Kif tuża diodes fil-protezzjoni tal-iċċarġjar u l-ħatt tal-pakketti tal-batteriji tal-litju?

一, Il-kompatibilità bejn il-karatteristiċi tat-teknoloġija tad-dijodu u l-protezzjoni tal-batterija tal-litju
1. Konduttività unidirezzjonali: Bini ta 'barrieri protettivi bażiċi
Il-karatteristika tal-qalba ta 'dijodu tinsab fil-konduttività unidirezzjonali tal-junction PN tagħha, li tippermetti biss li l-kurrent jgħaddi mill-anodu (A) għall-katodu (K), b'qtugħ b'lura. Din il-karatteristika tifforma mekkaniżmu ta 'protezzjoni triplu fil-protezzjoni tal-batterija tal-litju:

Protezzjoni kontra l-konnessjoni inversa: Dajowds Schottky (bħal MBR1045CT) huma konnessi f'serje fl-interface tal-iċċarġjar jew id-disinn taċ-ċirkwit. Meta l-polarità ta 'l-enerġija tinqaleb, id-dijodu jaqta' awtomatikament biex jipprevjeni li l-kurrent b'lura ma jagħmilx ħsara lis-sistema ta 'ġestjoni tal-batterija (BMS). Skont id-dejta tat-test minn manifattur ġdid ta 'vettura tal-enerġija, ir-rata ta' falliment tal-BMS ikkawżata minn tħaddim ħażin naqset b'92% wara li adottat din is-soluzzjoni.
Iżolament tal-polarità: F'sistema ta 'serje b'ħafna ċelluli, l-iżolament fiżiku bejn iċ-ċirkwit tal-iċċarġjar u ċ-ċirkwit tal-ħatt jinkiseb permezz ta' firxa tad-dijodi. Pereżempju, ċertu power station tal-ħażna tal-enerġija jadotta disinn ta 'dijodu invers, li jiddiżakkoppja t-tarf tal-iċċarġjar mill-modulu tal-inverter tar-rettifikatur, jiżgura konduzzjoni kontinwa taċ-ċirkwit tal-iskariku u jżid id-disponibbiltà tas-sistema b'40%.
Protezzjoni kontra l-fluss lura: Qabbad diode TVS (bħal SMAJ5.0A) b'mod parallel fit-tarf tal-output tal-konvertitur DC/DC. Meta l-vultaġġ fit-tarf tat-tagħbija jogħla b'mod anormali, id-dijodu malajr iwettaq biex jifforma mogħdija ta 'skarika, u jipproteġi l-batterija tal-litju minn impatt ta' vultaġġ invers.
2. Karatteristiċi ta' bidla mgħaġġla: rivoluzzjoni fl-effiċjenza f'xenarji ta'-frekwenza għolja
Dajowds Schottky, bl-istruttura tal-junction semikondutturi tal-metall tagħhom, jiksbu ħin ta' rkupru b'lura kważi żero (Trr<10ns), demonstrating significant advantages in high-frequency switching power supplies

Protezzjoni kontinwa tal-kurrent: Fit-topoloġija Buck/Boost, dajowds Schottky (bħal SS34) iservu bħala komponenti ta 'kurrent kontinwu, u l-waqgħa baxxa tal-vultaġġ tal-konduzzjoni tagħhom (VF ≈ 0.3V) tnaqqas it-telf tal-bidla b'aktar minn 60%. It-test attwali ta 'sistema ta' ġestjoni tal-batterija tad-drone juri li wara li adottat din l-iskema, l-effiċjenza tal-konverżjoni DC/DC żdiedet minn 88% għal 94%.
Sostituzzjoni ta 'rettifika sinkronika: F'xenarji ta' vultaġġ baxx u kurrent għoli (bħal sistemi ta 'ħażna ta' enerġija 48V), dajowds Schottky jistgħu jissostitwixxu d-dijodi tal-ġisem fi skemi tradizzjonali ta 'rettifika sinkronika MOSFET, jeliminaw oxxillazzjonijiet ikkawżati minn ħlasijiet ta' rkupru reverse (Qrr) u jnaqqsu l-istorbju EMI tas-sistema b'15dB.
3. Karatteristiċi tat-tqassim tal-valanga: id-difiża aħħarija kontra vultaġġ żejjed temporanju
Dajowds TVS jikklampjaw vultaġġ għoli temporanju għal livell sikur f'ħin ta 'picosecond permezz ta' effett ta' tqassim ta 'valanga, b'parametri ewlenin inklużi:

Vultaġġ tal-morsa (VC): Għandu jkun aktar baxx mill-vultaġġ nominali massimu assolut taċ-ċippa BMS (eż. għas-serje STM32G4, VC għandu jkun<36V)
Peak Pulse Power (PPP): Skont l-istandard IEC 61000-4-5, huwa meħtieġ li jiflaħ kurrent ta 'żieda ta' mill-inqas 100A taħt forma ta 'mewġ 8/20 μ s
Wara li uża dajowds SMBJ15CA TVS f'ċerta sistema ta 'ħażna ta' enerġija fotovoltajka, huwa rreżisti b'suċċess il-vultaġġ għoli temporanju ta '3000V iġġenerat minn sajjetti, u l-ħin tal-intervall tal-falliment tat-tagħmir (MTBF) ġie estiż għal 120000 siegħa.
2, Xenarji ta 'applikazzjoni tipiċi u prattiċi ta' inġinerija
1. Disinn taċ-Ċirkwit tal-Protezzjoni tal-Interface tal-Iċċarġjar
Fit-tarf tal-input tal-vettura tal-enerġija l-ġdida OBC (-ċarġer abbord), ċirkwit ta' protezzjoni tipiku jadotta arkitettura ta' protezzjoni ta' tliet-livelli:

Protezzjoni tal-ewwel livell: Serje diodes Schottky (bħal CBRD1045-40) jintużaw biex jipprevjenu konnessjoni inversa, u l-vultaġġ li jifilħu 40V tagħhom ikopri r-rekwiżiti ta 'sistemi 12V/24V
Protezzjoni tat-tieni livell: Dajowds tat-TVS paralleli (bħal P6KE36CA) jrażżnu l-vultaġġ qawwi, u l-vultaġġ tal-morsa ta '36V tagħhom jaqbel mal-firxa tad-dħul tal-BMS
Protezzjoni tat-tielet livell: bl-użu ta 'fjusijiet li jirkupraw lilhom infushom (PPTC) biex tinkiseb protezzjoni ta' kurrent żejjed, li tifforma protezzjoni komplementari b'dijodi
Skont id-dejta tal-ittestjar attwali minn kumpanija ewlenija tal-karozzi, din is-soluzzjoni tnaqqas ir-rata ta 'falliment tal-interface tal-iċċarġjar minn 0.8% għal 0.12% u tnaqqas l-ispejjeż ta' manutenzjoni annwali bi 23 miljun wan.
2. Innovazzjoni fil-Protezzjoni Bilanċjata fil-Livell taċ-Ċellola
Fil-modulu tal-batterija Tesla 4680, ċirkwit tal-ibbilanċjar passiv flimkien ma 'dijodi Schottky (bħal BAT54S) jintuża biex jinkiseb:

Kontroll tal-kurrent bilanċjat: Billi taġġusta l-waqgħa tal-vultaġġ tal-konduzzjoni tad-dijodu (VF ≈ 0.2V) u r-reżistenza tal-ibbilanċjar (R=10 Ω), il-kurrent bilanċjat huwa limitat għal 200mA
Soppressjoni termali runaway: Meta l-vultaġġ ta 'ċerta ċellula tal-batterija jogħla b'mod anormali, id-dijodu taċ-ċirkwit tal-bilanċ korrispondenti se jwettaq preferenzjali, u jifforma kurrent ta' bypass biex jipprevjeni d-diffużjoni termali
Dan id-disinn iżid il-ħajja taċ-ċiklu tal-pakkett tal-batterija b'35% u jnaqqas ir-rata tat-tħassir tal-kapaċità minn 0.8% fix-xahar għal 0.5%.
3. ottimizzazzjoni EMI tas-sistema tal-iċċarġjar mingħajr fili
Fil-modulu tal-iċċarġjar bla fili Xiaomi 80W, il-problema tal-ħsejjes ta' frekwenza għolja-tiġi solvuta permezz tas-soluzzjoni ta' kombinazzjoni tad-dijodu li ġejja:

Proċess ta' rettifikazzjoni: Dajowds SiC Schottky (bħal C3D02060A) jintużaw minflok apparati tradizzjonali bbażati fuq is-silikon-, li jirriżultaw fi tnaqqis ta' 80% fil-valur Qc
Proċess ta 'filtrazzjoni: Qabbad dajowds tas-sinjali żgħar (bħal BAS70-04) b'mod parallel fiż-żewġt itruf tal-koljatura li tittrasmetti/riċevi biex tifforma netwerk ta' assorbiment RC, li jrażżan il-ħoss tal-iswiċċ b'40dB
Pass ta 'protezzjoni: Uża dijodi ta' protezzjoni ESD (bħal ESD5Z5.0T1) biex tipproteġi kontra skarigu elettrostatiku, b'ħin ta 'rispons ta'<1ns
L-ittestjar attwali wera li din is-soluzzjoni ttejjeb l-effiċjenza tat-trażmissjoni tas-sistema minn 82% għal 89%, u tqassar iċ-ċiklu tal-ittestjar taċ-ċertifikazzjoni Qi2.0 b'60%.
3, Xejriet ta 'żvilupp tal-industrija u sfidi teknoloġiċi
1. L-innovazzjoni materjali tmexxi skoperti fil-prestazzjoni
GaN Schottky dajowd: apparat eGaN FET imniedi mill-kumpanija EPC, b'VF imnaqqas għal taħt 0.1V u ħlas ta' rkupru b'lura mnaqqas b'90%, ġie applikat għall-pjattaforma ta' vultaġġ għoli-800V ta' BMW iX
Modulu ibridu SiC: ROHM Semiconductor jintegra SiC MOSFET mad-dijodu Schottky, li jippermetti li d-densità tal-qawwa tal-modulu tal-iċċarġjar taqbeż it-3kW/in³
2. Aġġornament tar-Rekwiżiti ta 'Protezzjoni Intelliġenti
Dajowd tal-kontroll diġitali: TPD2E007 imniedi mill-kumpanija TI jirrealizza vultaġġ tal-morsa programmabbli u jaġġusta dinamikament il-limitu ta 'protezzjoni permezz ta' interface I2C
Integrazzjoni tal-funzjoni dijanjostika awtomatika: dajowd Ansenmei NSD1624 għandu sensor tat-temperatura mibni-, li awtomatikament iqajjem azzjoni ta 'protezzjoni meta t-temperatura tal-junction taqbeż il-150 grad
3. Standardizzazzjoni u Sfidi ta' Affidabbiltà
Ċertifikazzjoni fil-livell tal-vettura: L-istandard AEC-Q101 jeħtieġ li d-dijodi jkollhom drift VF ta'<5mV/℃ within the temperature range of -40 ℃~150 ℃
Speċifikazzjoni tat-test tal-ħajja: L-istandard IEC 60747-1 iżid 100000 test taċ-ċiklu tal-iswiċċ, li jeħtieġ rata ta 'bidla Trr<20%