دیود محافظ باتری (Battery Protection Diode)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع دیودها (Diode) را در آموزش زیر شرح دادیم :
دیود محافظ باتری (Battery Protection Diode) :
دیود محافظ باتری (Battery Protection Diode) یک دیود است که برای محافظت از باتری ها و مدارات شارژ در برابر شرایط نامطلوب مانند قطبیت معکوس (Reverse Polarity) و جریان معکوس (Reverse Current) استفاده می شود. این دیودها نقش حیاتی در افزایش ایمنی و طول عمر باتری ها، به ویژه در سیستم های باتری خور و شارژرها دارند.
دو کاربرد اصلی دیود محافظ باتری:
محافظت در برابر قطبیت معکوس (Reverse Polarity Protection): هنگامی که باتری را به اشتباه در مدار قرار می دهید (قطب های مثبت و منفی جابجا شوند)، یک دیود که به صورت سری در مسیر تغذیه قرار گرفته است (معمولا دیود شاتکی با افت ولتاژ پایین)، از عبور جریان جلوگیری کرده و از مدار محافظت می کند. در این حالت، دیود بایاس معکوس شده و جریانی عبور نمی کند.
جلوگیری از جریان معکوس (Reverse Current Blocking): در سیستم هایی که چندین باتری به صورت موازی (برای افزایش ظرفیت) یا یک باتری به همراه یک منبع تغذیه (مانند دینام خودرو) وجود دارد، دیود جداساز (Isolation Diode) از تخلیه یک باتری توسط باتری دیگر یا تخلیه باتری از طریق منبع تغذیه خاموش جلوگیری می کند.
پارامترهای مهم برای دیود محافظ باتری:
افت ولتاژ مستقیم (Forward Voltage - V_F): بسیار مهم است، زیرا این افت ولتاژ باعث تلفات توان و گرم شدن دیود می شود. در باتری های با ولتاژ پایین (مانند ۳.۷ ولت لیثیوم-یون)، افت ولتاژ ۰.۷ ولت یک دیود سیلیکونی حدود ۱۹٪ تلفات ایجاد می کند! بنابراین، از دیودهای شاتکی با V_F پایین (۰.۳-۰.۴ ولت) استفاده می شود.
حداکثر جریان (I_F): باید با حداکثر جریان شارژ یا تخلیه باتری مطابقت داشته باشد.
حداکثر ولتاژ معکوس (V_RRM): باید بیشتر از ولتاژ باتری باشد.
در کاربردهای با جریان بالا (مانند خودروهای برقی یا سیستم های ذخیره انرژی)، به جای دیود، از مدارات محافظ با MOSFET (معروف به "دیود ایده آل" - Ideal Diode) استفاده می شود که افت ولتاژ بسیار کمی (چند میلی ولت) دارند و تلفات توان را به حداقل می رسانند.
سری معروف دیودهای محافظ باتری شامل دیودهای شاتکی قدرتی مانند 1N582x (۳ آمپر) و سری MBR (مانند MBR2045، MBR3045) است. این دیودها معمولا در بسته های قدرتی (مانند TO-220، D2PAK) عرضه می شوند.
در نهایت، دیود محافظ باتری یک قطعه ساده اما حیاتی برای اطمینان از عملکرد ایمن و قابل اعتماد سیستم های مبتنی بر باتری است.
