Hoe kies ik de juiste diode voor het ontwerp van het batterijbeheer?

1, vereisten voor diodes in het ontwerp van batterijbeheer
(1) Efficiëntie
Het ontwerp van het batterijbeheer moet energieverlies minimaliseren en de batterij opladen en de efficiëntie van het laden zoveel mogelijk verbeteren. Dit vereist dat diodes een lage voorwaartse spanningsdaling hebben om het vermogensverlies in de geleidende toestand te verminderen. In USB -laders of batterijbeheersystemen (BMS) kan diodes met een lage voorwaartse spanningsdaling bijvoorbeeld de laadefficiëntie aanzienlijk verbeteren en het energieverspilling op de diodes verminderen.
(2) stabiliteit
Het batterijbeheercircuit moet stabiel werken onder verschillende omgevingscondities, dus diodes moeten goede temperatuurkenmerken hebben en lange - term stabiliteit. In omgevingen op hoge temperatuur zal de omgekeerde lekstroom van diodes aanzienlijk toenemen, wat kan leiden tot een toename van het standby -stroomverbruik en de stabiliteit van het systeem beïnvloeden. Het is dus noodzakelijk om diodes te kiezen met lage omgekeerde lekstroomkenmerken of om te overwegen extra warmtedissipatieontwerpen.
(3) Beveiliging
Batterijbeheer omvat belangrijke functies zoals batterijlading en ontladingsregeling, overbelasting en over ontlading bescherming, en diodes moeten bepaalde beveiligingsmogelijkheden hebben om batterijschade te voorkomen. Wanneer de batterij bijvoorbeeld wordt teruggedraaid, moet de diode de omgekeerde stroom kunnen voorkomen en de batterij- en circuitcomponenten kunnen beschermen.
2, selectie van belangrijke parameters
(1) Voorwaartse spanning (VF)
De voorwaartse spanning is de spanningsval over de terminals van een diode wanneer deze in de voorwaartse richting uitvoert. Een lagere voorwaartse spanning kan het energieverlies verminderen en de circuitefficiëntie verbeteren. In het ontwerp van het batterijbeheer wordt aanbevolen om Schottky-diodes te kiezen met VF tussen 0.2 - 0.4V volgens toepassingsvereisten, met name in laagspanningsvoedingsystemen, waar deze parameter bijzonder kritisch is. In een 5V -voedingssysteem kan het gebruik van diodes met een lagere VF bijvoorbeeld meer spanning kunnen gebruiken voor het opladen van batterijen of andere belastingen, waardoor de algehele prestaties van het systeem worden verbeterd.
(2) omgekeerde lekstroom (IR)
Omgekeerde lekstroom verwijst naar de kleine stroom die door een diode passeert wanneer het omgekeerd is, bevooroordeeld. Overmatige omgekeerde lekstroom kan leiden tot een verhoogd standby -stroomverbruik en beïnvloeden systeemstabiliteit. In omgevingen op hoge temperatuur zal de omgekeerde lekstroom aanzienlijk toenemen. Daarom, wanneer gebruikt in hoge - temperatuuromgevingen, is het noodzakelijk om diodes te kiezen met lage IR -kenmerken of warmteafvoermetingen te nemen om de bedrijfstemperatuur van de diode te verlagen, waardoor de omgekeerde lekstroom wordt verminderd.
(3) Spanningsweerstand (VRRM)
Spanningsweerstand verwijst naar de maximale omgekeerde spanning die een diode kan weerstaan. Bij het ontwerp van het batterijbeheer moet worden gewaarborgd dat de omgekeerde bestand tegen spanning van de diode hoger is dan de werkelijke bedrijfsspanning, en een bepaalde marge moet worden behouden om omgekeerde afbraak te voorkomen. Indien bijvoorbeeld gebruikt in 5V- of 12V -voedingssystemen, worden 20V of 40V spanningsbestendige diodes meestal geselecteerd om de betrouwbaarheid van het systeem te verbeteren. Als de bestandspanning van de diode onvoldoende is, kunnen spanningsschommelingen of abnormale omstandigheden ertoe leiden dat de diode het gehele batterijbeheersysteem afbreekt en beschadigt.
(4) Huidige mogelijkheid
Doorstuurstroom (if): if is de maximale stroomwaarde wanneer de diode continu uitvoert. Bij het ontwerp van het batterijbeheer is het noodzakelijk om de juiste specificaties van diodes te selecteren op basis van de laadstroom, zodat de if groter is dan de maximale belastingsstroom van het systeem, om ervoor te zorgen dat de diodes niet worden beschadigd vanwege overstroom onder normale bedrijfsomstandigheden.
Surge Current Capability (IFSM): IFSM verwijst naar de piekstroom die een diode binnen korte tijd kan weerstaan. Dit is met name belangrijk in de stroomstart - Up of Surge Current Protection Design. Tijdens het opladen van batterijen kan bijvoorbeeld een grote overspanningsstroom worden gegenereerd, dus het is noodzakelijk om diodes te kiezen met voldoende IFSM om aan de stroomstroomvereisten te voldoen.
3, de invloed van verpakkingsvorm
De verpakkingsvorm van diodes heeft invloed op hun warmtedissipatieprestaties en installatiemethode. Voor hoge - vermogenstoepassingen moeten de verpakking met goede warmtedissipatieprestaties zoals DPAK en TO-220 worden geselecteerd. Deze verpakkingsvormen hebben meestal een groot warmtedissipatiegebied, dat de door de diode gegenereerde warmte effectief kan afwijzen en de stabiele werking van de diode in omgevingen met hoge temperatuur kunnen waarborgen. In het batterijbeheersysteem van elektrische voertuigen bijvoorbeeld, vanwege de hoge stroom en de warmte die door diodes wordt gegenereerd, is het noodzakelijk om een ​​verpakkingsformulier te kiezen met goede warmte -dissipatieprestaties om oververhitting en schade van diode te voorkomen.
Voor kleine -} -grootte circuitboards kunnen kleine pakketten zoals SOD - 123 of SOT-23 worden geselecteerd. Deze kleine pakketten hebben de voordelen van klein formaat en minder ruimtebelasting, waardoor ze geschikt zijn voor gebruik in draagbare apparaten met hoge ruimtevereisten. In kleine elektronische apparaten zoals smartwatches en Bluetooth-oortelefoons, vanwege de beperkte printplaat, is het bijvoorbeeld noodzakelijk om kleine verpakte diodes te kiezen om te voldoen aan de compacte ontwerpvereisten van de apparaten.
4, Analyse van daadwerkelijke toepassingsscenario's
(1) Batterij oplaadbeheer
Het voorkomen van de huidige terugstroom is cruciaal bij het opladen van batterijen. Het kiezen van Schottky -diodes met lage VF en lage IR kan het stroomverbruik verminderen en de levensduur van de batterij verlengen. Schottky -diodes verpakt in kleine SMD kunnen bijvoorbeeld voldoen aan de behoeften van draagbare apparaten, en hun lage voorwaartse spanningsdaling kan het energieverlies tijdens het opladen verminderen en oplaadefficiëntie verbeteren; Lage omgekeerde lekstroom kan het standby -stroomverbruik verminderen en de levensduur van de batterij verlengen.
(2) fotovoltaïsche modules
In fotovoltaïsche modules worden diodes gebruikt om te voorkomen dat de stroom terug stroomt onder verschillende verlichtingsomstandigheden. Vanwege de omgeving met hoge temperatuur waarmee fotovoltaïsche systemen vaak worden blootgesteld, moeten modellen met goede warmteafvoerprestaties en lage omgekeerde lekstroom worden geselecteerd. Het kiezen van DPAK -verpakte diodes kan bijvoorbeeld zorgen voor hun stabiele werking in de temperatuuromgevingen met hoge -, terwijl een lage omgekeerde lekstroom het energieverlies kan verminderen en de efficiëntie van de stroomopwekking van fotovoltaïsche systemen kan verbeteren.
(3) Batterijbeheersysteem voor nieuw energievoertuig
Het batterijbeheersysteem van nieuwe energievoertuigen heeft hoge prestatievereisten voor diodes. Het is noodzakelijk om diodes te kiezen met hoge spanningsweerstand, hoge stroomvermogen en goede warmtedissipatieprestaties om te voldoen aan de hoge stroomlaad- en lozingsbehoeften van het batterij. Diodes verpakt in tot 220 kunnen bijvoorbeeld hoge stromen weerstaan ​​en goede warmtedissipatieprestaties hebben, waardoor de stabiele werking van batterijbeheersystemen onder complexe werkomstandigheden wordt gewaarborgd.
5, selectieproces en voorzorgsmaatregelen
(1) Selectieproces
Verduidelijk de specifieke vereisten van het batterijbeheersysteem, inclusief parameters zoals bedieningsspanning, stroom en stroom.
Bepaal het belangrijkste parameterbereik van de diode volgens de vereisten, zoals voorwaartse spanning, omgekeerde lekstroom, bestand tegen spanning, stroomcapaciteit, enz.
Overweeg het verpakkingsformulier en de installatiemethode en kies het juiste verpakkingstype.
Raadpleeg de producthandleiding en de prestatiecurve van de diode om de prestaties onder verschillende bedrijfsomstandigheden te evalueren.
Voer monstertesten en validatie uit om ervoor te zorgen dat de diode voldoet aan de ontwerpvereisten van het batterijbeheersysteem.
(2) Voorzorgsmaatregelen
Concentreer je niet alleen op één parameter van de diode, maar overweeg de wederzijdse invloed tussen verschillende parameters volledig. Bij het kiezen van een diode met een lage voorwaartse spanningsdaling moet bijvoorbeeld worden besteed aan de vraag of de omgekeerde lekstroom binnen een acceptabel bereik ligt.
Rekening houdend met de lange - term stabiliteit en betrouwbaarheid van diodes, kies goed - bekende merken en rigoureus geteste producten.
Bij het ontwerpen van circuits moeten geschikte warmtedissipatieomstandigheden worden verstrekt voor diodes om hun normale werking in hoge - temperatuuromgevingen te waarborgen.
https://www.trrsemicon.com/diode/Smd{{2}Ildiode/SS18-SMA.html