گاڑی کے بیٹری فرنٹ اینڈ حفاظت کے اصول

اٹوموبائل فرنٹ اینڈ ایپلیکیشنز کے لئے متعدد ریورس پولارٹی پروٹیکشن حلقے کا جائزہ لیں، جس میں شوٹکی ڈائیوڈز، P-/N-چینل ماسفیٹس، اور کنٹرولر بیسڈ حل شامل ہیں۔ BMS، اٹوموبائل ایچیویوز، اور EV پاور ماڈیوز کے لئے ایدیل ہے، جس میں نیچے طاقت کی زیادتی اور دینامک اور سٹیٹک ریورس پروٹیکشن کی ضرورت کے لئے تیز رسپانس موجود ہے۔

—— واپسی قطبیت حفاظت ٹیکنالوجی کا توضیح

1. واپسی قطبیت حفاظت کیا ہے؟

واپسی قطبیت حفاظت (RPP) کو اس وقت سسٹم کے نقصان سے روکنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے جب بیٹری غلط طریقے سے جڑی ہو۔ یہ عام طور پر خود رانی بجلی کے سسٹم، بیٹری مینجمنٹ سسٹمز (BMS)، اور مختلف کم ولٹیج ڈی سی ان پٹ ماڈیولز میں مل سکتا ہے۔
واپسی قطبیت حفاظت کے تین بنیادی درجے ہیں:
- سلسلہ معیاری / شوٹکی ڈائیڈ
- اعلی پہر P-چینل ماسفیٹ
- اعلی پہر N-چینل ماسفیٹ

2. مiddstream واپسی قطبیت حفاظت کے حل

2.1 ڈائیڈ سلسلہ طریقہ

بنیادی اصول: ایک معیاری یا شوٹکی دیود کو مثبت پاور ریل کے ساتھ سلسلہ میں رکھا جاتا ہے اور صرف تب حملہ کرتا ہے جب قطبیت صحیح ہو۔

ٹیکنیکل مقابلہ:

قسم	فورورڈ ولٹج ڈراپ (V)	فوائد	ناقصیتیں
معیاری دیود	0.7 ~ 1.0	آسان، کم لاگت	زیادہ ولٹیج ڈروپ، زیادہ طاقت کا نقصان
شاتکی ڈائیوڈ	0.2 ~ 0.5	کم ولٹیج ڈروپ، زیادہ کارآمدی	زیادہ ریکوئریج جریان

استعمال: کم توان یا لاگت سے متعلق صلاحیتوں کے لیے۔

2.2 P-چینل MOSFET حل (مسوّی)

سیرکٹ کی ترتیب: ایک P-چینل Enhancement MOSFET کو مثبت پاور ریل کے ساتھ سلسلہ میں رکھا جاتا ہے، اکثر گیٹ کو حفاظت دینے کے لیے زینر ڈائیوڈ کے ساتھ۔
کام کرنے کا اصول:
- جب درست طور پر جڑا ہوتا ہے تو، MOSFET کا بডی ڈائیوڈ جریان کرنے لگتا ہے، اور Source Terminal کو بیٹری کا ولٹیج ملتا ہے۔
- گیٹ 0V پر ہے، جو Vgs کو منفی بناتا ہے اور MOSFET کو چلنا شروع کرتا ہے۔
- زینر ڈائیوڈ Vgs کو اس کی معیاری ولٹیج تک محدود کرتا ہے۔

جب واپسی میں ہوتا ہے: بডی ڈائیوڈ واپسی بایاس میں ہوتا ہے، MOSFET بند ہوتا ہے، سرکٹ توڑ گیا ہے اور نظام حفاظت میں ہے۔

فائدے: بہت کم آن-موبارک، ڈائیوڈز کیADEDs کی طرح بہت کم قوت کا زیادہ نقصان نہیں ہوتا۔ کوئی باہری ڈرائیور ضروری نہیں۔

استعمال: کار خودروں کی الیکٹرانکس، ECUs، اور BMS فرنٹ اینڈز میں عام طور پر استعمال ہوتا ہے۔

2.3 N-چینل ماسفیٹ سولوشن (بالکل کارکردگی)

خصوصیات:
- P-چینل سے نیچے Rds(on)، زیادہ جریان نظاموں کے لئے مناسب ہے۔
- گیٹ کو چارج پمپ یا بوست ڈرائیور کی ضرورت ہے تاکہ Vgs کو سورس سے زیادہ کر دیا جا سکے۔
معکوس جڑواں میں: بডی دایوڈ معکوس باس کیا گیا ہے، گیٹ ڈرائیور غیر فعال ہے، اور ماسفیٹ خاموش رہتا ہے۔
استعمال: عالی کارکردگی کے نظاموں کے لئے ایدیل جیسے متعارف EV کنٹرولرز میں۔

2.4 کنٹرولر بیسڈ حل: RPP vs آئیڈیل ڈائیوڈ کنٹرولرز

کنٹرولر کا قسم	خصوصیات	واپسی جریان روکنا
RPP کنٹرولر	N-چینل ماسفیٹ کے ساتھ کام کرتا ہے، صرف واپسی قطبیت کی حفاظت فراہم کرتا ہے	نہیں
آئیڈیل ڈائیوڈ کنٹرولر	مقلوب قطبیت + مقلوب جریان کے خلاف حفاظت فراہم کرتا ہے	ہاں

3. ڈاینامک وساتیک مقلوب قطبیت کے مقابلے

ساتیک مقلوب قطبیت: طویل مدت تک مقلوب جوڑ، مستقیم حفاظت کی ضرورت ہوتی ہے۔
ڈاینامک مقلوب قطبیت: موقت مقلوب جوڑ، مثلاً لمحے کے لئے غلط جوڑ، تیز رسپانس کی ضرورت ہوتی ہے۔

4. میکینیکل ریلے حفاظت (ملحودہ)

فائدے:
- بہت زیادہ سرج کر런ٹ کے خلاف مزاحمت کر سکتا ہے جبکہ ولٹیج ڈروپ مینیم姆 ہوتا ہے۔
- اوپن ہونے پر پوری طرح سے سرکٹ بریک فراہم کرتا ہے۔
نقصانات:
- بڑی سائز، محدود زندگی۔
- آہستہ ریسپانس، مکرر سوئچنگ کے لئے مناسب نہیں۔

5. خلاصہ اور منتخب کرنے کا مرشہ

حل فراہم کرنے کی قسم	بلحاق کھلاں	لگام	جواب دینے کی تندی	موجودہ صلاحیت	موصولہ استعمال
معیاری / شوٹکی ڈائیوڈ	متوسط سے زیادہ	کم	تیز	نیچے سے درمیان	سادہ مدار، کم توانائی کے نظام
P-چینل MOSFET	کم	درمیانی	تیز	متوسط سے زیادہ	عمومی خودرو قوت، BMS حفاظت
N-چینل MOSFET	بہت کم	درمیانی	تیز	اونچا	بالکل پاور مینیجمنٹ، ایو کنٹرول ماڈیوز
کنٹرولر بیسڈ	کم	متوسط سے زیادہ	تیز	متوسط سے زیادہ	پرائسیشن ایپلیکیشنز، صنعتی کنٹرول
ریلے	بہت کم	درمیانی	سست	بہت زیادہ	فیزیکل الگانگ، ہائی کریئنٹ situationز