هنگام طراحی یا توسعه سیستم‌های باتری‌دار، یک سوال رایج مطرح می‌شود: آیا می‌توان دو بسته باتری با ولتاژ یکسان را به صورت سری به هم متصل کرد؟ پاسخ کوتاه این است:بلهاما با یک پیش‌نیاز حیاتی:قابلیت تحمل ولتاژ مدار حفاظتیباید با دقت ارزیابی شود. در زیر، جزئیات فنی و اقدامات احتیاطی را برای اطمینان از عملکرد ایمن و قابل اعتماد توضیح می‌دهیم.
درک محدودیت‌ها: تحمل ولتاژ مدار حفاظت
باتری‌های لیتیومی معمولاً به یک برد مدار محافظ (PCB) مجهز هستند تا از شارژ بیش از حد، دشارژ بیش از حد و اتصال کوتاه جلوگیری کنند. یکی از پارامترهای کلیدی این PCB،میزان تحمل ولتاژ MOSFET های آن(کلیدهای الکترونیکی که جریان را کنترل می‌کنند).
سناریوی مثال:
به عنوان مثال، دو بسته باتری ۴ سلولی LiFePO4 را در نظر بگیرید. هر بسته دارای ولتاژ شارژ کامل ۱۴.۶ ولت (۳.۶۵ ولت در هر سلول) است. اگر به صورت سری متصل شوند، ولتاژ ترکیبی آنها برابر می‌شود با:۲۹.۲ ولتیک برد مدار چاپی محافظ باتری ۱۲ ولتی استاندارد معمولاً با ماسفت‌هایی طراحی می‌شود که برای ... طراحی شده‌اند.۳۵–۴۰ ولتدر این حالت، ولتاژ کل (۲۹.۲ ولت) در محدوده ایمن قرار می‌گیرد و به باتری‌ها اجازه می‌دهد تا به صورت سری به درستی کار کنند.
خطر تجاوز از محدودیت‌ها:
با این حال، اگر چهار بسته از این نوع را به صورت سری وصل کنید، ولتاژ کل از ۵۸.۴ ولت فراتر خواهد رفت - بسیار فراتر از تحمل ۳۵ تا ۴۰ ولتی PCB های استاندارد. این یک خطر پنهان ایجاد می‌کند:
علم پشت ریسک
وقتی باتری‌ها به صورت سری متصل می‌شوند، ولتاژ آنها جمع می‌شود، اما مدارهای حفاظتی مستقل عمل می‌کنند. در شرایط عادی، ولتاژ ترکیبی، بار (مثلاً یک دستگاه ۴۸ ولتی) را بدون مشکل تغذیه می‌کند. با این حال، اگریک بسته باتری باعث محافظت می‌شود(مثلاً به دلیل دشارژ بیش از حد یا جریان بیش از حد)، ماسفت‌های آن، آن بسته را از مدار جدا می‌کنند.
در این مرحله، ولتاژ کامل باتری‌های باقیمانده در سری به ماسفت‌های جدا شده اعمال می‌شود. به عنوان مثال، در یک چیدمان چهارتایی، یک PCB جدا شده تقریباً با ... مواجه خواهد شد.۵۸.۴ ولت— از ولتاژ نامی ۳۵ تا ۴۰ ولت خود تجاوز کند. در این صورت، ماسفت‌ها ممکن است به دلایل زیر از کار بیفتند:شکست ولتاژ، مدار حفاظتی را به طور دائم غیرفعال کرده و باتری را در برابر خطرات آینده آسیب‌پذیر می‌کند.
راهکارهایی برای اتصالات سری ایمن
برای جلوگیری از این خطرات، این دستورالعمل‌ها را دنبال کنید:
1.مشخصات سازنده را بررسی کنید:
همیشه بررسی کنید که آیا برد مدار چاپی محافظ باتری شما برای کاربردهای سری رتبه‌بندی شده است یا خیر. برخی از بردهای مدار چاپی به صراحت برای تحمل ولتاژهای بالاتر در پیکربندی‌های چند بسته‌ای طراحی شده‌اند.
2.بردهای مدار چاپی ولتاژ بالای سفارشی:
برای پروژه‌هایی که به چندین باتری به صورت سری نیاز دارند (مثلاً، سیستم‌های ذخیره‌سازی خورشیدی یا خودروهای برقی)، مدارهای حفاظتی با MOSFETهای ولتاژ بالای سفارشی را انتخاب کنید. این‌ها می‌توانند برای تحمل ولتاژ کل مجموعه سری شما تنظیم شوند.
3.طراحی متعادل:
اطمینان حاصل کنید که تمام بسته‌های باتری موجود در این سری از نظر ظرفیت، سن و سلامت با هم مطابقت دارند تا خطر فعال شدن ناهموار مکانیسم‌های حفاظتی به حداقل برسد.
نکات پایانی
اگرچه اتصال سری باتری‌های با ولتاژ یکسان از نظر فنی امکان‌پذیر است، چالش واقعی در تضمین این امر نهفته است کهمدار حفاظتی می‌تواند فشار ولتاژ تجمعی را مدیریت کندبا اولویت‌بندی مشخصات قطعات و طراحی پیشگیرانه، می‌توانید با خیال راحت سیستم‌های باتری خود را برای کاربردهای ولتاژ بالاتر مقیاس‌بندی کنید.
در DALY، ما ارائه می‌دهیمراه حل های PCB قابل تنظیمبا MOSFET های ولتاژ بالا برای رفع نیازهای اتصال سری پیشرفته. برای طراحی یک سیستم قدرت ایمن تر و قابل اعتمادتر برای پروژه های خود با تیم ما تماس بگیرید!
زمان ارسال: ۲۲ مه ۲۰۲۵
