تصميم دائرة نظام إدارة البطارية (BMS) باستخدام ريليهات الأوبتو-موسفيت
كتبها رايان هسو
ثلاث وظائف رئيسية في نظام إدارة البطارية الذي يستخدم مرحلات Opto-MOSFET:
كشف العزل عالي الجهد
المفاتيح الصورية ذات الجهد العالي للموسفيت ضرورية للكشف عن العزل في نظام إدارة البطارية (BMS) لأنها يمكن أن توفر العزل الكهربائي بين حزمة البطارية ودوائر القياس، مما يضمن قياسات دقيقة ويمنع الأخطاء الكهربائية الخطيرة المحتملة.
عند قياس مقاومة العزل لحزمة البطارية، من الضروري التأكد من عزل دوائر القياس عن حزمة البطارية لتجنب إدخال أي تسرب تيارات إضافية قد تؤثر على دقة القياس أو تسبب مخاطر أمان. تعتبر الريليهات ذات الموسفيت الضوئي عالية الجهد مثالية لهذا التطبيق لأنها توفر عزلاً كهربائيًا كاملاً بين حزمة البطارية ودوائر القياس دون أي اتصال مادي.
تعمل ريليهات MOSFET الصورية عن طريق استخدام LED لتوليد إشارة ضوء تقوم بتشغيل وإيقاف MOSFET ، مما يسمح بتدفق التيار أو منعه من التدفق. يوفر هذا العملية مستوى عالٍ من العزل الكهربائي ولديها أيضًا ميزة الكون أسرع وأكثر موثوقية من الريليهات الميكانيكية التقليدية.
بالإضافة إلى ذلك، تتمتع الريليهات الفوتوموسفيت ذات الجهد العالي بقدرة على التعامل مع الجهد العالي والتيارات العالية، مما يجعلها مناسبة تمامًا للاستخدام في تطبيقات نظام إدارة البطارية حيث يمكن أن يعمل حزمة البطارية بجهد عالٍ. كما أنها صغيرة الحجم ويمكن دمجها بسهولة في تصميم نظام إدارة البطارية، مما يساعد في تبسيط النظام العام وتقليل عدد المكونات.
بشكل عام، تعتبر الريليهات الفوتوموسفيت ذات الجهد العالي مكونًا هامًا في نظام كشف العزل في نظام إدارة البطارية، مما يساعد في ضمان عمل آمن ودقيق لحزمة البطارية.
تعتبر Bright Toward الأولى في الصناعة التي تطبق السيليكون كاربيد على مفاتيح الصورة MOSFET لتحقيق جهد تحميل عالي، مع جهود تحميل تصل إلى 1800 فولت و 3300 فولت و 6600 فولت. بالإضافة إلى ذلك، فإن مفاتيح القصدير عالية الجهد من سلسلة SIL والتي يصل جهدها التحميلي إلى 2000 فولت شائعة أيضًا في دوائر الكشف عن العزل والوحدات.
- مرحلة SIL عالية الجهد 1000V/2.5A
- مرحلة 40 سلسلة Opto-MOSFET 1500V/45mA
- مرحلة 58 سلسلة SiC Opto-MOSFET 1800V/ 30mA
قياس الجهد
يمكن استخدام ريليات MOSFET الصورية في قياس الجهد في نظام إدارة البطارية من خلال توفير حلاً لتبديل منخفض المقاومة في حالة التوصيل ومرتفع المقاومة في حالة الفصل لدوائر قياس الجهد. يمكن استخدام هذه الريليات لعزل أو توصيل دوائر الكشف عن الجهد في نظام إدارة البطارية ويمكن التحكم فيها بواسطة المتحكم الميكروية أو دوائر التحكم الأخرى.
في قياس جهد نظام إدارة البطارية (BMS)، من الضروري أن يكون لدينا استشعار جهد دقيق وموثوق لضمان توازن الخلايا البطارية بشكل صحيح وحمايتها من الشحن الزائد أو التفريغ الزائد. يمكن للمفاتيح الصورية MOSFET توفير الكشف عن الجهد الدقيق مع مقاومة الإدخال العالية وتسرب تيار منخفض، مما يمكن أن يقلل من تأثير قراءات جهد خلية البطارية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تساعد الريليهات بتقنية MOSFET الصورية في تحسين دقة كشف الجهد عن طريق تقليل الضوضاء وتداخل الإشارة التي يمكن أن تسببها أنواع أخرى من الريليهات مثل الريليهات الميكانيكية.
بشكل عام، تعتبر ريليهات موسفيت الصورية مهمة لقياس جهد نظام إدارة البطارية لأنها توفر حلاً موثوقًا ودقيقًا للكشف عن الجهد بتكلفة طاقة منخفضة وعزل عالي وضوضاء منخفضة. يمكن أن يساعد ذلك في ضمان تشغيل الخلايا البطارية بأمان وكفاءة وتمديد عمر البطارية.
تعتبر المرحلات الضوئية MOSFET التالية شائعة في قياس جهد نظام إدارة البطارية (BMS).
- 30 سلسلة ريلاي Opto-MOSFET 400V/100mA
- 38 سلسلة ريلاي Opto-MOSFET 600V/70mA
- مرحلة 34 سلسلة Opto-MOSFET 200V/ 180mA
توازن البطارية
توازن البطارية هو عملية ضمان شحن وتفريغ الخلايا الفردية أو الوحدات ضمن حزمة البطارية بشكل متساوٍ، لتعظيم الأداء والسعة وعمر البطارية. في نظام إدارة البطارية (BMS)، يتم تحقيق توازن البطارية عن طريق نقل الشحنة من الخلايا أو الوحدات ذات الجهد الأعلى إلى الخلايا أو الوحدات ذات الجهد الأقل، أو عن طريق تقييد الشحنة للخلايا أو الوحدات ذات الجهد الأعلى.
المراحل الصورية للمفاتيح MOSFET مهمة في دوائر توازن البطارية لأنها توفر مستوى عالٍ من الدقة والكفاءة في التحكم في نقل الشحنة بين الخلايا أو الوحدات. على عكس المفاتيح الميكانيكية التقليدية التي قد تكون لديها مقاومة الاتصال وموثوقية محدودة، تستخدم المفاتيح MOSFET الصورية إشارات الضوء للتبديل تشغيلًا وإيقافًا، مما يوفر التحكم الدقيق وعدم وجود اتصال مادي.
صمامات MOSFET الصورية مفيدة أيضًا في توازن البطارية لأنها يمكنها التعامل مع مستويات عالية من الجهد والتيار، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في حزم البطاريات ذات السعة العالية. يمكنها أيضًا العمل بسرعة وموثوقية، مما يسمح بتوازن فعال ودقيق لخلايا البطارية أو الوحدات.
في دائرة توازن البطارية النموذجية، يتم استخدام ريليهات MOSFET الضوئية لربط خلايا البطارية أو الوحدات بدائرة التوازن، التي تراقب مستويات الجهد والتيار لكل خلية أو وحدة وتتحكم في تدفق الشحنة بينها. يمكن لريليهات MOSFET الضوئية تبديل الخلايا أو الوحدات بين حالة الشحن وحالة التفريغ، أو يمكنها تحديد تيار الشحن لمنع الشحن الزائد.
بشكل عام، تعتبر ريليهات MOSFET الصورية مهمة في دوائر توازن البطارية في نظام إدارة البطارية لأنها توفر التحكم الدقيق والموثوق والفعال في نقل الشحنة بين خلايا البطارية أو الوحدات. وهذا يساعد في ضمان أن حزمة البطارية تعمل بأقصى أداء وكفاءة، مع زيادة عمر حزمة البطارية أيضًا.
تعتبر المرحلات الضوئية MOSFET التالية شائعة في توازن بطاريات BMS.
- 42 سلسلة ريلاي Opto-MOSFET 60V/7A
- 28 سلسلة ريلاي Opto-MOSFET 40V/4.5A
- 45 سلسلة ريلاي Opto-MOSFET 60V/200mA
- كشف العزل العاليقياس الجهدتوازن البطارية
مرحلة SIL عالية الجهد 1000V/2.5A
يمكن لهذه المرحلة عالية الجهد من النوع 1 Form A تحمل جهد يصل إلى 4000V وتيار يصل إلى 2.5 أمبير.
مرحلة 40 سلسلة Opto-MOSFET 1500V/45mA
جهد الحمل 1500V، تيار الحمل 45mA، مرحل الحالة الصلبة SMD-6 هو مرحل شبه موصل صغير عالي الجهد.
مرحلة 58 سلسلة SiC Opto-MOSFET 1800V/ 30mA
مرحلة الحالة الصلبة SiC MOSFET لدينا، باستخدام حزمة SMD6-5 (6.4mm*8.8mm)، تدعم جهد الحمل يصل إلى 1800V بينما تحمل تيار 30mA.
