เมื่อออกแบบหรือขยายระบบที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ คำถามทั่วไปที่เกิดขึ้นคือ: ชุดแบตเตอรี่สองชุดที่มีแรงดันไฟฟ้าเท่ากันสามารถเชื่อมต่อแบบอนุกรมได้หรือไม่ คำตอบสั้นๆ คือใช่แต่มีข้อกำหนดเบื้องต้นที่สำคัญ:ความสามารถในการทนแรงดันไฟฟ้าของวงจรป้องกันต้องได้รับการประเมินอย่างรอบคอบ ด้านล่างนี้ เราจะอธิบายรายละเอียดทางเทคนิคและข้อควรระวังเพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานจะปลอดภัยและเชื่อถือได้
ทำความเข้าใจข้อจำกัด: ความคลาดเคลื่อนของแรงดันไฟฟ้าวงจรป้องกัน
โดยทั่วไปแล้วชุดแบตเตอรี่ลิเธียมจะติดตั้งแผงวงจรป้องกัน (PCB) เพื่อป้องกันการชาร์จไฟเกิน การคายประจุเกิน และการลัดวงจร พารามิเตอร์สำคัญของ PCB นี้คือค่าทนแรงดันไฟฟ้าของ MOSFET(สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ที่ควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้า)
ตัวอย่างสถานการณ์:
ยกตัวอย่างแบตเตอรี่ LiFePO4 แบบ 4 เซลล์สองก้อน แต่ละก้อนมีแรงดันไฟชาร์จเต็ม 14.6 โวลต์ (3.65 โวลต์ต่อเซลล์) หากต่อแบบอนุกรม แรงดันไฟรวมของแบตเตอรี่จะกลายเป็น29.2 โวลต์. โดยทั่วไปแล้ว PCB ป้องกันแบตเตอรี่ 12V มาตรฐานจะได้รับการออกแบบด้วย MOSFET ที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับ35–40 โวลต์ในกรณีนี้ แรงดันไฟฟ้ารวม (29.2V) จะอยู่ในช่วงที่ปลอดภัย ช่วยให้แบตเตอรี่ทำงานแบบอนุกรมได้อย่างถูกต้อง
ความเสี่ยงจากการเกินขีดจำกัด:
อย่างไรก็ตาม หากคุณต่อชุดวงจรดังกล่าวสี่ชุดเข้าด้วยกัน แรงดันไฟฟ้ารวมจะเกิน 58.4 โวลต์ ซึ่งสูงกว่าค่าความคลาดเคลื่อน 35–40 โวลต์ของแผงวงจรพิมพ์มาตรฐานมาก สิ่งนี้ก่อให้เกิดอันตรายแอบแฝง:
วิทยาศาสตร์เบื้องหลังความเสี่ยง
เมื่อต่อแบตเตอรี่แบบอนุกรม แรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น แต่วงจรป้องกันจะทำงานแยกกัน ในสภาวะปกติ แรงดันไฟฟ้ารวมจะจ่ายไฟให้กับโหลด (เช่น อุปกรณ์ 48V) โดยไม่มีปัญหา อย่างไรก็ตาม หากแบตเตอรี่หนึ่งก้อนช่วยกระตุ้นการป้องกัน(เช่น เนื่องจากมีการปล่อยประจุมากเกินไปหรือกระแสเกิน) MOSFET จะตัดการเชื่อมต่อแพ็คนั้นออกจากวงจร
ณ จุดนี้ แรงดันไฟฟ้าทั้งหมดของแบตเตอรี่ที่เหลือในวงจรจะถูกจ่ายผ่าน MOSFET ที่ไม่ได้เชื่อมต่อ ตัวอย่างเช่น ในการติดตั้งแบบสี่แพ็ค PCB ที่ไม่ได้เชื่อมต่อจะต้องเผชิญกับ58.4 โวลต์—เกินพิกัด 35–40V MOSFET อาจล้มเหลวเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าพังทลายการปิดการใช้งานวงจรป้องกันอย่างถาวรและทำให้แบตเตอรี่เสี่ยงต่อความเสี่ยงในอนาคต
โซลูชันสำหรับการเชื่อมต่อแบบอนุกรมที่ปลอดภัย
เพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงเหล่านี้ ให้ปฏิบัติตามแนวทางต่อไปนี้:
1.ตรวจสอบข้อมูลจำเพาะของผู้ผลิต:
ตรวจสอบเสมอว่า PCB ป้องกันแบตเตอรี่ของคุณได้รับการจัดอันดับสำหรับการใช้งานแบบอนุกรมหรือไม่ PCB บางชนิดได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อรองรับแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นในการกำหนดค่าแบบหลายแพ็ค
2.PCB แรงดันสูงแบบกำหนดเอง:
สำหรับโครงการที่ต้องใช้แบตเตอรี่หลายก้อนต่ออนุกรม (เช่น ระบบกักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์หรือระบบ EV) ให้เลือกวงจรป้องกันที่มี MOSFET แรงดันสูงแบบกำหนดเอง ซึ่งสามารถปรับแต่งให้ทนต่อแรงดันไฟฟ้ารวมของระบบอนุกรมของคุณได้
3.การออกแบบที่สมดุล:
ตรวจสอบให้แน่ใจว่าชุดแบตเตอรี่ทั้งหมดในซีรีส์มีความจุ อายุ และความสมบูรณ์ตรงกัน เพื่อลดความเสี่ยงของการกระตุ้นกลไกการป้องกันที่ไม่สม่ำเสมอ
ความคิดสุดท้าย
ในขณะที่การเชื่อมต่อแบตเตอรี่แรงดันไฟเท่ากันแบบอนุกรมนั้นทำได้ในทางเทคนิค แต่ความท้าทายที่แท้จริงอยู่ที่การทำให้แน่ใจว่าวงจรป้องกันสามารถรับมือกับแรงดันไฟสะสมได้การให้ความสำคัญกับข้อมูลจำเพาะของส่วนประกอบและการออกแบบเชิงรุกช่วยให้คุณสามารถปรับขนาดระบบแบตเตอรี่ของคุณสำหรับการใช้งานแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นได้อย่างปลอดภัย
ที่ DALY เรานำเสนอโซลูชัน PCB ที่ปรับแต่งได้ด้วย MOSFET แรงดันสูง เพื่อตอบสนองความต้องการการเชื่อมต่อแบบอนุกรมขั้นสูง ติดต่อทีมงานของเราเพื่อออกแบบระบบไฟฟ้าที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้มากขึ้นสำหรับโครงการของคุณ!
เวลาโพสต์: 22 พฤษภาคม 2568
