.先了解必要的条件

       ①控制电路的电源电压,能提供的最大电流;

       ②被控制电路中的电压和电流;

       ③被控电路需要几组、什么形式的触点。选用继电器时,一般控制电路的电源电压可作为选用的依据。控制电路应能给继电器提供足够的工作电流,否则继电器吸合是不稳定的。

       2.查阅有关资料确定使用条件后,可查找相关资料,找出需要的继电器的型号和规格号。若手头已有继电器,可依据资料核对是否可以利用。最后考虑尺寸是否合适。

       3.注意器具的容积。若是用于一般用电器,除考虑机箱容积外,小型继电器主要考虑电路板安装布局。对于小型电器,如玩具、遥控装置则应选用超小型继电器产品。

       继电器技术的发展

       [编辑本段]

        微电子技术、电子计算机技术、现代通讯技术、光电子技术以及空间技术的飞速发展,对继电器技术提出了新的要求,新工艺、新技术的发展无疑对继电器技术的发展起到促进作用。

        微电子技术和超大规模IC的飞速发展对继电器也提出了新的要求。第一是小型化和片状化。如IC封装的军用TO-5(8.5×8.5×7.0mm)继电器,它具有很高的抗振性,可使设备更加可靠;第二是组合化和多功能化,能与IC兼容、可内置放大器,要求灵敏度提高到微瓦级;第三是全固体化。固体继电器灵敏度高,可防电磁干扰和射频干扰。

        计算机技术的普及使得微机用继电器的需求量显著增加,带微处理器的继电器将迅速发展。80年代初,美国生产的数字式时间继电器就可用指令对继电器进行控制,继电器与微处理器的组合发展,可形成一个小巧完善的控制系统。由计算机控制的工业机器人目前以每年3.5%的速度增长,现在,计算机控制的生产体制已能在一条生产线上生产多种低成本的继电器,并可自动完成多种操作及测试工作。

        通讯技术的发展对继电器的发展具有深远的意义。一方面是由于通讯技术的迅速发展使整个继电器的应用增加。另一方面,由于光纤将是未来信息社会传输的主动脉,在光纤通讯、光传感、光计算机、光信息处理技术的推动下将出现光纤继电器、舌簧管光纤开关等新型继电器。

        光电子技术对于继电器技术将产生巨大的促进作用,为实现光计算机的可靠运行,目前已试制出双稳态继电器。

        为了提高航空、航天继电器的可靠性,期望继电器失效率应由目前的0.1PPM降至0.01PPM;载人空间站则要求达到0.001PPM。耐温要达到200℃以上,耐振要求高于490m/s,同时应能承受2.32×10(4)C/Kg的α射线辐射。为满足空间要求,必须加强可靠性研究,并建立专门的高可靠生产线。

        新型特殊结构材料、新分子材料、高性能复合材料、光电子材料,还有吸氧磁性材料、感温磁性材料、非晶体软磁材料的发展对研制新型磁保持继电器、温度继电器、电磁继电器都具有重要的意义,并必将出现新原理、新效应的继电器。

        随着微型和片式化技术的提高。继电器将向二维、三维尺寸只有几毫米的微型和表面贴装化方向发展;现在国际上有些厂家生产的继电器,体积只有5~10年前的1/4~1/8。因为电子整机在减小体积时,需要高度不超过其它电子元件的更小的继电器。通讯设备厂家对密集型继电器的需求更加热切,日本Fujitsu Takamisawa 公司生产的一种BA系列超密集信号继电器的大小只有14.9(W)×7.4(D)×9.7(H)mm,主要用于传真机和调制解调器,能承受3kV的波动电压。该公司推出的AS系列表面安装继电器的体积仅为14(W)×9(D)×6.5(H)mm。

        在功率继电器领域尤其需要安全可靠的继电器,如高绝缘性继电器。日本Fujitsu TaKamisawa推出的JV系列功率继电器内含五个放大器,采用高绝缘性小截面设计,尺寸为17.5(W)×10(D)×12.5(H)mm。由于机芯和外缘之间采用强化绝缘系统,其绝缘性能达到5kV。日本NEC 推出的MR82系列功率继电器的功耗只有200mW。

        在继电器内部装入各种放大、延时、消触点抖动、灭弧、遥控、组合逻辑等电路可使其具有更多的功能。随着SOP技术(Small Outline Package)的突破,生产厂家有可能把越来越多的功能集成到一起。而继电器与微处理器的组合将具备更广泛的专门控制功能,从而实现高智能化。

        新技术的成群崛起,将促进不同原理、不同性能、不同结构和用途的各类继电器竞相发展。在科技进步、需求牵引以及敏感、功能材料发展的推动下,特种继电器,如温度、射频、高压、高绝缘、低热电势以及非电量控制等继电器的性能将日臻完善。

        电磁继电器(EMR)从最初使用电话继电器算起,至今已有150多年的历史了。伴随着电子工业的发展,特别是20世纪70年代初期光耦合技术的突破,使固态继电器(SSR,亦称电子继电器)异军突起。同传统继电器相比,它具有寿命长、结构简单、重量轻、性能可靠等优点。固态继电器没有机械开关,而且具有诸如与微处理器高度兼容、速度快、抗冲击、耐振、低漏电等重要特性。同时,由于这种产品没有机械接点,不产生电磁噪声,从而不需要附加诸如电阻和电容等元件来保持静音。而传统继电器则需要这些附加元件,因此,传统继电器往往笨重而复杂,且成本较高。

        今后,小型密封继电器市场开发的重点是与IC兼容的TO-5继电器和1/2晶体罩继电器。军用继电器将加速向工业/商业化转移。美国军用继电器约占继电器总额的20%。通用继电器市场继续向小型、薄型和塑封方向发展。小型印制板用继电器仍将是通用继电器市场发展的主流产品,固体继电器将更趋广泛,价格将继续下降,并向高可靠、小体积、高抗浪涌电流冲击和抗干扰性靠拢。舌簧继电器市场将继续扩大。表面安装继电器的应用领域和需求量将呈上升之势

       一、继电器的定义

        继电器是一种当输入量(电、磁、声、光、热)达到一定值时,输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。

        二、继电器的继电特性继电器的输入信号x从零连续增加达到衔铁开始吸合时的动作值xx,继电器的输出信号立刻从y=0跳跃到y=ym,即常开触点从断到通。一旦触点闭合,输入量x继续增大,输出信号y将不再起变化。当输入量x从某一大于xx值下降到xf,继电器开始释放,常开触点断开。我们把继电器的这种特性叫做继电特性,也叫继电器的输入-输出特性。

        释放值xf与动作值xx的比值叫做反馈系数,即

        Kf= xf /xx

        触点上输出的控制功率Pc与线圈吸收的最小功率P0之比叫做继电器的控制系数,即Kc=PC/P0

        ■继电器的分类■

        继电器的分类方法较多,可以按作用原理、外形尺寸、保护特征、触点负载、产品用途等分类。

        一、按作用原理分

        1.电磁继电器

        在输入电路内电流的作用下,由机械部件的相对运动产生预定响应的一种继电器。

        它包括直流电磁继电器、交流电磁继电器、磁保持继电器、极化继电器、舌簧继电器,节能功率继电器。

        (1)直流电磁继电器:输入电路中的控制电流为直流的电磁继电器。

        (2)交流电磁继电器:输入电路中的控制电流为交流的电磁继电器。

        (3)磁保持继电器:将磁钢引入磁回路,继电器线圈断电后,继电器的衔铁仍能保持在线圈通电时的状态,具有两个稳定状态。

        (4)极化继电器:状态改变取决于输入激励量极性的一种直流继电器。

        (5)舌簧继电器:利用密封在管内,具有触点簧片和衔铁磁路双重作用的舌簧的动作来开、闭或转换线路的继电器。

        (6)节能功率继电器:输入电路中的控制电流为交流的电磁继电器,但它的电流大(一般30-100A),体积小, 节电功能.

        2.固态继电器

        输入、输出功能由电子元件完成而无机械运动部件的一种继电器。

        3.时间继电器

        当加上或除去输入信号时,输出部分需延时或限时到规定的时间才闭合或断开其被控线路的继电器。

        4.温度继电器

        当外界温度达到规定值时而动作的继电器.

        5.风速继电器

        当风的速度达到一定值时,被控电路将接通或断开。

        6.加速度继电器

        当运动物体的加速度达到规定值时,被控电路将接通或断开。

        7.其它类型的继电器

        如光继电器、声继电器、热继电器等。

        二、按外形尺寸分

        见表1。

        表1 继电器外形尺寸分类

        名 称 定 义

        微型继电器 最长边尺寸不大于10mm的继电器

        超小型继电器 最长边尺寸大于10mm,但不大于25mm的继电器

        小型继电器 最长边尺寸大于25mm,但不大于50mm的继电器

        三、按触点负载分

        见表2。

        表2 继电器触点负载分类

        名 称 定 义

        微功率继电器 小于0.2A的继电器。

        弱功率继电器 0.2~2A的继电器。

        中功率继电器 2~10A的继电器。

        大功率继电器 10A以上继电器。

        节能功率继电器 20A-100A的继电器

        四、按防护特征分

        见表3。

        表3 继电器防护特征分类

        名 称 定 义

        密封继电器 采用焊接或其它方法,将触点和线圈等密封在金属罩内,其泄漏率较低的继电器

        塑封继电器 采用封胶的方法,将触点和线圈等密封在塑料罩内,其泄漏率较高的继电器

        防尘罩继电器 用罩壳将触点和线圈等封闭加以防护的继电器

        敞开继电器 不用防护罩来保护触点和线圈等的继电器

        五、按用途分

        见表4。

        表4 继电器用途分类

        名 称 定 义

        通讯继电器 (包括高频继电器) 该类继电器触点负载范围从低电平到中等电流,环境使用条件要求不高。

        机床继电器 机床中使用的继电器,触点负载功率大,寿命长。

        家电用继电器 家用电器中使用的继电器,要求安全性能好。

        汽车继电器 汽车中使用的继电器,该类继电器切换负载功率大,抗冲、抗振性高。

        小型直流继电器参数

        小型直流电磁继电器的主要参数有:

        1一线圈直流电阻,指用万用表测出的线圈的电阻值。

        2一额定工作电压或额定工作电流,这是指继电器正常工作时,线圈的电压或电流值。有时,手册中只给出额定工作电压或额定工作电流,这时就可以用欧姆定律算出没给出的额定电流或额定电压值:即/=U/R,U=IxR,R为继电器线圈的直流电阻。

        3一吸合电压或电流,它是指继电器产生吸合时的最小电压或电流。如果只给继电器的线圈上加上吸合电压,这时的吸合是不牢靠的。一般吸合电压为额定工作电压的75%左右。

        4一释放电压或电流,是指继电器两端的电压减小到一定数值时,继电器从吸合状态转到释放状态时的电压值。释放电压要比吸合电压小得多,一般释放电压是吸合电压的1/4左石。

        5一触点负载,是指继电器的触点在切换时能承受的电压和电流值。

       ,电机中心点电压为Vn。

       图1.电机逆变器结构图

       电机三相电压可以表示为:

       其中R为定子电阻,L为定子电感,ea、eb、ec为三相反电势。

       当采用三线制接法时,三相电流和、电势和为零,因此将三相电压相加可得

       由结构图可知,Va,Vb,Va可以由直流母线电压Udc与VT1,VT3,VT5开关函数Da,Db,Dc构造而来,其具体表示为

       2 SVPWM调制下占空比的计算方法

       2.1 扇区判断

       由参考文献[6]可知,合成电压空间矢量的两个有效矢量T1,T2和零矢量T0的作用时间位为

       本文采用7段式PWM波控制方式,传统的扇区计算需要用到三角函数公式,导致软件处理时花费大量的时间,本文采用新型的扇区判断方式,使计算更为简便,具体的计算方法如下。将电流经过处理后得到α轴和β下的电压分量Vα和Vβ,由图2可知三个基本电压Ua,Ub,Uc 为

       图2. 电压Ua,Ub,Uc对应扇区

       因此,可以根据Ua,Ub,Uc的大小关系即可判断矢量所处扇区,如表1所示

       2.2 PWM占空比及三相电压计算

       以第一扇区为例,如图所示

       图3.第一扇区矢量合成图

       根据正弦定理可得

       根据七段式PWM波,可计算得到各矢量切换点为

       3仿真及实验

       为了验证理论分析的正确性,搭建了Matlab/Sinmulink仿真模型,采用电压模型法的无位置矢量控制方式,以一台三相异步电机为控制对象,进行了仿真验证。PWM频率设置为5K,周期为0.0002s。仿真结果如图所示,图4为A相占空比对应的马鞍波形,图5为电机输出端电压经过Clarke变换之后的波形,图6为重构后得到的相电压经过Clarke变换之后的波形,从图中可以看出定子相电压实际输出波形为阶梯波,重构得到的电压为正弦波,两者具有相同的相位与有效值。

       图4. 上桥臂占空比

       图5.实际测量相电压clarke变换输出

       图6.重构后相电压clarke变换输出

       4 试验结果

       为了验证理论分析正确性以及系统方案的可行性,基于TI DSP28069搭建了电机控制平台,利用相电压重构方法,结合异步电机无位置传感方案,进行了实验验证。其中图7为电机启动电流波形,图8为电机运行由空载到额定负载电流变换波形,图9为电机稳定时电流波形,从图中可以看出,采用电压重构方法对异步电机进行无位置传感控制,可以实现对电机启动,突加负载等控制,能够保证电机控制的良好动态性能。

        图7. 电机启动电流波形(2A/格)

       图8.负载突变电流波形(10A/格)

       图9.稳定运行电流波形(10A/格)

       5结论

       通过对三相电压重构方法的推导分析,结合SVPWM调制方式,给出了三相电压重构在异步电机无位置矢量控制方式上的应用,仿真和实验验证了该方法的正确性和可行性。可得出以下结论:

       1)利用三相电压重构方式结合无位置传感方式,可实现对异步电机的控制,很大程度上降低了硬件成本和复杂度。

       2)本文涉及到的SVPWM调制中,扇区判断方法更为简便无需复杂的三角函数计算,降低了软件复杂度。

成为汽车半导体霸主?对话英飞凌曹彦飞

        [汽车之家行业]收购赛普拉斯后,英飞凌在全球汽车半导体市场中的份额提升至13.4%,一跃而成为全球最大的车用半导体供应商。另一边,今年7月,曹彦飞加入英飞凌,担任英飞凌科技大中华区高级副总裁兼汽车电子事业部负责人。融入新元素,新掌门人上任,英飞凌正以全新的面貌再次启航。

9月17日,在英飞凌汽车电子开发者大会媒体沟通会上,包括汽车之家在内的多家媒体,与曹彦飞进行了深度交流,试图揭开“新英飞凌”全新蓝图。曹彦飞表示,英飞凌与赛普拉斯合二为一,追求的就是“1+1>2”的协同效应,在新能源与智能网联大时代中,新英飞凌始终围绕三个核心观点:零排放必定会实现、驾驶员转变为乘客、车还是那辆车。

       ◆1+1>2:曹彦飞与“新英飞凌”

2020年4月16日,英飞凌宣布完成收购美国赛普拉斯半导体公司。由此,英飞凌不仅将跻身全球半导体制造商前八位之列,而且还成为全球最大的汽车半导体供应商。

2019年,车用半导体市场规模约为372亿美元(约合人民币2514亿元)。根据2019年市场份额,英飞凌占比为11.2%,赛普拉斯市场份额为2.2%。完成收购之后,新英飞凌市场份额提升至13.4%,超越恩智浦,在车用半导体领域上升为第一名。

曹彦飞履历十分靓丽。毕业于湖南大学,并获得湖南大学电气工程学士学位和电力电子硕士学位,以及欧洲管理与技术学院高级工商管理硕士学位的曹彦飞,在汽车领域已经拥有15年的丰富经验。加入英飞凌前,曹彦飞曾担任大陆集团新能源科技事业部亚太区总经理。而在大陆之前,曹彦飞已经在博世任职长达9年,历任各种工程管理岗位,并升任技术负责人。

曹彦飞与英飞凌之间似乎有着某种程度的默契,收购赛普拉斯之后,英飞凌在汽车领域新的蓝图,正需要曹彦飞这样在新能源、智能网联领域都有着丰富经验的掌舵者。

曹彦飞也有着强烈的期待。除了企业规模、市占率、行业知名度等优势之外,曹彦飞还表示,英飞凌连续10次登上道琼斯可持续发展全球指数榜,成为全球最具可持续发展能力的企业之一。“我认为英飞凌是一家看得长远、真正懂得战略,有愿景,并且能够去贯彻的公司。”

而收购赛普拉斯,也体现出双方充分的互补性和未来发展张力。

第一,微控制器家族产品互补,进一步完善车身电子应用领域;第二,信息娱乐、仪表与人机交互领域(触摸式),赛普拉斯提供了包括无线互联在内的丰富的产品组合;第三,赛普拉斯是全球第二大车规级存储半导体供应商,市场份额占13.2%。通过领先的存储半导体技术,双方可共同为ADAS/AD和仪表/信息娱乐系统等高增长应用领域提供更先进的解决方案。

英飞凌与赛普拉斯之间正在有序整合之中。曹彦飞表示,两家公司都是汽车半导体行业内的佼佼者,之所以能走到一起,也是因为两家公司的战略方向不谋而合。“赛普拉斯很好地互补了英飞凌的产品线,这对彼此都起到了强化作用。”

面对未来汽车半导体市场巨大的增长空间,英飞凌准备已久。动力总成电气化带来显著的增长机会,自2015年以来,内燃机汽车(ICE)的平均半导体含量增加了23.4%。曹彦飞认为,虽然目前整体汽车增量有所放缓,甚至有下降,但在技术的驱动下,以及“新四化”趋势下,车内半导体含量不断地提升。

那么,新英飞凌的展望是什么?曹彦飞说:“我们还是依旧坚信英飞凌对于汽车的三个理念,所有战略方向都围绕三个核心观点:零排放必然会实现、驾驶员变为乘客、车还是那辆车。”

零排放必定会实现:汽车电动化势不可挡,这一进程中,车内半导体含量将不断提高;多类型新能源汽车并存。

驾驶员转变为乘客:L2已是多家车厂标配,L2+到L3的主要挑战;法规和车内系统复杂性的增加;半导体器件的可靠性对自动驾驶系统至关重要。

车还是那辆车:用户对舒适性和豪华感的需求将进一步推动传统细分市场的创新和发展:舒适性配置从高端走向中端车型,将驱动车身及信息娱乐细分市场的增长;车灯照明成为OEM品牌辨识度和设计独特性的关键要素。

       ◆抓住新能源汽车发展机遇

《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿)中提出,到2025年,新能源汽车新车销量占比达到25%左右。国家新能源汽车创新工程项目专家组组长王秉刚透露,2.0版“节能与新能源汽车技术路线图”也提到,EV(纯电动汽车)和PHEV(插电式混合动力汽车)要占到总销量的15%-25%。

我国支持新能源汽车发展的总体方针不会变化,汽车“新四化”中的电气化大趋势也不可逆。当然,随着电气化程度的加深,汽车车内半导体的含量,尤其是功率半导体的含量,势必会持续性增加。

相关数据也显示,2019年48V/微混车辆单车总体半导体含量价值高达531美元(约合人民币3595元);混合动力/插电式混合动力车辆单车总体半导体含量价值高达785美元(约合人民币5314元);纯电动车辆单车总体半导体含量价值高达775美元(约合人民币5246元)。

“我们必须要有相应的产品来匹配电气化过程当中对产品和技术的要求。”曹彦飞指出,英飞凌是最大的车用功率半导体厂商,尤其在新能源汽车领域优势明显。英飞凌无论在IGBT或是碳化硅等方面都有相应产品,未来会陆续投放市场,应用于不同场景。

曹彦飞指出,英飞凌功率半导体涵盖了新能源汽车的关键应用领域,同时也涵盖了硅基及碳化硅基的技术。英飞凌在碳化硅技术领域拥有25年的发展经验,针对主逆变器及车载充电机等应用领域都有相关的产品正在量产中。“英飞凌的碳化硅技术应用到主逆变器,在基于800伏的系统下,可实现7%以上的续航里程的提升。”

再看具体配套情况,2019年全球最畅销的BEV和PHEV中,有15款在电动动力传动系统中采用英飞凌的功率器件;2020年至2021年,35款采用英飞凌产品的全新BEV和PHEV车型将开始量产。

       ◆发力智能网联布局自动驾驶

汽车“三化”中,智能化与网联化的重要程度自不待言。根据GlobalandMarkets最新报告,预计至2025年,汽车V2X(vehicletoeverything,即车对外界的信息交换)市场规模将达到105.5亿美元(约合人民币714亿元)。

“我们认为,智能网联带来的机遇与挑战并存。”曹彦飞指出,从机遇角度来看,基于旗下丰富的产品线和解决方案,英飞凌必然会在这增量市场中受益。英飞凌无论是现有或者未来的产品组合,都可以迅速提供给客户。

而挑战则在于车身互联、功能安全和信息安全。曹彦飞认为,汽车早已不是一个封闭的系统,而是可以和万物互联,那么由此带来的安全问题会骤然显现。“当然,除领先的汽车的无线连接方案以外,英飞凌还可为客户提供可靠且安全的技术方案供应用。”

自动驾驶是目前最热的话题之一。我们依旧从增量市场来看待自动驾驶未来前景,未来五年乃至更长时间内,随着自动驾驶程度的提高,需要的传感器数量越多。而随着自动驾驶级别的提升,车内半导体含量、BoM成本都在大幅增长,市场潜力巨大。

“英飞凌针对L0-L5不同级别自动驾驶车辆,在感知、释义、决策以及执行方面,有非常全面并且强大的器件和解决方案支持,包括传感器、处理器、到车辆控制MCU的芯片、末端可靠的执行器和执行器驱动等。”曹彦飞说。

值得一提的是,自动驾驶程度越高,雷达和摄像头传感模块同样会随之增加,从而推动半导体含量的持续增长。曹彦飞表示,英飞凌是最大的车用77GHz雷达芯片供应商,市场上2/3的77GHz雷达芯片都来自英飞凌。对于摄像头传感模块,英飞凌则是许多tier1和tier2客户的首选供应商,为之提供摄像头中用到的传感器和存储器。

汽车产业正经历着百年未有之变局。正如曹彦飞所言,近十年来,汽车在量和质方面都得到跨越式的发展。汽车也从早期封闭式、机械式、机电式的系统,现在已经明确向电动化、智能化、网联化的方向发展。而在着三化发展趋势中,我们相信“新英飞凌”已经做好万全准备,只等风来。(文/汽车之家李争光)

位置传感器的应用

        位置传感器是组成无刷直流电动机系统的三大部分之一,也是区别于有刷直流电动机的主要标志。其作用是检测主转子在运动过程中的位置,将转子磁钢磁极的位置信号转换成电信号,为逻辑开关电路提供正确的换相信息,以控制它们的导通与截止,使电动机电枢绕组中的电流随着转子位置的变化按次序换向,形成气隙中步进式的旋转磁场,驱动永磁转子连续不断地旋转。

       直流无刷电机需要位置传感器来测量转子的位置,电机控制器通过接受位置传感器信号来让逆变器换相与转子同步来驱动电机持续运转。尽管直流无刷电机也可以通过定子绕组产生的反感生电动势来检测转子的位置,而省去位置传感器,但是电机启动时,转速太小,反感生电动势信号太小而无法检测。  可以用作直流无刷电机位置传感器的霍尔传感器芯片分为开关型和锁定型两种。对于电动自行车电机,这两种霍尔传感器芯片都可以用来精确测量转子磁钢的位置。用这两种霍尔传感器芯片制作的直流无刷电机的性能,包括电机的输出功率、效率和转矩等没有任何差别,并可以兼容相同的电机控制器。  位置传感器的应用,降低电机运行的噪音、提高电机的寿命与性能,同时达到降低耗能的效果。位置传感器的应用无疑给电机市场的发展提供了强大的推动力。 曲轴位置传感器(Crankshaft Position Sensor,CPS)又称为发动机转速与曲轴转角传感器,其功用是采集曲轴转动角度和发动机转速信号,并输入电子控制单元(ECu),以便确定点火时刻和喷油时刻。

       凸轮轴位置传感器(Camshaft Position Sensor,CPS)又称为气缸识别传感器(Cylinder Identification Sensor,CIS),为了区别于曲轴位置传感器(CPS),凸轮轴位置传感器一般都用CIS表示。凸轮轴位置传感器的功用是采集配气凸轮轴的位置信号,并输入ECU,以便ECU识别气缸1压缩上止点,从而进行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆燃控制。此外,凸轮轴位置信号还用于发动机起动时识别出第一次点火时刻。因为凸轮轴位置传感器能够识别哪一个气缸活塞即将到达上止点,所以称为气缸识别传感器。

       光电式曲轴与凸轮轴位置传感器

       (1)结构特点

       日产公司生产的光电式曲轴与凸轮轴位置传感器是由分电器改进而成的,主要由信号盘(即信号转子)、信号发生器、配电器、传感器壳体和线束插头等组成。

       信号盘是传感器的信号转子,压装在传感器轴上,如图2-22所示。在靠近信号盘的边缘位置制作有均匀间隔弧度的内、外两圈透光孔。其中,外圈制作有360个透光孔(缝隙),间隔弧度为1。(透光孔占0.5。,遮光孔占0.5。),用于产生曲轴转角与转速信号;内圈制作有6个透光孔(长方形孑L),间隔弧度为60。,用于产生各个气缸的上止点信号,其中有一个长方形的宽边稍长,用于产生气缸1的上止点信号。

       信号发生器固定在传感器壳体上,它由Ne信号(转速与转角信号)发生器、G信号(上止点信号)发生器以及信号处理电路组成。Ne信号与G信号发生器均由一个发光二极管(LED)和一个光敏晶体管(或光敏二极管)组成,两个LED分别正对着两个光敏晶体管。

       (2)工作原理

       光电式传感器的工作原理如图2-22所示。信号盘安装在发光二极管(LED)与光敏晶体管(或光敏二极管)之间。当信号盘上的透光孔旋转到LED与光敏晶体管之间时,LED发出的光线就会照射到光敏晶体管上,此时光敏晶体管导通,其集电极输出低电平(0.1~O.3V);当信号盘上的遮光部分旋转到LED与光敏晶体管之间时,LED发出的光线就不能照射到光敏晶体管上,此时光敏晶体管截止,其集电极输出高电平(4.8~5.2V)。

       如果信号盘连续旋转,透光孔和遮光部分就会交替地转过LED而透光或遮光,光敏晶体管集电极就会交替地输出高电平和低电平。当传感器轴随曲轴和配气凸轮轴转动时,信号盘上的透光孔和遮光部分便从LED与光敏晶体管之间转过,LED发出的光线受信号盘透光和遮光作用就会交替照射到信号发生器的光敏晶体管上,信号传感器中就会产生与曲轴位置和凸轮轴位置对应的脉冲信号。

       由于曲轴旋转两转,传感器轴带动信号盘旋转一圈,因此,G信号传感器将产生6个脉冲信号。Ne信号传感器将产生360个脉冲信号。因为G信号透光孔间隔弧度为60。,曲轴每旋转120。就产生一个脉冲信号,所以通常G信号称为120。信号。设计安装保证120。信号在上止点前70。(BTDC70。)时产生,且长方形宽边稍长的透光孔产生的信号对应于发动机气缸1上止点前70。,以便ECU控制喷油提前角与点火提前角。因为Ne信号透光孔间隔弧度为1。(透光孔占0.5。,遮光孔占0.5。),所以在每一个脉冲周期中,高、低电平各占1。曲轴转角,360个信号表示曲轴旋转720。。曲轴每旋转120。,G信号传感器产生一个信号,Ne信号传感器产生60个信号。

       磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器

       磁感应式传感器的工作原理如图2-23所示,磁力线穿过的路径为永久磁铁N极一定子与转子间的气隙一转子凸齿一转子凸齿与定子磁头间的气隙一磁头一导磁板一永久磁铁S极。当信号转子旋转时,磁路中的气隙就会周期性地发生变化,磁路的磁阻和穿过信号线圈磁头的磁通量随之发生周期性变化。根据电磁感应原理,传感线圈中就会感应产生交变电动势。

       当信号转子按顺时针方向旋转时,转子凸齿与磁头间的气隙减小,磁路磁阻减小,磁通量φ增多,磁通变化率增大(dφ/dt>0),感应电动势E为正(E>0),如图2-24中曲线abc所示。当转子凸齿接近磁头边缘时,磁通量φ急剧增多,磁通变化率最大[dφ/dt=(dφ/dt)max],感应电动势E最高(E=Emax),如图2-24中曲线b点所示。转子转过b点位置后,虽然磁通量φ仍在增多,但磁通变化率减小,因此感应电动势E降低。

       当转子旋转到凸齿的中心线与磁头的中心线对齐时(见图2-24b),虽然转子凸齿与磁头间的气隙最小,磁路的磁阻最小,磁通量φ最大,但是由于磁通量不可能继续增加,磁通变化率为零,因此感应电动势E为零,如图2-24中曲线c点所示。

       当转子沿顺时针方向继续旋转,凸齿离开磁头时(见图2-23c),凸齿与磁头间的气隙增大,磁路磁阻增大,磁通量φ减少(dφ/dt< 0),所以感应电动势E为负值,如图2-24中曲线cda所示。当凸齿转到将要离开磁头边缘时,磁通量φ急剧减少,磁通变化率达到负向最大值[dφ/df=-(dφ/dt)max],感应电动势E也达到负向最大值(E=-Emax),如图2-24中曲线上d点所示。

       由此可见,信号转子每转过一个凸齿,传感线圈中就会产生一个周期性交变电动势,即电动势出现一次最大值和一次最小值,传感线圈也就相应地输出一个交变电压信号。磁感应式传感器的突出优点是不需要外加电源,永久磁铁起着将机械能变换为电能的作用,其磁能不会损失。当发动机转速变化时,转子凸齿转动的速度将发生变化,铁心中的磁通变化率也将随之发生变化。转速越高,磁通变化率就越大,传感线圈中的感应电动势也就越高。转速不同时,磁通和感应电动势的变化情况如图2-24所示。

       由于转子凸齿与磁头间的气隙直接影响磁路的磁阻和传感线圈输出电压的高低,因此在使用中,转子凸齿与磁头间的气隙不能随意变动。气隙如有变化,必须按规定进行调整,气隙一般设计在0.2~0.4mm范围内。

       捷达、桑塔纳轿车磁感应式曲轴位置传感器

       1)曲轴位置传感器结构特点:捷达AT和GTX、桑塔纳2000GSi型轿车的磁感应式曲轴位置传感器安装在曲轴箱内靠近离合器一侧的缸体上,主要由信号发生器和信号转子组成,如图2-25所示。

       信号发生器用螺钉固定在发动机缸体上,由永久磁铁、传感线圈和线束插头组成。传感线圈又称为信号线圈,永久磁铁上带有一个磁头,磁头正对安装在曲轴上的齿盘式信号转子,磁头与磁轭(导磁板)连接而构成导磁回路。

       信号转子为齿盘式,在其圆周上均匀间隔地制作有58个凸齿、57个小齿缺和一个大齿缺。大齿缺输出基准信号,对应发动机气缸1或气缸4压缩上止点前一定角度。所以信号转子圆周上的凸齿和齿缺所占的曲轴转角为360。

       2)曲轴位置传感器工作情况:当曲轴位置传感器随曲轴旋转时,由磁感应式传感器工作原理可知,信号转子每转过一个凸齿,传感线圈中就会产生一个周期性交变电动势(即电动势出现一次最大值和一次最小值),线圈相应地输出一个交变电压信号。因为信号转子上设有一个产生基准信号的大齿缺,所以当大齿缺转过磁头时,信号电压所占的时间较长,即输出信号为一宽脉冲信号,该信号对应于气缸1或气缸4压缩上止点前一定角度。电子控制单元(ECU)接收到宽脉冲信号时,便可知道气缸1或气缸4上止点位置即将到来,至于即将到来的是气缸1还是气缸4,则需根据凸轮轴位置传感器输入的信号来确定。由于信号转子上有58个凸齿,因此信号转子每转一圈(发动机曲轴转一圈),传感线圈就会产生58个交变电压信号输入电子控制单元。

       每当信号转子随发动机曲轴转动一圈,传感线圈就会向电子控制单元(ECU)输入58个脉冲信号。因此,ECU每接收到曲轴位置传感器58个信号,就可知道发动机曲轴旋转了一圈。如果在1min内ECU接收到曲轴位置传感器116000个信号,ECU便可计算出曲轴转速n为2000(n=116000/58=2000)r/rain;如果ECU每分钟接收到曲轴位置传感器290000个信号,ECU便可计算出曲轴转速为5000(n=290000/58=5000)r/min。依此类推,ECU根据每分钟接收曲轴位置传感器脉冲信号的数量,便能计算出发动机曲轴旋转的转速。发动机转速信号和负荷信号是电子控制系统最重要、最基本的控制信号,ECU根据这两个信号就能计算出基本喷油提前角(时间)、基本点火提前角(时间)和点火导通角(点火线圈一次电流接通时间)三个基本控制参数。

       捷达AT和GTx、桑塔纳2000GSi型轿车磁感应式曲轴位置传感器信号转子上大齿缺产生的信号为基准信号,ECU控制喷油时间和点火时间是以大齿缺产生的信号为基准进行控制的。当ECu接收到大齿缺产生的信号后,再根据小齿缺信号来控制点火时间、喷油时间和点火线圈一次电流接通时间(即导通角)。

       3)丰田轿车TCCS磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器

       丰田计算机控制系统(1FCCS)采用的磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器由分电器改进而成,由上、下两部分组成。上部分为检测曲轴位置基准信号(即气缸识别与上止点信号,称为G信号)发生器;下部分为曲轴转速与转角信号(称为Ne信号)发生器。

       a)Ne信号发生器的结构特点:Ne信号发生器安装在G信号发生器的下面,主要由No.2信号转子、Ne传感线圈和磁头组成,如图2-26a所示。信号转子固定在传感器轴上,传感器轴由配气凸轮轴驱动,轴的上端套装分火头,转子外制有24个凸齿。传感线圈及磁头固定在传感器壳体内,磁头固定在传感线圈中。

       b)转速与转角信号的产生原理与控制过程:当发动机曲轴旋转时,配气凸轮轴便驱动传感器信号转子旋转,转子凸齿与磁头间的气隙交替发生变化,传感线圈的磁通随之交替发生变化,由磁感应式传感器工作原理可知,在传感线圈中就会感应产生交变电动势,信号电压的波形如图2-26b所示。因为信号转子有24个凸齿,所以转子旋转一圈,传感线圈就会产生24个交变信号。传感器轴每转一圈(360。)相当于发动机曲轴旋转两圈(720。),所以一个交变信号(即一个信号周期)相当于曲轴旋转30。(720。÷24=30。),相当于分火头旋转15。(30。÷2=15。)。ECU每接收Ne信号发生器24个信号,即可知道曲轴旋转了两圈、分火头旋转了一圈。ECU内部程序根据每个Ne信号周期所占时间,即可计算确定发动机曲轴转速和分火头转速。为了精确控制点火提前角和喷油提前角,还需将每个信号周期所占的曲轴转角(30。角)分得更小。微机完成这一工作十分方便,由分频器将每个Ne信号(曲轴转角30。)等分成30个脉冲信号,每个脉冲信号就相当于曲轴转角1。(30。÷30=1。)。如将每个Ne信号等分成60个脉冲信号,则每个脉冲信号相当于曲轴转角0.5。(30。÷60=0.5。)。具体设定由转角精度要求和程序设计确定。

       c)G信号发生器的结构特点:G信号发生器用来检测活塞上止点位置与判别是哪一个气缸即将到达上止点位置等基准信号。故G信号发生器又称为气缸识别与上止点信号发生器或基准信号发生器。G信号发生器由No.1信号转子、传感线圈G1、G2和磁头等组成。信号转子带有两个凸缘,固定在传感器轴上。传感线圈G1、G2相隔180。安装,G1线圈产生的信号对应于发动机第六缸压缩上止点前10。、G2线圈产生的信号对应于发动机第一缸压缩上止点前lO。。

       d)气缸识别与上止点信号的产生原理与控制过程:G信号发生器的工作原理与Ne信号发生器产生信号的原理相同。当发动机凸轮轴驱动传感器轴旋转时,G信号转子(No.1信号转子)的凸缘便交替经过传感线圈的磁头,转子凸缘与磁头之间的气隙交替发生变化,在传感线圈Gl、G2中就会感应产生交变电动势信号。当G信号转子的凸缘部分接近传感线圈G1的磁头时,由于凸缘与磁头之间的气隙减小、磁通量增大、磁通变化率为正,因此传感线圈G1中产生正向脉冲信号,称为G1信号;当G信号转子的凸缘部分接近传感线圈G2时,由于凸缘与磁头之间的气隙减小、磁通量增大、磁通变化率为正,因此传感线圈G2中也产生正向脉冲信号,称为G2信号。当G信号转子的凸缘部分经过G1、G2的磁头时,由于凸缘与磁头之间的气隙不变、磁通量不变、磁通变化率为零,因此传感线圈G1、G2中的感应电动势均为零。当G信号转子的凸缘部分离开G1、G2的磁头时,由于凸缘与磁头之间的气隙增大、磁通量减小、磁通变化率为负,因此传感线圈G1、G2中将感应产生负向交变电动势信号。传感器每转一圈(360。)相当于曲轴转两圈(720。),因为传感线圈G1、G2相隔180。安装,所以G1、G2中各产生一个正向脉冲信号。其中G1信号对应于发动机第六缸,用来检测第六缸上止点的位置;G2信号对应于第一缸,用来检测第一缸上止点的位置。电子控制单元检测的对应位置实际上是G转子凸缘的前端接近并与传感线圈G1、G2的磁头对齐时刻(此时磁通量最大、信号电压为零)的位置,该位置对应于活塞压缩上止点前10。(BT-DCl0。)位置。

       霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器

       (1)霍尔式传感器的结构与工作原理

       霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器及其他形式的霍尔式传感器都是根据霍尔效应制成的传感器。

       1)霍尔效应:霍尔效应(Hall Effect)是美国约翰霍普金斯大学物理学家霍尔博士(Dr.E.H.Hall)于1879年首先发现的。他发现把一个通有电流I的长方体形白金导体垂直于磁力线放入磁感应强度为B的磁场中时(见图2-27),在白金导体的两个横向侧面上就会产生一个垂直于电流方向和磁场方向的电压UH,当取消磁场时,电压立即消失。该电压后来称为霍尔电压,UH与通过白金导体的电流I和磁感应强度B成正比,即(见下页)

       利用霍尔效应制成的元件称为霍尔元件,利用霍尔元件制成的传感器称为霍尔式传感器。利用霍尔效应不仅可以通过接通和切断磁场来检测电压,而且可以检测导线中流过的电流,因为导线周围的磁场强弱与流过导线的电流成正比关系。20世纪80年代以来,汽车上应用的霍尔式传感器与日剧增,主要原因在于霍尔式传感器有两个突出优点:一是输出电压信号近似于方波信号;二是输出电压高低与被测物体的转速无关。霍尔式传感器与磁感应式传感器不同的是需要外加电源。

       2)霍尔式传感器基本结构:霍尔式传感器主要由触发叶轮、霍尔集成电路、导磁钢片(磁轭)与永久磁铁等组成。触发叶轮安装在转子轴上,叶轮上制有叶片(在霍尔式点火系统中,叶片数与发动机气缸数相等)。当触发叶轮随转子轴一同转动时,叶片便在霍尔集成电路与永久磁铁之间转动。霍尔集成电路由霍尔元件、放大电路、稳压电路、温度补偿电路、信号变换电路和输出电路等组成。

       3)霍尔式传感器工作原理:当传感器轴转动时,触发叶轮的叶片便从霍尔集成电路与永久磁铁之间的气隙中转过:当叶片离开气隙时,永久磁铁的磁通便经霍尔集成电路和导磁钢片构成回路,此时霍尔元件产生电压(UH=1.9~2.0V),霍尔集成电路输出级的晶体管导通,传感器输出的信号电压U0为低电平(实测表明:当电源电压Ucc=14.4V或5V时,信号电压U0=0.1~0.3 V)。

       当叶片进入气隙时,霍尔集成电路中的磁场被叶片旁路,霍尔电压UH为零,集成电路输出级的晶体管截止,传感器输出的信号电压U0为高电平(实测表明:当电源电压Ucc=14.4V时,信号电压U0=9.8 V;当电源电压Ucc=5V时,信号电压U0=4.8 V)。

       (2)捷达、桑塔纳轿车霍尔式凸轮轴位置传感器

       1)结构特点:捷达AT和GTx、桑塔纳2000GSi型轿车采用的霍尔式凸轮轴位置传感器安装在发动机进气凸轮轴的一端,结构如图2-28所示。它主要由霍尔信号发生器和信号转子组成。信号转子又称为触发叶轮,安装在进气凸轮轴上,.用定位螺栓和座圈定位固定。信号转子的隔板又称为叶片,在隔板上制有一个窗口,窗口对应产生的信号为低电平信号,隔板(叶片)对应产生的信号为高电平信号。霍尔式信号发生器主要由霍尔集成电路、永久磁铁和导磁钢片等组成。霍尔元件用硅半导体材料制成,与永久磁铁之间留有0.2~0.4mm的间隙,当信号转子随进气凸轮轴一同转动时,隔板和窗口便从霍尔集成电路与永久磁铁之间的气隙中转过。

       该传感器接线插座上有三个引线端子,端子1为传感器电源正极端子,与控制单元端子62连接:端子2为传感器信号输出端子,与控制单元端子76连接:端子3为传感器电源负极端子,与控制单元端子67连接。

       2)工作情况:由霍尔式传感器工作原理可知,当隔板(叶片)进入气隙(即在气隙内)时,霍尔元件不产生电压,传感器输出高电平(5V)信号;当隔板(叶片)离开气隙(即窗口进入气隙)时,霍尔元件产生电压。传感器输出低电平信号(0.1V)。凸轮轴位置传感器输出的信号电压与曲轴位置传感器输出的信号电压之间的关系如图2-29所示。发动机曲轴每转两圈(720。),霍尔式传感器信号转子就转过一圈(360。),对应产生一个低电平信号和一个高电平信号,其中低电平信号对应于气缸1压缩上止点前一定角度。

       发动机工作时,磁感应式曲轴位置传感器(CPS)和霍尔式凸轮轴位置传感器(CIS)产生的信号电压不断输入电子控制单元(ECU)。当ECU同时接收到曲轴位置传感器大齿缺对应的低电平(15。)信号和凸轮轴位置传感器窗口对应的低电平信号时,便可识别出此时为气缸1活塞处于压缩行程、气缸4活塞处于排气行程,并根据曲轴位置传感器小齿缺对应输出的信号控制点火提前角。电子控制单元识别出气缸1压缩上止点位置后,便可进行顺序喷油控制和各缸点火时刻控制。

       如果发动机产生了爆燃,电子控制单元还能根据爆燃传感器输入的信号判别出是哪一个缸产生了爆燃,从而减小点火提前角,以便消除爆燃。

       差动霍尔式曲轴位置传感器

       切诺基(Cherokee)吉普车与红旗CA7220E型轿车采用了差动霍尔式曲轴位置传感器,其凸轮轴位置传感器均为普通霍尔式传感器。

       (1)差动霍尔式传感器结构特点

       差动霍尔式传感器又称为双霍尔式传感器,其结构与磁感应式传感器相似,如图2-30a所示。它由带凸齿的信号转子和霍尔信号发生器组成。差动霍尔式传感器的工作原理与普通霍尔式传感器相同。根据霍尔式传感器的工作原理。当发动机飞轮上的齿缺与凸齿转过差动霍尔电路的两个探头时,齿缺或凸齿与霍尔探头之间的气隙就会发生变化,磁通量随之变化,在传感器的霍尔元件中就会产生交变电压信号,如图2-30b所示。其输出电压由两个霍尔信号电压叠加而成。因为输出信号为叠加信号,所以转子凸齿与信号发生器之间的气隙可以增大到(1±0.5)mm(普通霍尔式传感器仅为0.2~0.4mm),因而便可将信号转子制成像磁感应式传感器转子一样的齿盘式结构,其突出优点是信号转子便于安装。在汽车上,一般将凸齿转子装在发动机曲轴上或将发动机飞轮作为传感子。

       器的信号转

       (2)切诺基吉普车差动霍尔式曲轴位置传感器

       1)结构特点:切诺基吉普车2.5L(四缸)、4.0L(六缸)电子控制燃油喷射式发动机采用了差动霍尔电路的霍尔式曲轴位置传感器。它安装在变速器壳体上。该传感器向ECu提供发动机转速与曲轴位置(转角)信号,作为计算喷油时刻和点火时刻的重要依据之一。

       2.5L四缸电子控制发动机的飞轮上制有8个齿缺,如图2-31a所示。8个齿缺分成两组,每4个齿缺为一组,两组之间相隔角度为180。,同一组中相邻两个齿缺之间间隔角度为20。。4.0L六缸电子控制发动机的飞轮上制有12个齿缺,如图2.3lb所示。12个齿缺分成三组,每4个齿缺为一组,相邻两组之间相隔角度为120。,同一组中相邻两个齿缺之间间隔角度也为20。

       2)工作情况:飞轮上的每一组齿缺转过霍尔探头时,传感器就会产生一组共4个脉冲信号。其中,四缸发动机每转一圈产生两组共8个脉冲信号;六缸发动机每转一圈产生三组共12个脉冲信号。

       对于四缸发动机,ECU每接收到8个信号,即可知道曲轴旋转了一转,再根据接收8个信号所占用的时间,就可计算出曲轴转速。对于六缸发动机,ECU每接收到12个信号,即可知道曲轴旋转了一转,再根据接收12个信号所占用的时间,就可计算出曲轴转速。

       电子控制单元控制喷油和点火时,都有一定的提前角,因此需要知道活塞接近上止点的位置。切诺基吉普车在每组信号输入ECU时,可以知道有两个气缸的活塞即将到达上止点位置。 例如,在四缸发动机控制系统中,利用一组信号,ECU可知气缸1、4活塞接近上止点;利用另一组信号可知气缸2、3活塞接近上止点。在六缸发动机控制系统中。利用一组信号,可知气缸1与6、2与5、3与4活塞接近上止点。由于第4个齿缺产生的脉冲下降沿对应于压缩上止点前4。(BTDC4。),因此第1个齿缺产生的脉冲信号下降沿对应于压缩上止点前64。(BT-DC64。),如图2-32所示。当气缸1、4对应的第1个脉冲下降沿到来时,ECU即可知道此时气缸1、4活塞位于压缩上止点前64。(BTDC64。),从而便可控制喷油提前角和点火提前角。但是,仅有曲轴转角信号,ECU还不能确定是哪一个缸位于压缩行程,哪一个缸位于排气行程,为此还需要一个气缸判别信号(即需要一只凸轮轴位置传感器)。

       (3)切诺基吉普车霍尔式凸轮轴位置传感器

       1)结构特点:切诺基吉普车发动机控制系统的气缸判别信号由霍尔式凸轮轴位置传感器提供,该传感器又称为同步信号传感器,安装在分电器内,主要由脉冲环(信号转子)、霍尔信号发生器组成。

       脉冲环上制有凸起的叶片,占180。分电器轴转角(相当于360。曲轴转角)。没有叶片的部分也占180。分电器轴转角(360。曲轴转角)。脉冲环安装在分电器轴上,随分电器轴一同转动。

       2)工作情况:当脉冲环上的叶片进入信号发生器时,传感器输出高电平(5V);当脉冲环上的叶片离开信号发生器时,传感器输出低电平(0V)。分电器轴转一圈,传感器输出一个高电平和一个低电平,高、低电平各占180。分电器轴转角(分别相当于360。曲轴转角)。同步信号的波形如图2-32所示。

       当脉冲环的叶片前沿进入信号发生器、传感器输出高电平(5V)时,对于四缸发动机,表示气缸1、4活塞即将到达上止点,其中气缸1活塞位于压缩行程,气缸4活塞位于排气行程;对于六缸发动机,表示气缸3、4活塞即将到达上止点,其中气缸4活塞位于压缩行程,气缸3活塞位于排气行程。

       当脉冲环的叶片后沿进入信号发生器、传感器输出低电平(0V)时,对于四缸发动机,表示即将到达上止点的仍然是气缸1、4活塞,其中气缸4活塞位于压缩行程,气缸1活塞位于排气行程;对于六缸发动机,表示气缸3活塞位于压缩行程,气缸4活塞位于排气行程。

       利用凸轮轴位置传感器判别出是哪一个气缸即将到达排气上止点之后,ECU根据曲轴位置传感器信号,即可控制喷油提前角和点火提前角。设某一时刻的喷油提前角为上止点前64。(BTI)C64。),当凸轮轴位置传感器脉冲环的叶片进入信号发生器、传感器输出高电平(5V)时,ECU判定四缸发动机的气缸4活塞位于排气行程(六缸发动机的气缸3活塞位于排气行程),此时ECU在接收到曲轴位置传感器(CPS)第一个脉冲信号的下降沿(BTDC64。)时,向喷油器发出喷油信号,从而实现提前64。喷油。在凸轮轴位置传感器输出高电平(5V))时,ECU还判定四缸发动机的气缸1活塞(六缸发动机气缸4活塞)位于压缩行程,此时ECU根据曲轴位置传感器CPS信号和点火提前角计算值,在活塞运行到上止点前点火提前角度时,向点火控制器发出点火指令,控制火花塞点火,实现点火提前。

       利用凸轮轴位置传感器对两个气缸的位置判定作为参考点,即可按照四缸发动机1—3—4—2(六缸发动机l一5—3—6—2—4)的工作顺序,对各个气缸进行提前喷油与提前点火控制。

       (4)红旗CA7720E型轿车差动霍尔式曲轴位置传感器

       红旗CA7220E型轿车CA488.3型发动机上装备的SIMOS4S3型电子控制燃油喷射系统采用的差动霍尔式曲轴位置传感器由信号转子与信号发生器组成。信号转子为齿盘式,安装在变速器壳体前端,它与捷达AT、GTX型轿车用磁感应式曲轴位置传感器转子相似,在其圆周上均匀间隔地制作有58个凸齿、 57个小齿缺和一个大齿缺。大齿缺输出基准信号,对应于发动机气缸1或气缸4压缩上止点前一定角度。大齿缺所占的弧度相当于两个凸齿和三个小齿缺所占的弧度。因为信号转子随曲轴一同旋转,曲轴旋转一圈(360。),信号转子也旋转一圈(360。),所以信号转子圆周上的凸齿和齿缺所占的曲轴转角为 360。,每个凸齿和小齿缺所占的曲轴转角均为3。(58×3。+57×3。=345。),大齿缺所占的曲轴转角为15。(2×3。+3×3。= 15。),信号波形如图2-33a所示。

调速器的工作原理

       调速器的作用是改变柴油机的负荷,同时保持转速不变。如果保持转速不变,改变燃油量可以改变柴油机的负荷。如果柴油机的负荷保持不变,而燃油量改变,柴油机的转速就可以改变。什么是州长?调速器是一种自动调节装置,它根据柴油机负荷的变化,自动增加或减少喷油泵的供油量,使柴油机以稳定的转速运行。它已被广泛应用于工业DC电机调速、工业输送机调速、照明调节、计算机功耗、直流风扇等。调速器和变频器有什么区别?1.调速器是针对单相电机设计的,通过改变接入绕组的电阻和电容来调节电机的转速,对于电源的输出,转速不变。2.逆变器调速是指将三相异步电动机原来的直接输入电源先接入逆变器,工频交流电在逆变器中通过PWM等电子变流技术整流逆变,成为频率可控的交流电。电机运行时,可通过V/F控制、输出转矩控制、矢量控制等控制方式调节频率,改变回路电流,实现节能运行。什么样的州长?1.机械式离心调速器:有卧式和立式两种,主要部件有钝盘、飞铁、调速弹簧、调节螺钉、传动拉杆等。2.气动调速器:气动调速器的传感元件是利用膜片等气动元件来感知进气管压力的变化,从而调节柴油机的转速。3.液压调速器:液压调速器通过飞铁的离心作用控制一个先导阀,然后先导阀控制压力油的流向,油压驱动调节机构加大或减小油门,从而达到自动调速的目的。

通信基站中 TRX是什么意思

       TRX:即收发信机单元,简称载频,是一个特定频率的无线电波。

       在无线通信技术上使用载波传递信息,将数字信号调制到一个高频载波上然后再在空中发射和接收。

       一般指未调制的无线电、雷达、载波通信或其他发射机产生的频率;或对称信号调制的发射波的平均频率。

       载频是指GSM或其他移动通信网络系统设备的硬件的话,简单说就是基站里面的一个功能模块,主要负责处理信号的调制解调。

扩展资料:

       载频的应用:

       变频器的载频就是决定逆变器的功率开关器件的开通与关断的次数。功率模块IGBT的功率损耗与载波频率有关,载波频率提高,功率损耗增大,功率模块发热增加,对变频器不利;载波频率对变频器输出二次电流的波形影响:当载波频率高时,电流波形正弦性好,而且平滑。

       载频成份法利用逆变器本身的载波频率成份信号,无需外加高频激励就能实现系统的无位置传感器运行,已成为无位置传感。

       百度百科——载频

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