जब बैटरी मॉड्यूल समानांतर में जुड़े होते हैं तो डायोड करंट बैकफ़्लो को कैसे रोक सकते हैं?

一, ट्रिगरिंग तंत्र और वर्तमान बैकफ्लो के खतरे
1. ट्रिगर स्थितियाँ
वर्तमान बैकफ़्लो का सार ऊर्जा का रिवर्स प्रवाह है, और इसकी मुख्य ट्रिगरिंग स्थिति यह है कि लोड टर्मिनल वोल्टेज (V_load) बिजली आपूर्ति टर्मिनल वोल्टेज (V_supply) से अधिक है। बैटरी समानांतर प्रणाली में, विशिष्ट परिदृश्यों में शामिल हैं:

बैटरी पैक के बीच वोल्टेज असंतुलन: जब एक बैटरी पैक एसओसी (शेष चार्ज) या असंगत आंतरिक प्रतिरोध में अंतर के कारण वोल्टेज में वृद्धि का अनुभव करता है, तो यह चार्ज को अन्य कम वोल्टेज बैटरी पैक में रिवर्स कर सकता है।
लोड उत्परिवर्तन: मोटर और इंडक्टर्स जैसे प्रेरक भार बंद होने पर उत्पन्न रिवर्स इलेक्ट्रोमोटिव बल समानांतर पथों के माध्यम से बैटरी पैक में वापस प्रवाहित हो सकता है।
क्षणिक पावर स्विचिंग: दोहरे पावर स्रोतों (जैसे मुख्य और बैकअप बैटरी) के बीच स्विच करते समय, यदि बैकअप पावर स्रोत का वोल्टेज मुख्य पावर स्रोत की तुलना में तेजी से बढ़ता है, तो यह एक संक्षिप्त बैकफ्लो का कारण बन सकता है।
2. जोखिम विश्लेषण
वर्तमान बैकफ्लो के खतरे सीधे सिस्टम पावर स्तर से संबंधित हैं:

कम वोल्टेज और कम -पावर परिदृश्य (जैसे उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स): बैकफ़्लोइंग करंट चार्जिंग आईसी में प्रवेश कर सकता है, जिससे डिवाइस चार्ज करने में विफल हो सकता है या जल भी सकता है।
उच्च वोल्टेज और उच्च -पावर परिदृश्य (जैसे कि औद्योगिक बिजली आपूर्ति): बैकफ्लोइंग करंट बैटरी के अंदर अत्यधिक परिसंचरण उत्पन्न कर सकता है, बैटरी की उम्र बढ़ने में तेजी ला सकता है, और यहां तक ​​कि थर्मल रनवे का कारण भी बन सकता है।
ग्रिड साइड उपकरण (जैसे फोटोवोल्टिक इनवर्टर): बैकफ्लोइंग करंट ग्रिड में वोल्टेज में उतार-चढ़ाव का कारण बन सकता है, अन्य उपकरणों के संचालन को प्रभावित कर सकता है और यहां तक ​​कि ग्रिड सुरक्षा ट्रिपिंग को भी ट्रिगर कर सकता है।
2, डायोड एंटी बैकफ़्लो के तकनीकी सिद्धांत और चयन बिंदु
1. यूनिडायरेक्शनल चालकता: बुनियादी सुरक्षात्मक बाधाओं का निर्माण
डायोड की मुख्य विशेषता इसके पीएन जंक्शन की यूनिडायरेक्शनल चालकता में निहित है, जो रिवर्स कटऑफ के साथ केवल एनोड (ए) से कैथोड (के) तक प्रवाह की अनुमति देता है। बैटरी समानांतर प्रणाली में, डायोड निम्नलिखित तंत्र के माध्यम से बैकफ्लो को रोकते हैं:

आगे का संचालन: जब बैटरी पैक वोल्टेज लोड टर्मिनल वोल्टेज से अधिक होता है, तो डायोड लोड को बिजली की आपूर्ति करने के लिए संचालित होता है।
रिवर्स कटऑफ: जब किसी गलती या क्षणिक स्विचिंग के कारण लोड छोर पर वोल्टेज बढ़ जाता है, तो डायोड स्वचालित रूप से कटऑफ हो जाता है, जिससे रिवर्स करंट पथ अवरुद्ध हो जाता है।
2. मुख्य पैरामीटर चयन
बैटरी समानांतर प्रणाली की वोल्टेज, करंट और दक्षता आवश्यकताओं के अनुसार, डायोड का चयन निम्नलिखित मापदंडों पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए:

सकारात्मक वोल्टेज ड्रॉप (V_F): सीधे सिस्टम दक्षता को प्रभावित करता है। साधारण डायोड का V_F लगभग 0.6-0.8V होता है, जबकि शोट्की डायोड इसे 0.2-0.4V तक कम कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, 48V ऊर्जा भंडारण प्रणाली में, शोट्की डायोड (जैसे MBR1045CT) का उपयोग करके चालन हानि को 60% से अधिक कम किया जा सकता है।
रिवर्स पुनर्प्राप्ति समय (Trr): उच्च आवृत्ति स्विचिंग परिदृश्यों में, स्विचिंग हानि से बचने के लिए Trr 10ns से कम होना चाहिए। तेज़ रिकवरी डायोड (जैसे कि FR107) का Trr लगभग 50ns है, जबकि शोट्की डायोड का रिवर्स रिकवरी समय लगभग शून्य है।
रेटेड करंट (I2): यह सिस्टम के अधिकतम ऑपरेटिंग करंट के 1.5 गुना से अधिक होना चाहिए। उदाहरण के लिए, 100A समानांतर प्रणाली में, 150A से अधिक या उसके बराबर I2 वाले डायोड (जैसे SS34) का चयन किया जाना चाहिए।
वर्तमान वहन क्षमता में वृद्धि (I2FSM): इसे सिस्टम स्टार्टअप या विफलता के दौरान क्षणिक उच्च धाराओं को कवर करने की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, कार बीएमएस में, अचानक लोड परिवर्तन से निपटने के लिए 300A से अधिक या उसके बराबर I2 FSM वाले डायोड का चयन करना आवश्यक है।
3, विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य और इंजीनियरिंग प्रथाएँ
1. इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी पैक की समानांतर सुरक्षा
टेस्ला 4680 बैटरी मॉड्यूल में, डायोड और एमओएसएफईटी एंटी बैकफ्लो और संतुलित नियंत्रण प्राप्त करने के लिए एक साथ काम करते हैं:

एंटी बैकफ़्लो डिज़ाइन: शोट्की डायोड (जैसे सीबीआरडी1045-40) प्रत्येक बैटरी सेल समूह के आउटपुट छोर पर श्रृंखला में जुड़े हुए हैं, जिसमें 40V वोल्टेज का सामना करना पड़ता है जो 12V/24V सिस्टम की आवश्यकताओं को कवर करता है। जब एक निश्चित बैटरी सेल समूह का वोल्टेज असामान्य रूप से बढ़ जाता है, तो रिवर्स चार्जिंग को रोकने के लिए संबंधित डायोड बंद हो जाएगा।
संतुलित नियंत्रण: छोटे सिग्नल डायोड (जैसे BAS70-04) को संतुलन प्रतिरोधों के समानांतर जोड़कर निष्क्रिय संतुलन प्राप्त किया जाता है। जब एक निश्चित बैटरी सेल का वोल्टेज बहुत अधिक होता है, तो बैलेंसिंग सर्किट डायोड संचालित होता है, जिससे ओवरचार्जिंग को रोकने के लिए बाईपास करंट बनता है।
2. फोटोवोल्टिक ऊर्जा भंडारण प्रणाली में एकाधिक बैटरी पैक का समानांतर कनेक्शन
सनैक पावर के फोटोवोल्टिक इन्वर्टर में, डायोड सरणी कई बैटरी पैक की बुद्धिमान स्विचिंग का एहसास कराती है:

प्राथमिकता नियंत्रण: मुख्य बैटरी पैक (जैसे लिथियम बैटरी) और बैकअप बैटरी पैक (जैसे लेड {{2%)एसिड बैटरी) के बीच स्वचालित स्विचिंग प्राप्त करने के लिए बैक से {{1} बैक तक एमओएस ट्यूब और डायोड का उपयोग करना। जब मुख्य बैटरी पैक का वोल्टेज सीमा से नीचे होता है, तो बैकफ्लो से बचने के लिए बैकअप बैटरी पैक स्वचालित रूप से डायोड के माध्यम से कनेक्ट हो जाता है।
ईएमआई अनुकूलन: समानांतर आरसी अवशोषण नेटवर्क (जैसे आर =10 Ω, सी =100 एनएफ), आईईसी 61000-4-5 मानक को पूरा करने के लिए स्विच शोर को 40 डीबी तक दबाएं।
3. डेटा सेंटर यूपीएस सिस्टम एंटी बैकफ्लो
हुआवेई डेटा सेंटर यूपीएस में, आदर्श डायोड नियंत्रक (जैसे कि LM66100DCK) शून्य वोल्टेज ड्रॉप और बैकफ़्लो रोकथाम प्राप्त करता है:

कार्य सिद्धांत: एक आंतरिक पीएमओएस ट्रांजिस्टर के माध्यम से एक "आदर्श डायोड" का अनुकरण करते हुए, आगे के संचालन के दौरान वोल्टेज ड्रॉप केवल कुछ मिलीमीटर है, और यह रिवर्स चालन (प्रतिक्रिया समय) के दौरान जल्दी से बंद हो जाता है<10 μ s).
सुरक्षा तर्क: जब मुख्य बिजली काट दी जाती है, तो नियंत्रक स्वचालित रूप से वोल्टेज ड्रॉप का पता लगाता है और बैटरी ऊर्जा को मुख्य छोर पर वापस प्रवाहित होने से रोकने के लिए 10 μs के भीतर रिवर्स वर्तमान पथ को काट देता है।