Prinsip Perlindungan Front-End Baterai Otomotif

—— Teknologi Proteksi Polaritas Terbalik Dijelaskan

1. Apa itu Proteksi Polaritas Terbalik?

Perlindungan Kebalikan Polaritas (RPP) digunakan untuk mencegah kerusakan pada sistem ketika baterai terhubung secara terbalik. Hal ini umum ditemukan pada sistem daya otomotif, Sistem Manajemen Baterai (BMS), dan berbagai modul input DC tegangan rendah.
Ada tiga jenis dasar rangkaian perlindungan kebalikan polaritas:
- Dioda seri standar/Schottky
- MOSFET saluran P sisi tinggi
- MOSFET saluran N sisi tinggi

2. Solusi Perlindungan Polaritas Terbalik Utama

2.1 Metode Deret Dioda

Prinsip dasar: Dioda standar atau Schottky ditempatkan dalam deret dengan rail daya positif dan hanya menghantarkan saat polaritas benar.

Perbandingan Teknis:

Aplikasi: Aplikasi berdaya rendah atau sensitif biaya.

2.2 Solusi MOSFET Saluran-P (Disarankan)

Struktur Sirkuit: MOSFET saluran P ditempatkan secara seri dengan rail daya positif, sering kali dengan dioda Zener untuk melindungi gerbang.
Prinsip kerja:
- Saat terhubung dengan benar, dioda tubuh MOSFET menghantarkan arus, dan terminal Sumber menerima tegangan baterai.
- Gerbang berada pada 0V, membuat Vgs negatif, sehingga MOSFET menyala.
- Dioda Zener membatasi Vgs ke tegangan terukurnya.

Saat terbalik: Dioda tubuh berada dalam bias balik, MOSFET mati, sirkuit terputus, dan sistem dilindungi.

Keuntungan: Resistansi on sangat rendah, kerugian daya jauh lebih kecil daripada dioda. Tidak memerlukan penggerak eksternal.

Aplikasi: Umumnya digunakan dalam elektronik otomotif, ECU, dan bagian depan BMS.

2.3 Solusi MOSFET N-Channel (Kinerja Tinggi)

Fitur:
- Rds(on) lebih rendah daripada P-channel, cocok untuk sistem arus tinggi.
- Gerbang memerlukan pompa muatan atau penggerak boost untuk menaikkan Vgs di atas Sumber.
Dalam koneksi terbalik: Dioda tubuh berada dalam kondisi terbalik, penggerak gerbang dinonaktifkan, dan MOSFET tetap mati.
Aplikasi: Sangat cocok untuk sistem efisiensi tinggi seperti pengontrol EV canggih.

solusi Berbasis Kontroler 2.4: RPP vs Pengontrol Dioda Ideal

3. Dinamis vs Statis Polaritas Terbalik

Polaritas Terbalik Statis: Koneksi terbalik jangka panjang, membutuhkan perlindungan yang stabil.
Dinamika Reversal Polaritas: Koneksi terbalik sementara, misalnya colokan yang salah sebentar, memerlukan respons cepat.

4. Proteksi Relay Mekanis (Suplementer)

Keuntungan:
- Dapat menahan arus lonjakan tinggi dengan penurunan tegangan minimal.
- Menyediakan pemutusan rangkaian lengkap ketika terbuka.
Kerugian:
- Ukuran besar, umur pemakaian terbatas.
- Respon lambat, tidak cocok untuk pemutusan frekuensi tinggi.

5. Ringkasan dan Panduan Pemilihan