Bagaimanakah diod menghalang aliran balik semasa apabila modul bateri disambungkan selari?

一, mekanisme pencetus dan bahaya aliran balik semasa
1
Inti dari aliran balik semasa adalah aliran tenaga terbalik, dan keadaan pencetus terasnya ialah voltan terminal beban (v_load) lebih tinggi daripada voltan terminal bekalan kuasa (V_Supply). Dalam sistem selari bateri, senario biasa termasuk:

Ketidakseimbangan voltan antara pek bateri: Apabila pek bateri mengalami peningkatan voltan disebabkan oleh perbezaan dalam SOC (baki caj) atau rintangan dalaman yang tidak konsisten, ia boleh membalikkan caj ke pek bateri voltan - yang lain.
Mutasi beban: Daya elektromotif terbalik yang dijana apabila beban induktif seperti motor dan induktor dikuasakan boleh mengalir kembali ke pek bateri melalui laluan selari.
Switching kuasa sementara: Apabila beralih antara sumber kuasa dua (seperti sesalur dan bateri sandaran), jika voltan sumber kuasa sandaran meningkat lebih cepat daripada sumber kuasa utama, ia boleh menyebabkan aliran balik ringkas.
2. Analisis bahaya
Bahaya aliran balik semasa secara langsung berkaitan dengan tahap kuasa sistem:

Voltan rendah dan rendah - senario kuasa (seperti elektronik pengguna): arus aliran balik boleh menembusi IC pengecasan, menyebabkan peranti gagal mengecas atau membakar.
Voltan tinggi dan tinggi - senario kuasa (seperti bekalan kuasa perindustrian): arus aliran balik boleh menghasilkan peredaran yang berlebihan di dalam bateri, mempercepatkan penuaan bateri, dan juga menyebabkan pelarian terma.
Peralatan sampingan grid (seperti inverter fotovoltaik): arus aliran balik boleh menyebabkan turun naik voltan dalam grid, mempengaruhi operasi peralatan lain, dan juga mencetuskan perlindungan grid.
2, Prinsip Teknikal dan Pemilihan Titik Diode Anti Backflow
1. Kekonduksian Unidirectional: Membina Halangan Perlindungan Asas
Ciri teras diod terletak pada kekonduksian unidirectional simpang PNnya, yang hanya membolehkan arus mengalir dari anod (a) ke katod (k), dengan potongan terbalik. Dalam sistem selari bateri, diod menghalang aliran balik melalui mekanisme berikut:

Pengaliran ke hadapan: Apabila voltan pek bateri lebih tinggi daripada voltan terminal beban, diod menjalankan untuk membekalkan kuasa ke beban.
Cutoff Reverse: Apabila voltan pada akhir beban meningkat disebabkan oleh kesalahan atau penukaran sementara, diod secara automatik memotong, menyekat laluan semasa terbalik.
2. Pemilihan parameter utama
Mengikut keperluan voltan, semasa, dan kecekapan sistem selari bateri, pemilihan diod harus memberi tumpuan kepada parameter berikut:

Penurunan voltan positif (V_F): secara langsung mempengaruhi kecekapan sistem. Diod biasa mempunyai V_F kira-kira 0.6-0.8V, manakala diod Schottky dapat mengurangkannya kepada 0.2-0.4V. Sebagai contoh, dalam sistem penyimpanan tenaga 48V, menggunakan diod Schottky (seperti MBR1045CT) dapat mengurangkan kerugian pengaliran sebanyak lebih daripada 60%.
Masa pemulihan terbalik (TRR): Dalam senario penukaran frekuensi tinggi -, TRR harus kurang daripada 10Ns untuk mengelakkan kehilangan kerugian. TRR diod pemulihan cepat (seperti FR107) adalah kira -kira 50Ns, manakala diod Schottky mempunyai masa pemulihan sifar sifar.
Arus Rated (I2): Ia harus lebih besar daripada 1.5 kali arus operasi maksimum sistem. Sebagai contoh, dalam sistem selari 100A, diod dengan I2 lebih besar daripada atau sama dengan 150A (seperti SS34) harus dipilih.
Kapasiti Pembawa Semasa Surge (I2FSM): Ia perlu menampung arus tinggi sementara semasa permulaan sistem atau kegagalan. Sebagai contoh, dalam BMS CAR, adalah perlu untuk memilih diod dengan I2 FSM lebih besar daripada atau sama dengan 300A untuk mengatasi perubahan beban secara tiba -tiba.
3, senario aplikasi biasa dan amalan kejuruteraan
1. Perlindungan selari pek bateri kenderaan elektrik
Dalam modul bateri Tesla 4680, diod dan MOSFET bekerjasama untuk mencapai aliran balik anti dan kawalan seimbang:

Reka bentuk aliran balik anti: diod Schottky (seperti CBRD1045-40) disambungkan secara siri pada hujung output setiap kumpulan sel bateri, dengan voltan bertahan 40V yang meliputi keperluan sistem 12V/24V. Apabila voltan kumpulan sel bateri tertentu meningkat secara tidak normal, diod yang sama akan dimatikan untuk mengelakkan pengecasan terbalik.
Kawalan seimbang: Pengimbangan pasif dicapai dengan menghubungkan diod isyarat kecil (seperti BAS70-04) selari dengan perintang mengimbangi. Apabila voltan sel bateri tertentu terlalu tinggi, diod litar mengimbangi menjalankan, membentuk arus pintasan untuk mengelakkan overcharging.
2. Sambungan selari pelbagai pek bateri dalam sistem penyimpanan tenaga fotovoltaik
Dalam penyongsang fotovoltaik kuasa sunac, array diod menyedari penukaran pintar pelbagai pek bateri:

Kawalan Keutamaan: Menggunakan Kembali - ke - Back MOS Tubes and Diodes untuk mencapai penukaran automatik antara pek bateri utama (seperti bateri lithium) dan pek bateri sandaran (seperti LEAD - bateri asid). Apabila voltan pek bateri utama berada di bawah ambang, pek bateri sandaran secara automatik disambungkan melalui diod untuk mengelakkan aliran balik.
Pengoptimuman EMI: Rangkaian Penyerapan RC Selari (seperti R =10 Ω, C =100 NF), surrehkan bunyi bising dengan 40dB untuk memenuhi standard IEC 61000-4-5.
3. Sistem UPS Data UPS Anti Backflow
Di Huawei Data Center UPS, pengawal diod yang ideal (seperti LM66100DCK) mencapai kejatuhan voltan sifar dan pencegahan aliran balik:

Prinsip Kerja: Mensimulasikan "Diod Ideal" melalui transistor PMOS dalaman, penurunan voltan semasa pengaliran ke hadapan hanya beberapa milliohms, dan ia dengan cepat dimatikan semasa pengaliran terbalik (masa tindak balas<10 μ s).
Logik Perlindungan: Apabila kuasa utama dipotong, pengawal secara automatik mengesan penurunan voltan dan memotong laluan arus terbalik dalam 10 μ s untuk mengelakkan tenaga bateri dari mengalir kembali ke hujung utama.