При проектировании или расширении систем с питанием от батарей часто возникает вопрос: можно ли соединить последовательно два аккумуляторных блока с одинаковым напряжением? Краткий ответ:дано с одним критически важным условием:выдерживаемое напряжение защитной цепиНеобходимо тщательно оценить ситуацию. Ниже мы приводим технические подробности и меры предосторожности для обеспечения безопасной и надежной работы.
Понимание пределов: допустимое напряжение в цепи защиты
Литиевые аккумуляторные батареи обычно оснащены платой защиты (PCB) для предотвращения перезаряда, переразряда и короткого замыкания. Ключевым параметром этой платы является...номинальная выдерживаемая напряженность его MOSFET-транзисторов(электронные переключатели, управляющие потоком тока).
Пример сценария:
Рассмотрим в качестве примера два 4-элементных литий-железо-фосфатных аккумуляторных блока. Напряжение полного заряда каждого блока составляет 14,6 В (3,65 В на элемент). При последовательном соединении их суммарное напряжение составит29,2 ВСтандартная плата защиты 12-вольтовой батареи обычно проектируется с использованием MOSFET-транзисторов, рассчитанных на...35–40 ВВ этом случае общее напряжение (29,2 В) находится в безопасном диапазоне, что позволяет батареям правильно функционировать при последовательном соединении.
Риск превышения лимитов:
Однако, если соединить четыре таких блока последовательно, суммарное напряжение превысит 58,4 В — что значительно превышает допустимое напряжение в 35–40 В для стандартных печатных плат. Это создает скрытую опасность:
Научная основа риска
При последовательном соединении батарей их напряжения суммируются, но защитные цепи работают независимо. В нормальных условиях суммарное напряжение питает нагрузку (например, устройство на 48 В) без проблем. Однако, еслиОдин аккумуляторный блок активирует защиту.(например, из-за чрезмерного разряда или перегрузки по току), его MOSFET-транзисторы отключат этот блок от цепи.
На этом этапе полное напряжение оставшихся батарей в последовательной цепи подается на отключенные MOSFET-транзисторы. Например, в четырехбатарейной схеме отключенная печатная плата будет подвергаться почти такому напряжению.58,4 В—превышая номинальное напряжение 35–40 В. В этом случае MOSFET-транзисторы могут выйти из строя из-запробой напряженияэто навсегда отключает схему защиты и делает батарею уязвимой для будущих рисков.
Решения для безопасных последовательных соединений
Чтобы избежать этих рисков, следуйте этим рекомендациям:
1.Проверьте технические характеристики производителя:
Всегда проверяйте, рассчитана ли плата защиты вашей батареи на последовательное подключение. Некоторые платы специально разработаны для работы с более высокими напряжениями в многоблочных конфигурациях.
2.Высоковольтные печатные платы на заказ:
Для проектов, требующих последовательного соединения нескольких батарей (например, солнечных накопителей или систем для электромобилей), выбирайте схемы защиты с использованием специально разработанных высоковольтных MOSFET-транзисторов. Их можно адаптировать под суммарное напряжение вашей последовательной системы.
3.Сбалансированный дизайн:
Чтобы свести к минимуму риск неравномерного срабатывания защитных механизмов, убедитесь, что все аккумуляторные батареи в серии соответствуют друг другу по емкости, возрасту и состоянию.
Заключительные мысли
Хотя соединение батарей с одинаковым напряжением последовательно технически возможно, настоящая проблема заключается в обеспечении того, чтобыСхема защиты способна выдерживать суммарное напряжение.Уделяя приоритетное внимание техническим характеристикам компонентов и проактивному проектированию, вы можете безопасно масштабировать свои аккумуляторные системы для применения в системах с более высоким напряжением.
В DALY мы предлагаемнастраиваемые решения для печатных платс высоковольтными MOSFET-транзисторами для удовлетворения сложных требований к последовательному соединению. Свяжитесь с нашей командой, чтобы разработать более безопасную и надежную систему питания для ваших проектов!
Дата публикации: 22 мая 2025 г.
