Під час проектування або розширення систем з живленням від батарей виникає поширене питання: чи можна послідовно з'єднати два акумуляторні блоки з однаковою напругою? Коротка відповідь така:такале з критично важливою передумовою:здатність захисного кола витримувати напругунеобхідно ретельно оцінити. Нижче ми пояснюємо технічні деталі та запобіжні заходи для забезпечення безпечної та надійної роботи.
Розуміння обмежень: Допуск напруги захисного кола
Літієві акумуляторні блоки зазвичай оснащені захисною платою (PCB) для запобігання перезарядженню, перерозрядженню та коротким замиканням. Ключовим параметром цієї друкованої плати єномінальна витримувана напруга його MOSFET(електронні перемикачі, що контролюють потік струму).
Приклад сценарію:
Візьмемо, наприклад, два 4-елементні LiFePO4 акумуляторні блоки. Кожен блок має повну напругу заряду 14,6 В (3,65 В на елемент). Якщо їх з'єднати послідовно, їхня сумарна напруга становитиме29,2 ВСтандартна плата захисту акумулятора на 12 В зазвичай розроблена з MOSFET, розрахованими на35–40 ВУ цьому випадку загальна напруга (29,2 В) знаходиться в безпечному діапазоні, що дозволяє батареям правильно функціонувати послідовно.
Ризик перевищення лімітів:
Однак, якщо з'єднати чотири такі блоки послідовно, загальна напруга перевищить 58,4 В — що значно перевищує допустиме значення 35–40 В для стандартних друкованих плат. Це створює приховану небезпеку:
Наука, що стоїть за ризиком
Коли акумулятори з'єднані послідовно, їх напруга додається, але захисні схеми працюють незалежно. За нормальних умов сумарна напруга живить навантаження (наприклад, пристрій на 48 В) без проблем. Однак, якщоодин акумуляторний блок спрацьовує захист(наприклад, через надмірний розряд або перевантаження по струму), його MOSFET відключать цей блок від схеми.
У цей момент повна напруга решти батарей послідовно подається на відключені MOSFET-транзистори. Наприклад, у схемі з чотирьох елементів відключена друкована плата буде майже58,4 В—перевищення номінальної напруги 35–40 В. MOSFET можуть вийти з ладу черезпробою напруги, що назавжди відключає захисну схему та робить акумулятор вразливим до майбутніх ризиків.
Рішення для безпечних послідовних з'єднань
Щоб уникнути цих ризиків, дотримуйтесь наступних рекомендацій:
1.Перевірте характеристики виробника:
Завжди перевіряйте, чи захисна плата вашої батареї розрахована на послідовне використання. Деякі друковані плати спеціально розроблені для роботи з вищими напругами в багатокорпусних конфігураціях.
2.Високовольтні друковані плати на замовлення:
Для проектів, що потребують послідовного з'єднання кількох акумуляторів (наприклад, сонячні батареї або системи електромобілів), оберіть захисні схеми зі спеціально розробленими високовольтними MOSFET-транзисторами. Їх можна налаштувати так, щоб вони витримували загальну напругу вашої послідовної установки.
3.Збалансований дизайн:
Переконайтеся, що всі акумуляторні блоки серії мають однакову ємність, вік та стан, щоб мінімізувати ризик нерівномірного спрацьовування захисних механізмів.
Заключні думки
Хоча послідовне з'єднання акумуляторів однакової напруги технічно можливе, справжня проблема полягає в тому, щоб забезпечити те,схема захисту може впоратися з кумулятивним напруженнямНадаючи пріоритет специфікаціям компонентів та проактивному проекту, ви можете безпечно масштабувати свої акумуляторні системи для застосувань вищої напруги.
У DALY ми пропонуємоналаштовувані рішення для друкованих платз високовольтними MOSFET-транзисторами для задоволення потреб у передових послідовних з'єднаннях. Зверніться до нашої команди, щоб розробити безпечнішу та надійнішу систему живлення для ваших проектів!
Час публікації: 22 травня 2025 р.
