Jelajahi pelbagai litar perlindungan polariti songsang untuk aplikasi front-end kendaraan, termasuk diod Schottky, MOSFET saluran P-/N, dan penyelesaian berbaskan pengawal. Sesuai untuk BMS, ECU kendaraan, dan modul kuasa EV dengan kehilangan kuasa rendah dan respons pantas untuk keperluan perlindungan songsang statik dan dinamik.
—— Teknologi Penjagaan Polari Terbalik Dijelaskan
1. Apakah Penjagaan Polari Terbalik?
Perlindungan Polarity Songsang (RPP) digunakan untuk mengelakkan kerosakan kepada sistem apabila bateri disambung secara songsang. Ia biasanya ditemui dalam sistem kuasa kereta, Sistem Pengurusan Bateri (BMS), dan pelbagai modul input DC voltan rendah.
Terdapat tiga jenis asas litar perlindungan polarity songsang:
- Diod piawai/Schottky siri
- MOSFET saluran P sisi atas
- MOSFET saluran N sisi atas
2. Penyelesaian Perlindungan Polarity Terbalik Utama
2.1 Kaedah Siri Diode
Prinsip asas: Satu diod piawai atau Schottky ditempatkan dalam siri dengan trek kuasa positif dan hanya mengalir apabila polariti adalah betul.
Perbandingan Teknikal:
TAIP |
Beza Voltan Depan (V) |
Kelebihan |
Kelemahan |
Diod Piawai |
0.7 ~ 1.0 |
Ringkas, kos rendah |
Kerosakan voltan tinggi, kehilangan kuasa tinggi |
Diod Schottky |
0.2 ~ 0.5 |
Penurunan voltan rendah, kecekapan tinggi |
Arus kebocoran lebih tinggi |
Penggunaan: Aplikasi kuasa rendah atau aplikasi peka kos.
2.2 Penyelesaian MOSFET Saluran-P (Dianjurkan)
Struktur Litar: Suatu MOSFET saluran P ditempatkan secara siri dengan rail kuasa positif, biasanya dengan diod Zener untuk melindungi get.
Prinsip kerja:
- Apabila disambungkan dengan betul, diod badan MOSFET akan mengalirkan arus, dan terminal Sumber menerima voltan bateri.
- Get berada pada 0V, menjadikan Vgs negatif, dan menyala MOSFET.
- Diod Zener membatas Vgs kepada voltan terukurnya.
Apabila terbalik: Diod badan adalah terbias balik, MOSFET mati, litar putus, dan sistem dilindungi.
Kelebihan: Rintangan on sangat rendah, kehilangan daya jauh lebih rendah berbanding dioda. Tiada pendorong luaran diperlukan.
Aplikasi: Biasanya digunakan dalam elektronik kenderaan, ECU, dan bahagian hadapan BMS.
penyelesaian MOSFET Saluran-N 2.3 (Kefahaman Tinggi)
Ciri-ciri:
- Rds(on) lebih rendah berbanding saluran-P, sesuai untuk sistem arus tinggi.
- Gerbang memerlukan pom cas atau pendorong boost untuk meningkatkan Vgs di atas Sumber.
Dalam sambungan songsang: Dioda badan adalah terbias songsang, pendorong get adalah dilumpuhkan, dan MOSFET kekal mati.
Aplikasi: Sesuai untuk sistem kecekapan tinggi seperti pengawal EV canggih.
penyelesaian Berasaskan Pengawal 2.4: RPP vs Pengawal Dioda Ideal
Jenis Pengawal |
Ciri-ciri |
Pemblokiran Arus Songsang |
Pengawal RPP |
Berfungsi dengan MOSFET N-channel, hanya menyediakan perlindungan terhadap polariti songsang |
Tidak |
Pengawal Diod Ideal |
Menyediakan perlindungan terhadap polariti songsang + blok arus songsang |
Ya |
3. Dinamik vs Statis Polariti Songsang
Polariti Songsang Statis: Sambungan songsang jangka panjang, memerlukan perlindungan yang stabil.
Kepolaran Songsang Dinamik: Sambungan songsang sementara, contohnya penyambungan salah sementara, memerlukan tanggapan pantas.
4. Penjagaan Relay Mekanikal (Suplementari)
Kelebihan:
- Dapat menahan arus lonjakan tinggi dengan penurunan voltan minimum.
- Menyediakan pemutusan litar sepenuhnya apabila terbuka.
Kelemahan:
- Saiz besar, hayat terhad.
- Tindak balas perlahan, tidak sesuai untuk pengecaman kerap.
5. Ringkasan dan Panduan Pemilihan
Jenis Penyelesaian |
Kehabisan kuasa |
Kos |
Kelajuan respon |
Kapasiti Semasa |
Aplikasi yang Dianjurkan |
Diode Piawai/Schottky |
Sederhana hingga tinggi |
Rendah |
Pantas |
Rendah hingga Sederhana |
Litar ringkas, sistem kuasa rendah |
P-kanal mosfet |
Rendah |
Sederhana |
Pantas |
Sederhana hingga tinggi |
Kuasa kereta moden, pelindung BMS |
Mosfet saluran n |
Sangat Rendah |
Sederhana |
Pantas |
Tinggi |
Pengurusan kuasa tinggi, modul kawalan EV |
Berdasarkan pengawal |
Rendah |
Sederhana hingga tinggi |
Pantas |
Sederhana hingga tinggi |
Aplikasi ketepatan, kawalan perindustrian |
Relay |
Sangat Rendah |
Sederhana |
Lambat |
Tinggi |
Isolasi fizikal, alam strim besar |