Ako zvoliť príslušnú diódu pre návrh správy batérií?

1, Požiadavky na diódy v návrhu správy batérií
(1) Účinnosť
Dizajn správy batérií musí čo najviac minimalizovať stratu energie a zlepšiť účinnosť nabíjania batérie a vypúšťania. Vyžaduje sa, aby diódy mali nízky pokles napätia vpred, aby sa znížilo stratu energie v štáte vodivosti. Napríklad v nabíjačkách USB alebo na riadenie batérií (BMS) môžu diódy s nízkym poklesom napätia vpred výrazne zlepšiť účinnosť nabíjania a znížiť energetický odpad na diódach.
(2) Stabilita
Obvod na správu batérií musí fungovať stabilne za rôznych podmienok prostredia, takže diódy by mali mať dobré teplotné charakteristiky a dlhé - termínová stabilita. V prostrediach s vysokou teplotou sa výrazne zvýši prúd reverzného úniku diód, čo môže viesť k zvýšeniu spotreby energie pohotovostnej energie a ovplyvniť stabilitu systému. Preto je potrebné zvoliť diódy s nízkymi charakteristikami prúdu úniku alebo zvážiť ďalšie návrhy rozptylu tepla.
(3) Zabezpečenie
Správa batérií zahŕňa kľúčové funkcie, ako je nabíjanie batérie a regulácia vybíjania, nadmerné nabíjanie a nadmerná ochrana výboja a diódy by mali mať určité ochranné schopnosti, aby sa zabránilo poškodeniu batérie. Napríklad, keď je batéria obrátená, dióda by mala byť schopná zabrániť spätnému prúdu a chrániť komponenty batérie a obvodu.
2, výber kľúčových parametrov
(1) napätie vpred (VF)
Predné napätie je pokles napätia cez svorky diódy, keď vedie v smere vpred. Nižšie napätie vpred môže znížiť stratu energie a zlepšiť účinnosť obvodu. Pri dizajne správy batérií sa odporúča zvoliť Schottky Diodes s VF medzi 0,2 - 0,4V podľa požiadaviek na aplikáciu, najmä v systémoch napájania nízkeho napätia, kde je tento parameter obzvlášť kritický. Napríklad v systéme napájania 5 V môže použitie diód s nižším VF umožniť použitie väčšieho napätia na nabíjanie batérie alebo iné zaťaženie, čím sa zlepší celkový výkon systému.
(2) Spätný únikový prúd (IR)
Reverzný únikový prúd sa týka malého prúdu, ktorý prechádza cez diódu pri skreslení. Nadmerné únikové prúdenie reverzného úniku môže viesť k zvýšenej spotrebe energie v pohotovostnom režime a ovplyvniť stabilitu systému. V prostrediach s vysokou teplotou sa výrazne zvýši prúd reverzného úniku. Preto, ak sa používa v teplotných prostrediach s vysokou -, je potrebné zvoliť diódy s nízkymi IR charakteristikami alebo prijať opatrenia na rozptyl tepla, aby sa znížila prevádzková teplota diódy, čím sa znížila spätný prúd úniku.
(3) Odpor napätia (VRRM)
Odpor napätia sa týka maximálneho spätného napätia, ktoré dióda vydrží. Pri dizajne správy batérií by sa malo zabezpečiť, aby opakovanie odosielania diódy bolo vyššie ako skutočné prevádzkové napätie a určitá marža by sa mala zachovať, aby sa zabránilo spätnému rozpadu. Napríklad, ak sa použijú v systémoch napájania 5 V alebo 12 V, obvykle sa vyberú diódy odolné voči napätiu 20 V alebo 40 V, aby sa zlepšila spoľahlivosť systému. Ak je vydržanie napätia diódy nedostatočné, kolísanie napätia alebo abnormálne podmienky môžu spôsobiť rozklad diódy a poškodenie celého systému správy batérií.
(4) Aktuálna schopnosť
Prúd vpred (if): Ak je maximálna hodnota prúdu, keď dióda nepretržite vedie. Pri návrhu správy batérií je potrebné vybrať vhodné špecifikácie diód na základe zaťaženia, čím sa zabezpečí, že IF je väčší ako maximálny prúdový prúd systému, aby sa zabezpečilo, že diódy nebudú poškodené v dôsledku nadprúdovej činnosti za normálnych prevádzkových podmienok.
Schopnosť prúdu prepätia (IFSM): IFSM sa týka špičkového prúdu, ktorý dióda vydrží v krátkom časovom období. Toto je obzvlášť dôležité pri štarte Power Start - UP alebo Surge Current Ochrana Design. Napríklad počas nabíjania batérie sa môže generovať veľký nárazový prúd, takže je potrebné zvoliť diódy s dostatočným IFSM, aby sa splnili požiadavky na prudký prúd.
3, Vplyv formy obalov
Balená forma diód ovplyvní ich výkon a metóda inštalácie rozptylu tepla. Pre vysoké - by sa malo vyberať balenie s dobrým výkonom rozptylu tepla, ako sú DPAK a TO-220. Tieto obalové formy majú zvyčajne veľkú plochu rozptylu tepla, ktorá môže účinne rozptýliť teplo generované diódou a zabezpečiť stabilnú prevádzku diódy v prostredí s vysokou teplotou. Napríklad v systéme riadenia batérií elektrických vozidiel v dôsledku vysokého prúdu a tepla generovaného diódami je potrebné zvoliť obalový formulár s dobrým výkonom rozptylu tepla, aby sa zabránilo prehrievaniu a poškodeniu diód.
Pre malé dosky obvodov s veľkosťou - je možné vybrať malé balíčky, ako napríklad SOD - 123 alebo SOT-23. Tieto malé balíčky majú výhody malej veľkosti a menej okupácie miesta, vďaka čomu sú vhodné na použitie v prenosných zariadeniach s vysokými požiadavkami na priestor. Napríklad v malých elektronických zariadeniach, ako sú inteligentné hodinky a slúchadlá Bluetooth, v dôsledku obmedzeného priestoru dosky s obvodmi je potrebné zvoliť malé balené diódy, ktoré spĺňajú požiadavky kompaktného návrhu zariadení.
4, Analýza skutočných scenárov aplikácií
(1) Správa nabíjania batérie
Prevencia aktuálneho spätného toku je rozhodujúca pri správe nabíjania batérie. Výber Schottských diód s nízkou VF a nízkou IR môže znížiť spotrebu energie a predĺžiť výdrž batérie. Napríklad Schottky Diodes zabalené v malom SMD môžu uspokojiť potreby prenosných zariadení a ich nízky pokles napätia vpred môže znížiť stratu energie počas nabíjania a zlepšiť účinnosť nabíjania; Nízka reverzná úniková prúdy môže znížiť spotrebu energie v pohotovostnom režime a predĺžiť výdrž batérie.
(2) fotovoltaické moduly
Vo fotovoltaických moduloch sa diódy používajú na zabránenie prúdenia prúdu v rôznych podmienkach osvetlenia. Vzhľadom na prostredie s vysokou teplotou, ktorému sú fotovoltaické systémy často vystavené, by sa mali zvoliť modely s dobrým výkonom rozptylu tepla a nízkym reverzným únikom. Napríklad výber DPAK zabalených diód môže zabezpečiť ich stabilnú prevádzku v teplotných prostrediach s vysokým -, zatiaľ čo nízky reverzný prúd úniku môže znížiť stratu energie a zlepšiť účinnosť výroby energie fotovoltaických systémov.
(3) Systém správy batérií nových energetických vozidiel
Systém správy batérií nových energetických vozidiel má vysoké požiadavky na výkon diód. Je potrebné zvoliť diódy s vysokým odporom napätia, schopnosťou vysokého prúdu a dobrým výkonom rozptylu tepla, aby sa uspokojili potreby nabíjania a vybíjania batérie s vysokým prúdom. Napríklad diódy zabalené do 220 môžu vydržať vysoké prúdy a mať dobrý výkon rozptylu tepla, čím sa zabezpečí stabilná prevádzka systémov na správu batérií v zložitých pracovných podmienkach.
5, výberový proces a bezpečnostné opatrenia
(1) Výberový proces
Objasnite špecifické požiadavky systému na správu batérie vrátane parametrov, ako je prevádzkové napätie, prúd a energia.
Určite rozsah kľúčových parametrov diódy podľa požiadaviek, ako je napätie vpred, reverzný prúd úniku, vydržanie napätia, kapacita prúdu atď.
Zvážte obalový formulár a metódu inštalácie a vyberte príslušný typ balenia.
Pozrite si príručku produktu a krivku výkonu diódy na vyhodnotenie jej výkonnosti za rôznych prevádzkových podmienok.
Vykonajte testovanie a validáciu vzoriek, aby ste zaistili, že dióda spĺňa požiadavky na konštrukciu systému správy batérií.
(2) Preventívne opatrenia
Nezameriavajte sa iba na jeden parameter diódy, ale komplexne zvážte vzájomný vplyv medzi rôznymi parametrami. Napríklad pri výbere diódy s nízkym poklesom napätia vpred by sa mala venovať pozornosť tomu, či je jeho reverzný únikový prúd v prijateľnom rozsahu.
Ak vezmeme do úvahy dlhé - stabilitu a spoľahlivosť diód, vyberte dobre - známe značky a prísne testované produkty.
Pri navrhovaní obvodov by sa mali poskytnúť vhodné podmienky rozptylu tepla pre diódy, aby sa zabezpečila ich normálna prevádzka v teplotných prostrediach s vysokou -.
https://www.trrsemicon.com/diode/smd {2bl