Κατά τον σχεδιασμό ή την επέκταση συστημάτων που τροφοδοτούνται από μπαταρίες, προκύπτει ένα συνηθισμένο ερώτημα: Μπορούν δύο μπαταρίες με την ίδια τάση να συνδεθούν σε σειρά; Η σύντομη απάντηση είναιΝαί, αλλά με μια κρίσιμη προϋπόθεση:η ικανότητα αντοχής τάσης του κυκλώματος προστασίαςπρέπει να αξιολογούνται προσεκτικά. Παρακάτω, εξηγούμε τις τεχνικές λεπτομέρειες και τις προφυλάξεις για να διασφαλίσουμε την ασφαλή και αξιόπιστη λειτουργία.
Κατανόηση των ορίων: Ανοχή τάσης κυκλώματος προστασίας
Οι μπαταρίες λιθίου είναι συνήθως εξοπλισμένες με πλακέτα κυκλώματος προστασίας (PCB) για την αποτροπή υπερφόρτισης, υπερβολικής εκφόρτισης και βραχυκυκλωμάτων. Μια βασική παράμετρος αυτής της πλακέτας κυκλώματος είναι ηονομαστική αντοχή τάσης των MOSFET του(οι ηλεκτρονικοί διακόπτες που ελέγχουν τη ροή ρεύματος).
Παράδειγμα Σεναρίου:
Πάρτε για παράδειγμα δύο μπαταρίες LiFePO4 4 στοιχείων. Κάθε πακέτο έχει τάση πλήρους φόρτισης 14,6V (3,65V ανά στοιχείο). Εάν συνδεθούν σε σειρά, η συνδυασμένη τάση τους γίνεται29,2VΜια τυπική πλακέτα προστασίας μπαταρίας 12V συνήθως σχεδιάζεται με MOSFETs ονομαστικά για35–40VΣε αυτήν την περίπτωση, η συνολική τάση (29,2V) εμπίπτει εντός του ασφαλούς εύρους, επιτρέποντας στις μπαταρίες να λειτουργούν σωστά σε σειρά.
Ο Κίνδυνος Υπέρβασης των Ορίων:
Ωστόσο, αν συνδέσετε τέσσερα τέτοια πακέτα σε σειρά, η συνολική τάση θα ξεπεράσει τα 58,4V—πολύ πέρα από την ανοχή των 35–40V των τυπικών πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων. Αυτό δημιουργεί έναν κρυφό κίνδυνο:
Η επιστήμη πίσω από τον κίνδυνο
Όταν οι μπαταρίες συνδέονται σε σειρά, οι τάσεις τους αθροίζονται, αλλά τα κυκλώματα προστασίας λειτουργούν ανεξάρτητα. Υπό κανονικές συνθήκες, η συνδυασμένη τάση τροφοδοτεί το φορτίο (π.χ., μια συσκευή 48V) χωρίς προβλήματα. Ωστόσο, εάνμία μπαταρία ενεργοποιεί την προστασία(π.χ., λόγω υπερβολικής εκφόρτισης ή υπερέντασης), τα MOSFET του θα αποσυνδέσουν αυτό το πακέτο από το κύκλωμα.
Σε αυτό το σημείο, η πλήρης τάση των υπόλοιπων μπαταριών στη σειρά εφαρμόζεται στα αποσυνδεδεμένα MOSFET. Για παράδειγμα, σε μια διάταξη τεσσάρων μπαταριών, μια αποσυνδεδεμένη πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος θα είναι στραμμένη σχεδόν προς τα κάτω.58,4V—υπερβαίνοντας την ονομαστική του τάση 35–40V. Τα MOSFET ενδέχεται τότε να παρουσιάσουν βλάβη λόγωδιάσπαση τάσης, απενεργοποιώντας μόνιμα το κύκλωμα προστασίας και αφήνοντας την μπαταρία ευάλωτη σε μελλοντικούς κινδύνους.
Λύσεις για Ασφαλείς Συνδέσεις Σειράς
Για να αποφύγετε αυτούς τους κινδύνους, ακολουθήστε τις παρακάτω οδηγίες:
1.Ελέγξτε τις προδιαγραφές του κατασκευαστή:
Να ελέγχετε πάντα εάν η πλακέτα προστασίας της μπαταρίας σας έχει ονομαστική τιμή για εφαρμογές σε σειρά. Ορισμένες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων έχουν σχεδιαστεί ειδικά για να χειρίζονται υψηλότερες τάσεις σε διαμορφώσεις πολλαπλών συσκευασιών.
2.Προσαρμοσμένες πλακέτες υψηλής τάσης:
Για έργα που απαιτούν πολλαπλές μπαταρίες σε σειρά (π.χ., ηλιακή αποθήκευση ή συστήματα ηλεκτρικών οχημάτων), επιλέξτε κυκλώματα προστασίας με προσαρμοσμένα MOSFET υψηλής τάσης. Αυτά μπορούν να προσαρμοστούν ώστε να αντέχουν τη συνολική τάση της σειριακής σας εγκατάστασης.
3.Ισορροπημένος Σχεδιασμός:
Βεβαιωθείτε ότι όλες οι μπαταρίες της σειράς έχουν την ίδια χωρητικότητα, ηλικία και κατάσταση, για να ελαχιστοποιήσετε τον κίνδυνο ανομοιόμορφης ενεργοποίησης των μηχανισμών προστασίας.
Τελικές Σκέψεις
Ενώ η σύνδεση μπαταριών ίδιας τάσης σε σειρά είναι τεχνικά εφικτή, η πραγματική πρόκληση έγκειται στη διασφάλιση ότι ητα κυκλώματα προστασίας μπορούν να χειριστούν την αθροιστική τάση τάσηςΔίνοντας προτεραιότητα στις προδιαγραφές των εξαρτημάτων και στον προληπτικό σχεδιασμό, μπορείτε να προσαρμόσετε με ασφάλεια τα συστήματα μπαταριών σας σε εφαρμογές υψηλότερης τάσης.
Στην DALY, προσφέρουμεπροσαρμόσιμες λύσεις PCBμε MOSFET υψηλής τάσης για την κάλυψη προηγμένων αναγκών σειριακής σύνδεσης. Επικοινωνήστε με την ομάδα μας για να σχεδιάσετε ένα ασφαλέστερο και πιο αξιόπιστο σύστημα ισχύος για τα έργα σας!
Ώρα δημοσίευσης: 22 Μαΐου 2025
