ในการออกแบบหรือขยายระบบที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ คำถามที่พบบ่อยคือ สามารถต่อแบตเตอรี่สองก้อนที่มีแรงดันไฟฟ้าเท่ากันแบบอนุกรมได้หรือไม่ คำตอบสั้นๆ คือ ได้ใช่แต่มีเงื่อนไขสำคัญประการหนึ่ง:ความสามารถในการทนต่อแรงดันไฟฟ้าของวงจรป้องกันต้องได้รับการประเมินอย่างรอบคอบ ด้านล่างนี้ เราจะอธิบายรายละเอียดทางเทคนิคและข้อควรระวังเพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้
ทำความเข้าใจข้อจำกัด: ค่าความคลาดเคลื่อนของแรงดันไฟฟ้าในวงจรป้องกัน
โดยทั่วไปแล้วชุดแบตเตอรี่ลิเธียมจะติดตั้งแผงวงจรป้องกัน (PCB) เพื่อป้องกันการชาร์จเกิน การคายประจุเกิน และการลัดวงจร พารามิเตอร์สำคัญของ PCB นี้คือพิกัดแรงดันทนของ MOSFET(สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ที่ควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้า)
ตัวอย่างสถานการณ์:
ยกตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ LiFePO4 แบบ 4 เซลล์สองก้อน แต่ละก้อนมีแรงดันไฟฟ้าเมื่อชาร์จเต็ม 14.6V (3.65V ต่อเซลล์) หากต่ออนุกรมกัน แรงดันไฟฟ้ารวมของทั้งสองก้อนจะเป็น...29.2 โวลต์แผงวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับป้องกันแบตเตอรี่ 12V มาตรฐาน มักได้รับการออกแบบโดยใช้ MOSFET ที่มีพิกัดสำหรับ35–40 โวลต์ในกรณีนี้ แรงดันไฟฟ้ารวม (29.2V) อยู่ในเกณฑ์ที่ปลอดภัย ทำให้แบตเตอรี่สามารถทำงานได้อย่างถูกต้องเมื่อต่ออนุกรมกัน
ความเสี่ยงจากการใช้งานเกินขีดจำกัด:
อย่างไรก็ตาม หากคุณเชื่อมต่อชุดแบตเตอรี่ดังกล่าวสี่ชุดเข้าด้วยกันแบบอนุกรม แรงดันไฟฟ้ารวมจะเกิน 58.4 โวลต์ ซึ่งเกินกว่าค่าความคลาดเคลื่อน 35–40 โวลต์ของแผงวงจรพิมพ์มาตรฐาน (PCB) มาก นี่จึงเป็นอันตรายที่ซ่อนอยู่:
วิทยาศาสตร์เบื้องหลังความเสี่ยง
เมื่อต่อแบตเตอรี่แบบอนุกรม แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะรวมกัน แต่ระบบป้องกันจะทำงานแยกจากกัน ในสภาวะปกติ แรงดันไฟฟ้ารวมจะจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ (เช่น อุปกรณ์ 48V) ได้โดยไม่มีปัญหา อย่างไรก็ตาม หากชุดแบตเตอรี่หนึ่งชุดจะทำให้ระบบป้องกันทำงาน(เช่น เนื่องจากการคายประจุมากเกินไปหรือกระแสไฟเกิน) MOSFET ในแบตเตอรี่จะตัดการเชื่อมต่อแบตเตอรี่ชุดนั้นออกจากวงจร
ณ จุดนี้ แรงดันไฟฟ้าทั้งหมดของแบตเตอรี่ที่เหลืออยู่ในวงจรอนุกรมจะถูกจ่ายไปยัง MOSFET ที่ถูกตัดการเชื่อมต่อ ตัวอย่างเช่น ในการตั้งค่าแบบสี่ก้อน แผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่ถูกตัดการเชื่อมต่อจะเผชิญกับแรงดันไฟฟ้าเกือบทั้งหมด58.4 โวลต์—เกินพิกัด 35–40V ส่งผลให้ MOSFET อาจเสียหายได้เนื่องจากการแตกตัวของแรงดันไฟฟ้าซึ่งจะทำให้วงจรป้องกันใช้งานไม่ได้อย่างถาวร และทำให้แบตเตอรี่เสี่ยงต่ออันตรายในอนาคต
โซลูชันสำหรับการต่ออนุกรมอย่างปลอดภัย
เพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงเหล่านี้ โปรดปฏิบัติตามคำแนะนำต่อไปนี้:
1.ตรวจสอบข้อมูลจำเพาะจากผู้ผลิต:
ควรตรวจสอบเสมอว่าแผงวงจรป้องกัน (PCB) ของแบตเตอรี่ของคุณได้รับการออกแบบมาสำหรับการใช้งานแบบอนุกรมหรือไม่ แผงวงจรบางรุ่นได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อรองรับแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นในการกำหนดค่าแบบหลายก้อน
2.แผงวงจรพิมพ์แรงดันสูงแบบสั่งทำพิเศษ:
สำหรับโครงการที่ต้องการแบตเตอรี่หลายก้อนต่ออนุกรมกัน (เช่น ระบบเก็บพลังงานแสงอาทิตย์หรือระบบรถยนต์ไฟฟ้า) ควรเลือกใช้วงจรป้องกันที่มี MOSFET แรงดันสูงแบบกำหนดเอง ซึ่งสามารถปรับแต่งให้ทนต่อแรงดันรวมของระบบอนุกรมของคุณได้
3.การออกแบบที่สมดุล:
ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่ทุกก้อนในวงจรมีความจุ อายุ และสภาพที่ตรงกัน เพื่อลดความเสี่ยงที่กลไกการป้องกันจะทำงานไม่พร้อมกัน
ข้อคิดส่งท้าย
แม้ว่าการต่อแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าเท่ากันแบบอนุกรมจะเป็นไปได้ในทางเทคนิค แต่ความท้าทายที่แท้จริงอยู่ที่การทำให้แน่ใจว่า...วงจรป้องกันสามารถรับมือกับแรงดันไฟฟ้าสะสมได้ด้วยการให้ความสำคัญกับข้อกำหนดของส่วนประกอบและการออกแบบเชิงรุก คุณจะสามารถปรับขนาดระบบแบตเตอรี่ของคุณสำหรับการใช้งานแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นได้อย่างปลอดภัย
ที่ DALY เรามีบริการดังต่อไปนี้โซลูชัน PCB ที่ปรับแต่งได้ด้วย MOSFET แรงดันสูงเพื่อตอบสนองความต้องการการเชื่อมต่อแบบอนุกรมขั้นสูง ติดต่อทีมงานของเราเพื่อออกแบบระบบไฟฟ้าที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ยิ่งขึ้นสำหรับโครงการของคุณ!
วันที่เผยแพร่: 22 พฤษภาคม 2568
