تصميم دائرة نظام إدارة البطارية (BMS) باستخدام مرحلات Opto-MOSFET

كتبها رايان هسو
ثلاث وظائف رئيسية في نظام إدارة البطارية الذي يستخدم مرحلات Opto-MOSFET:

كشف العزل عالي الجهد

تعد مرحلات MOSFET الضوئية عالية الجهد ضرورية للكشف عن العزل في نظام إدارة البطارية (BMS) لأنها يمكن أن توفر عزلًا كهربائيًا بين حزمة البطارية ودائرة القياس، مما يضمن قياسات دقيقة ويمنع الأعطال الكهربائية الخطيرة المحتملة.

عند قياس مقاومة العزل لحزمة البطارية، من الضروري التأكد من أن دائرة القياس معزولة عن حزمة البطارية لتجنب إدخال أي تيارات تسرب إضافية قد تؤثر على دقة القياس أو تخلق مخاطر تتعلق بالسلامة. تعتبر المرحلات الضوئية MOSFET عالية الجهد مثالية لهذا التطبيق لأنها توفر عزلًا كهربائيًا كاملاً بين حزمة البطارية ودائرة القياس دون أي اتصال مادي.

تعمل مرحلات MOSFET الضوئية عن طريق استخدام LED لتوليد إشارة ضوئية تقوم بتشغيل وإيقاف MOSFET، مما يسمح بتدفق التيار أو يمنعه من التدفق. توفر هذه العملية مستوى عالٍ من العزل الكهربائي ولها أيضًا ميزة كونها أسرع وأكثر موثوقية من المرحلات الميكانيكية التقليدية.

بالإضافة إلى ذلك، فإن مرحلات MOSFET الضوئية ذات الجهد العالي قادرة على التعامل مع الجهود العالية والتيارات، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في تطبيقات إدارة البطارية حيث قد تعمل حزمة البطارية عند جهد عالٍ. كما أنها مدمجة ويمكن دمجها بسهولة في تصميم نظام إدارة البطارية، مما يساعد على تبسيط النظام الكلي وتقليل عدد المكونات.

بشكل عام، تعتبر مرحلات MOSFET الضوئية عالية الجهد مكونًا مهمًا في نظام كشف العزل في نظام إدارة البطارية (BMS)، مما يساعد على ضمان التشغيل الآمن والدقيق لحزمة البطارية.

B.T هي الأولى في الصناعة التي تطبق كربيد السيليكون على مرحلات Photo MOSFET لتحقيق جهد تحميل عالي، مع جهود تحميل تصل إلى 1800 فولت، 3300 فولت، و6600 فولت. بالإضافة إلى ذلك، فإن مرحلات الشريط عالية الجهد من سلسلة SIL التي تصل جهد تحميلها إلى 2000 فولت تحظى أيضًا بشعبية في دوائر الكشف عن العزل والوحدات.

40 سلسلة ريلاي أوبتو-موسفيت 1500 فولت/45 مللي أمبير
58 سلسلة ريلاي أوبتو-موسفيت SiC 1800 فولت/ 30 مللي أمبير

قياس الجهد

يمكن استخدام مرحلات MOSFET الضوئية في قياس جهد نظام إدارة البطارية (BMS) من خلال توفير حل تبديل ذو مقاومة منخفضة عند التشغيل ومقاومة عالية عند الإيقاف لدارات قياس الجهد. يمكن استخدام هذه المرحلات لعزل أو توصيل دوائر استشعار الجهد في نظام إدارة البطارية ويمكن التحكم فيها بواسطة متحكم دقيق أو دوائر تحكم أخرى.

في قياس جهد نظام إدارة البطارية، من الضروري أن يكون هناك استشعار دقيق وموثوق للجهد لضمان توازن خلايا البطارية بشكل صحيح وحمايتها من الشحن الزائد أو التفريغ الزائد. يمكن أن توفر مرحلات MOSFET الضوئية استشعارًا دقيقًا للجهد مع مقاومة إدخال عالية وتيار تسرب منخفض، مما يمكن أن يقلل من تأثير قراءة جهد خلية البطارية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تساعد مرحلات MOSFET الضوئية في تحسين دقة استشعار الجهد من خلال تقليل الضوضاء والتداخل في الإشارة التي يمكن أن تقدمها أنواع المرحلات الأخرى، مثل المرحلات الميكانيكية.

بشكل عام، تعتبر مرحلات MOSFET الضوئية مهمة لقياس جهد نظام إدارة البطارية لأنها توفر حلاً موثوقًا ودقيقًا لاستشعار الجهد مع استهلاك منخفض للطاقة، وعزل عالي، وضوضاء منخفضة. يمكن أن يساعد ذلك في ضمان التشغيل الآمن والفعال لخلايا البطارية وإطالة 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
34 سلسلة ريلاي أوبتو-موسفيت 200 فولت/ 180 مللي أمبير

توازن البطارية

توازن البطارية هو عملية ضمان شحن وتفريغ الخلايا أو الوحدات الفردية داخل حزمة البطارية بشكل متساوٍ، لتعظيم الأداء والسعة وعمر البطارية. في نظام إدارة البطارية (BMS)، يتم تحقيق توازن البطارية من خلال نقل الشحن من الخلايا أو الوحدات ذات الجهد العالي إلى الخلايا أو الوحدات ذات الجهد المنخفض، أو من خلال تحديد الشحن للخلايا أو الوحدات ذات الجهد العالي.

تعتبر مرحلات MOSFET الضوئية مهمة في دوائر توازن البطارية لأنها توفر مستوى عالٍ من الدقة والكفاءة في التحكم في نقل الشحن بين الخلايا أو الوحدات. على عكس المرحلات الميكانيكية التقليدية، التي قد تحتوي على مقاومة تماس وموثوقية محدودة، تستخدم مرحلات MOSFET الضوئية إشارات ضوئية للتبديل بين التشغيل والإيقاف، مما يوفر تحكماً دقيقاً دون اتصال مادي.

تعتبر مرحلات MOSFET الضوئية مفيدة أيضًا في موازنة البطاريات لأنها قادرة على التعامل مع مستويات عالية من الجهد والتيار، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في حزم البطاريات عالية السعة. كما يمكنها العمل بسرعة وموثوقية، مما يسمح بموازنة فعالة ودقيقة لخلايا البطارية أو الوحدات.

في دائرة توازن البطارية النموذجية، تُستخدم مرحلات MOSFET الضوئية لربط خلايا البطارية أو الوحدات بدائرة التوازن، التي تراقب مستويات الجهد والتيار لكل خلية أو وحدة وتتحكم في تدفق الشحن بينها. يمكن لمرحلات MOSFET الضوئية تبديل الخلايا أو الوحدات بين حالة الشحن وحالة التفريغ، أو يمكنها تحديد تيار الشحن لمنع الشحن الزائد.

بشكل عام، تعتبر مرحلات MOSFET الضوئية مهمة في دوائر توازن البطارية في نظام إدارة البطارية (BMS) لأنها توفر تحكمًا دقيقًا وموثوقًا وفعالًا في نقل الشحن بين خلايا البطارية أو الوحدات. يساعد ذلك في ضمان عمل حزمة البطارية بأقصى أداء وكفاءة، مع إطالة عمر حزمة البطارية.

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 عالي الجهد: 40 سلسلة ريلاي أوبتو-موسفيت 1500 فولت/45 مللي أمبير
هذا جهد الحمل 1500 فولت، تيار الحمل 45 مللي أمبير، ريلاي الحالة الصلبة IC SMD-6 هو ريلاي شبه موصل صغير عالي الجهد.

58 سلسلة ريلاي أوبتو-موسفيت SiC 1800 فولت/ 30 مللي أمبير
ريلاي الحالة الصلبة MOSFET SiC لدينا، الذي يستخدم حزمة SMD6-5 (6.4 مم * 8.8 مم)، يدعم جهود الحمل تصل إلى 1800 فولت مع حمل تيار 30 مللي أمبير.
قياس الجهد: 30 سلسلة ريلاي Opto-MOSFET 400V/100mA
ريلاي الحالة الصلبة IC SOP-4 لدينا مصمم بجهد حمل 400V وقادر على تحمل تيار حمل 100mA ويحتوي على MOSFET مع سائق LED.

38 سلسلة ريلاي Opto-MOSFET 600V/70mA
هذا الريلاي 600V/70mA 1 شكل A ريلاي الحالة الصلبة يوفر عزل ممتاز، خطية، وتبديل عالي السرعة.

34 سلسلة ريلاي أوبتو-موسفيت 200 فولت/ 180 مللي أمبير
جهد الحمل لدينا 200 فولت، تيار الحمل 180 مللي أمبير، ريلاي الحالة الصلبة IC SOP-4 يوفر عزلًا ممتازًا ويستخدم تقنيتنا الموصلة ضوئيًا لتبديل الإشارات.
توازن البطارية: 42 سلسلة ريلاي Opto-MOSFET 60V/7A
B.T تحمل ريلاي 5A، جهد الحمل 60V، ريلاي الحالة الصلبة IC صغير الحجم مصمم خصيصًا لقدرات الحمل العالي مع مقاومة منخفضة وثابتة.

28 سلسلة ريلاي Opto-MOSFET 40V/4.5A
B.T ريلاي SPST عادة مفتوح (1 شكل A) ريلاي الحالة الصلبة IC لديه 4.5 أمبير من تيار الحمل و40 فولت من جهد الحمل في حزمة SMD-6.

45 سلسلة ريلاي Opto-MOSFET 60V/200mA
B.T جهد الحمل للريلاي 60V، تيار الحمل 200mA، ريلاي الحالة الصلبة IC SPST 1 شكل A عادة مفتوح يجمع بين عمر تشغيل طويل مع تبديل عالي السرعة، خطية ممتازة، ومقاومة صدمات ممتازة.