Principi zaštitnog predela automobilske baterije

—— Objasnjena tehnologija zaštite od obrnutog polaranja

1. Šta je zaštita od obrnutog polaranja?

Zaštita od obrnutog polaranosa (RPP) se koristi kako bi se sprečio šteta sistemima kada je baterija povezana u obrnutom smeru. Često se nalazi u automobilskim elektroenergetskim sistemima, Sistemima upravljanja baterijama (BMS), i različitim modulima sa niskonaponskim DC ulazima.
Postoji tri osnovna tipa kola zaštitnih od obrnutog polaranosa:
- Serijski standardni/Schottky diod
- High-side P-kanal MOSFET
- High-side N-kanal MOSFET

2. Osnovne Rešenje za Zaštitu od Inverzne Polaritete

2.1 Metoda Serijskog Dijoda

Osnovni princip: Standardna ili Schottky dijod je postavljena u seriji sa pozitivnim strujnim vodom i provodi samo kada je polaritet tačan.

Tehnička Poređenja:

Primena: Aplikacije sa niskim potrošnjom ili osjetljivima na cijene.

2.2 P-kanal MOSFET rešenje (Preporučeno)

Struktura kruga: P-kanalni MOSFET u poboljšanju je postavljen u seriju sa pozitivnom strujskom linijom, često uz Zenner diod za zaštitu vrata.
Принцип рада:
- Kada je ispravno spojeno, telovna dioda MOSFET-a provodi, a terminal Izvor prima baterijsko napajanje.
- Vrata su na 0V, što čini Vgs negativnim i uključuje MOSFET.
- Zenner dioda ograničava Vgs na njegovu nominalnu vrednost.

Kada su polaritet obrnut: Telovna dioda je obrnuto polarizovana, MOSFET je isključen, krug je prekinut i sistem je zaštićen.

Prednosti: Veoma niska on-otpor, znatno niža gubitak snage u odnosu na diode. Ne treba vanjski driver.

Primena: Često se koristi u automobilskoj elektronici, ECU-ovima i BMS početnim delovima.

2.3 N-kanal MOSFET rešenje (Visoka performansa)

Karakteristike:
- Niži Rds(on) od P-kanala, pogodan za sisteme sa visokim strujama.
- Vrata zahtevaju napajanje pompe ili boost drajvera da bi se povećao Vgs iznad Izvora.
Pri obrnutom spoju: Telo dioda je obrnuto polarizovano, vođenje praga je isključeno, a MOSFET ostaje ugasen.
Primena: Idealno za sisteme visoke efikasnosti kao što su napredni kontroleri EV-a.

2.4 Rešenja zasnovana na kontroleru: RPP u odnosu na idealne diode kontrolere

3. Dinamički vs statički obrnuti polaritet

Statički obrnuti polaritet: Dugo trajanje obrnutog spoja, zahteva stabilnu zaštitu.
Dinamično obrtanje polariteta: Privremeno obrnuto spojivanje, na primer kratkotrajno pogrešno ukrcavanje, zahteva brzu reakciju.

4. Zaštita mehaničkog releja (Dopunski)

Prednosti:
- Može da izdrži visoke talase struje sa minimalnim padom napona.
- Omogućava potpuno prekidanje kruga kada je otvoreno.
Nedostaci:
- Velika veličina, ograničeni životni vek.
- Sporo reagovanje, neodgovarajuće za česte prebacivanja.

5. Sažetak i vodič za izbor