استفاده از دیودها در مدارهای محافظت از باتری

1 ، نمای کلی از مدار حفاظت از باتری
مدار حفاظت از باتری یک سیستم مدار است که به طور خاص برای نظارت و محافظت از بسته های باتری طراحی شده است. وظیفه اصلی آن نظارت بر پارامترهای کلیدی مانند ولتاژ ، جریان و دمای باتری است و اقدامات به موقع برای محافظت از باتری در صورت بروز شرایط غیر طبیعی مانند شارژ بیش از حد ، شارژ بیش از حد ، مدار کوتاه یا گرمای بیش از حد انجام می شود. مدار حفاظت از باتری معمولاً از یک ماژول تشخیص ولتاژ ، یک ماژول تشخیص جریان ، یک ماژول تشخیص دما ، یک ماژول کنترل و یک ماژول اجرای محافظت تشکیل شده است.
2 ، اصول و ویژگی های اساسی دیودها
دیود یک مؤلفه الکترونیکی با هدایت یک طرفه است ، متشکل از یک ساختار PN که توسط یک نیمه هادی نوع P {{0} type و یک نیمه هادی N {1} type تشکیل شده است. هنگامی که ولتاژ بالاتر از الکترود منفی (کاتد) به الکترود مثبت (آند) یک دیود اعمال می شود ، دیود انجام می شود و اجازه می دهد جریان از الکترود مثبت به الکترود منفی جریان یابد. هنگامی که ولتاژ مثبت دیود از ولتاژ منفی پایین تر است ، دیود قطع می شود و جریان به سختی جریان می یابد. این هدایت یک طرفه ، دیودها را قادر می سازد تا عملکردهای مختلفی را در مدارها از جمله اصلاح ، تنظیم ولتاژ ، تعویض و محافظت انجام دهند.
3 ، استفاده از دیودها در مدارهای محافظت از باتری
از شارژ بیش از حد باتری جلوگیری کنید
در طی فرآیند شارژ باتری ، اگر جریان شارژ خیلی زیاد باشد یا زمان شارژ خیلی طولانی باشد ، ممکن است باعث شارژ بیش از حد باتری شود و منجر به مشکلات جدی مانند مدارهای کوتاه داخلی ، تجزیه الکترولیت ، تولید گاز و گسترش باتری شود. برای جلوگیری از شارژ بیش از حد باتری ، مدارهای حفاظت از باتری معمولاً از مدارهای محافظت بیش از حد استفاده می کنند. در میان آنها ، دیود ، به عنوان یکی از مؤلفه های اصلی ، می تواند هنگام رسیدن ولتاژ باتری به حد بالایی از پیش تعیین شده ، جریان شارژ را به موقع قطع کند و از این طریق مانع از شارژ بیش از حد باتری شود. این اثر محافظتی می تواند عمر سرویس باتری را به میزان قابل توجهی گسترش دهد و از تصادفات ایمنی ناشی از شارژ بیش از حد جلوگیری کند.
از تخلیه باتری جلوگیری کنید
در طی فرآیند تخلیه باتری ، اگر جریان تخلیه خیلی زیاد باشد یا زمان تخلیه خیلی طولانی باشد ، ممکن است منجر به تخلیه باتری شود که به نوبه خود می تواند مشکلات جدی مانند آسیب به ساختار کریستالی داخلی باتری ، جدا شدن مواد فعال و کاهش عملکرد باتری را ایجاد کند. برای جلوگیری از تخلیه باتری ، مدارهای محافظت از باتری معمولاً از مدارهای حفاظت از تخلیه استفاده می کنند. دیودها همچنین نقش مهمی در این فرایند دارند. هنگامی که ولتاژ باتری به حد پایین از پیش تعیین شده کاهش می یابد ، دیود قطع می شود و جریان تخلیه را قطع می کند تا باتری را از آسیب محافظت کند. این اثر محافظتی تضمین می کند که باتری در محدوده ولتاژ ایمن عمل کند و به دلیل شارژ بیش از حد از دفع زودرس جلوگیری می کند.
محافظت از ولتاژ معکوس
در حین استفاده از باتری ، اگر شرایط غیر طبیعی وجود داشته باشد که باتری به مدار خارجی وصل شود ، مانند اتصال معکوس یا مدار کوتاه مدار خارجی ، ممکن است باعث شود که باتری با ولتاژ معکوس تأثیر بگذارد. این ولتاژ معکوس ممکن است باعث آسیب جدی به باتری شود و حتی منجر به تصادفات ایمنی مانند انفجار باتری شود. برای پرداختن به این مسئله ، مدارهای حفاظت از باتری به طور معمول یک دیود را به صورت موازی در ورودی بسته باتری وصل می کنند. هنگامی که یک ولتاژ معکوس در مدار خارجی ظاهر می شود ، دیود تجزیه و رفتار معکوس می کند و ولتاژ معکوس را به زمین آزاد می کند تا از باتری از آسیب محافظت کند. این محافظت از ولتاژ معکوس می تواند ایمنی و قابلیت اطمینان بسته باتری را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد.
سرکوب ولتاژ گذرا
در طی فرآیند شارژ و تخلیه باتری ، ولتاژ بیش از حد گذرا ممکن است در ولتاژ باتری به دلیل عواملی مانند نوسانات برق ، تغییرات بار ناگهانی یا تداخل خارجی رخ دهد. این ولتاژ گذرا ممکن است باعث آسیب به بسته باتری و مدارهای اطراف آن شود. برای سرکوب این ولتاژ گذرا ، مدارهای محافظت از باتری به طور معمول از دیودهای سرکوب ولتاژ گذرا (TVS) استفاده می کنند. دیودهای TVS ویژگی های سرعت پاسخ سریع ، ولتاژ شکست کم و از دست دادن قدرت کم را دارند. آنها می توانند به سرعت در هنگام وقوع ولتاژ گذرا انجام دهند ، ولتاژ بیش از حد را به زمین جذب و تخلیه کنند ، در نتیجه از باتری و مدارهای اطراف آن از آسیب محافظت می کنند.
4 ، انتخاب دیود و طراحی بهینه سازی
انتخاب و طراحی بهینه سازی دیودها برای بهبود عملکرد و پایداری مدارهای محافظت از باتری بسیار مهم است. از یک طرف ، لازم است دیودها را با ولتاژ خرابی مناسب ، جریان نشت معکوس و خصوصیات افت ولتاژ هدایت رو به جلو انتخاب کنید تا از عملکرد طبیعی آنها در مدارهای محافظت از باتری اطمینان حاصل شود. از طرف دیگر ، همچنین لازم است طراحی دیودها مانند اتخاذ قدرت کم- ، فرم های بسته بندی با قابلیت اطمینان بالا ، بهبود عملکرد اتلاف گرما و غیره ، به منظور بهبود بیشتر کارایی و ایمنی مدارهای محافظت از باتری نیز لازم باشد.
https://www.trsemicon.com/diode/smd {2} }Diode/sot {4 }23 {5 {5 }zener-diode-bzx84c6v8.html