การเชื่อมต่อแบบอนุกรมและขนานของแบตเตอรี่

เมื่อใช้งานแหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้าแบบอิสระมักพบสถานการณ์เมื่อจำเป็นต้องใช้องค์ประกอบหลายอย่างพร้อมกันในวิธีที่แน่นอน เรื่องนี้ต้องมีความรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติของกระแสไฟฟ้าในวงจรที่มีแหล่งจ่ายไฟหลายตัว บทความนี้จะกล่าวถึงความแตกต่างของวิธีการต่าง ๆ ของการเชื่อมต่อแบตเตอรี่เข้ากับแบตเตอรี่แบบรวม

ทำไมต้องต่อแบตเตอรี่

อุปกรณ์ขับเคลื่อนด้วยตัวเองบางตัวต้องการค่ากระแสและแรงดันที่ยากต่อการจัดหาให้กับแหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้าแบบกัลวานิกที่มีอยู่

ตามกฎแล้วนี่คือความต้องการกระแสไฟขาออกที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นซึ่งจะเป็นการเพิ่มมูลค่าของแรงดันไฟฟ้าหรือความจุ เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้จำเป็นต้องสร้างการกำหนดค่าต่างๆของการเชื่อมต่อแหล่งที่มาปัจจุบันซึ่งแต่ละแห่งมีลักษณะของตนเอง

ตัวเลือกการเชื่อมต่อแบตเตอรี่

มีแผนภาพเชื่อมต่อแบตเตอรี่สามแอสเซมบลีที่มีพารามิเตอร์ที่ต้องการ:

1. Serial - แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ทั้งหมดถูกเพิ่มเข้าไป
2. Parallel - ความสามารถในการพัฒนา
3. รวมอนุกรมขนาน - เพื่อเพิ่มความจุและแรงดันไฟฟ้า

ทั้งหมดมีคุณสมบัติบางอย่างที่คุณจำเป็นต้องรู้เพื่อความปลอดภัยและการใช้งานแบตเตอรี่และอุปกรณ์ที่ใช้งานในระยะยาว

ข้อกำหนดหลักสำหรับวิธีการเปลี่ยนทั้งหมดคือการแยกการใช้แบตเตอรี่ที่ผลิตโดยเทคโนโลยีที่แตกต่างกันในการประกอบ (ตัวอย่างเช่น Li-ion และ Ni-Mh ไม่สามารถเชื่อมต่อได้ในเวลาเดียวกัน)

การเชื่อมต่อแบตเตอรี่แบบอนุกรม

เพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าที่เพียงพอและเวลาการทำงานที่ยอมรับได้ของเครื่องใช้ไฟฟ้ามักจะใช้แบตเตอรี่ซึ่งขั้วบวกและขั้วลบขององค์ประกอบแต่ละตัว (ส่วน) จะเชื่อมต่อกันตามลำดับโดยตัวนำ

ขั้วบวกและแคโทดของแหล่งพลังงานที่รุนแรงของแบตเตอรี่รวมที่เกิดขึ้นเป็นค่าบวกและลบ สำหรับแบตเตอรี่ที่ทำจากองค์ประกอบที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมแรงดันไฟฟ้าที่ได้จะเท่ากับผลรวมของแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายกระแสที่ใช้ ความจุที่ได้ของแบตเตอรี่ที่ได้นั้นเท่ากับแบตเตอรี่ที่อ่อนที่สุดของแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อ ในระหว่างการดำเนินการของการชุมนุมนั้นกระแสเดียวกันไหลผ่านแต่ละองค์ประกอบ (ทั้งในระหว่างการชาร์จและในระหว่างการปล่อย)

เมื่อเชื่อมต่อแบตเตอรี่หกก้อนในซีรีส์แต่ละก้อนมีแรงดันไฟฟ้า 1.2 โวลต์และความจุ 1200 มิลลิแอมป์จะได้ชุดประกอบ 6x1.2 = 7.2 v ที่มีความจุ 1200 มิลลิแอมป์

หากการชุมนุมจะใช้องค์ประกอบที่มีความสามารถที่แตกต่างกันจากนั้นผู้ที่มีความจุต่ำจะมีความต้านทานภายในที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับคนอื่น ๆ แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมพวกเขาจะยิ่งใหญ่ขึ้นซึ่งจะนำไปสู่การปลดปล่อยอย่างรวดเร็วขององค์ประกอบที่อ่อนแอที่สุดในกระบวนการ

ในเวลาเดียวกันแบตเตอรี่ชุดประกอบที่มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้นจะยังคงใช้งานได้และชุดประกอบจะทำงานต่อไป สิ่งนี้จะนำไปสู่การคลายประจุของแบตเตอรี่ที่อ่อนที่สุดซึ่งจะลดทรัพยากรและกำลังการผลิตลง

เมื่อชาร์จชุดประกอบดังกล่าวแบตเตอรี่ที่อ่อนที่สุดจะถูกชาร์จก่อนองค์ประกอบอื่น ๆ แต่เนื่องจากความจริงที่ว่าชิ้นส่วนอื่นยังไม่ได้ถูกชาร์จประจุกระแสจะยังคงไหลผ่านซึ่งจะนำไปสู่การชาร์จมากเกินไปและความร้อนสูงเกินไปสิ่งนี้เป็นอันตรายอย่างยิ่งสำหรับแบตเตอรี่ที่มีสารประกอบลิเธียมเนื่องจากความไวที่เพิ่มขึ้นของพวกเขาต่อการชาร์จมากเกินไปและคายประจุที่แข็งแกร่ง

สำคัญ! ในที่สุดการปล่อยที่มีการขยายอย่างต่อเนื่องและการชาร์จองค์ประกอบการประกอบที่อ่อนแอซ้ำ ๆ จะนำไปสู่ความล้มเหลวได้อย่างรวดเร็ว ดังนั้นในการเชื่อมต่อแบบอนุกรมควรใช้องค์ประกอบที่มีความจุเท่ากัน สามารถทำได้โดยใช้แหล่งจ่ายไฟที่ผลิตโดยผู้ผลิตรายเดียวกันโดยเฉพาะอย่างยิ่งจากชุดเดียวกัน

มันจะดีกว่าที่จะชาร์จแต่ละแหล่งพลังงานของแบตเตอรี่ที่ประกอบแยกต่างหากหรือใช้ค่าเท่ากันกับการควบคุมแรงดันไฟฟ้า (ระเบียบปัจจุบัน) ในแต่ละองค์ประกอบ

การเชื่อมต่อแบตเตอรี่แบบขนาน

ในกรณีนี้ขั้วบวกทั้งหมดจะเชื่อมต่อกับตัวนำทั่วไปหนึ่งตัวและขั้วบวกทั้งหมดเป็นขั้วลบของแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อ วงจรนี้จะใช้เมื่อต้องการจำนวนแอมแปร์ที่เพิ่มขึ้นของแบตเตอรี่สะสม

ความจุรวม (กระแสที่ให้มา) ของชุดประกอบที่เกิดขึ้นเท่ากับผลรวมของความจุ (กระแสที่ผ่าน) ของแหล่งพลังงานที่เชื่อมต่อ แรงดันไฟฟ้าจะเท่ากับแรงดันขององค์ประกอบที่มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ใหญ่ที่สุดและจะเหมือนกันในทุกแหล่งที่มาของแบตเตอรี่ที่ได้

ด้วยการเชื่อมต่อแบบขนานของแบตเตอรี่หกก้อนซึ่งแต่ละตัวมีแรงดันไฟฟ้า 1.2 โวลต์และความจุ 1200 mAh จะประกอบ 1.2 โวลต์ที่มีความจุ 6 * 1200 = 7200 mAh

คำเตือน! เมื่อแหล่งกำเนิดที่เหมือนกันหลายแหล่งที่มีแรงดันไฟฟ้าต่างกันเชื่อมต่อแบบขนานกระแสจะไหลจากแหล่งที่มีแรงดันสูงไปยังองค์ประกอบที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า

สิ่งนี้มีผลอย่างมากต่อผู้ที่มีความสามารถน้อย เนื่องจากการไหลของกระแสมันเป็นสิ่งต้องห้ามในการเชื่อมต่อแบตเตอรี่ทิ้งในแบบคู่ขนานซึ่งจะนำไปสู่การชาร์จของเซลล์ที่มีแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าความร้อนสูงเกินไปของพวกเขารั่วไหลของอิเล็กโทรไลต์หรือแม้กระทั่งระเบิด

ในกรณีของการเชื่อมต่อแบบขนานของแหล่งที่มีแรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่ความจุขนาดเล็กกับองค์ประกอบของความจุขนาดใหญ่ แต่ด้วยแรงดันที่ต่ำกว่าการลัดวงจรไฟฟ้าของแบตเตอรี่ที่อ่อนแอเกิดขึ้นผ่านความต้านทานภายในที่ต่ำกว่าของที่แข็งแกร่ง ด้วยเหตุนี้กระแสที่แข็งแกร่งในแหล่งที่อ่อนแอซึ่งนำไปสู่การทำลายอย่างค่อยเป็นค่อยไป

ในกรณีที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงในแบตเตอรี่ที่มีความจุมากขึ้นจะมีการเรียกเก็บประจุที่เกิดจากองค์ประกอบที่อ่อนแอซึ่งจะส่งผลเสียต่อแบตเตอรี่ จากพื้นฐานนี้ก่อนที่จะประกอบแบตเตอรี่ขอแนะนำให้ปรับแรงดันไฟฟ้าของแต่ละเซลล์ให้เท่ากัน

สำคัญ! เพื่อกำจัดผลกระทบการทำลายของกระแสที่ไหลล้นเมื่อเชื่อมต่อแบตเตอรี่แบบขนานต้องใช้แบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน

การเชื่อมต่อแบบขนานของแบตเตอรี่

หากคุณคำนึงถึงกฎสำหรับการเชื่อมต่อแบตเตอรี่เข้ากับส่วนประกอบแบบอนุกรมและแบบขนานคุณสามารถสร้างตัวเลือกการรวมที่ซับซ้อนด้วยการใช้ทั้งสองวิธีพร้อมกัน สิ่งนี้ช่วยให้คุณเพิ่มความจุและแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งในระบบจ่ายพลังงานอัตโนมัติยานพาหนะไฟฟ้าและอุปกรณ์อื่น ๆ ที่มีกระแสไฟฟ้าปริมาณมาก

แบตเตอรี่รวมสามารถประกอบได้สองวิธี:

1. จำนวนที่ต้องการของชุดประกอบที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการนั้นจะรวบรวมและรวมเข้าเป็นแบตเตอรี่เดียวโดยใช้การสลับแบบขนาน
2. แบตเตอรี่จะถูกสร้างขึ้นด้วยแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อแบบขนานของความจุที่ต้องการซึ่งจะเปลี่ยนไปตามลำดับจนกว่าจะมีการตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ

สำคัญ! ต้องเข้าใจว่าแม้ว่าจะปฏิบัติตามกฎการเชื่อมต่อทั้งหมดแล้ว แต่ก็ไม่สามารถเลือกแบตเตอรี่ที่มีคุณสมบัติเหมือนกันได้ สิ่งนี้จะนำไปสู่ความไม่สมดุลของค่าความจุและแรงดันไฟฟ้าอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ซึ่งเมื่อเวลาผ่านไปจะทำให้แบตเตอรี่สึกหรอน้อยลง

ข้อควรระวังในการเชื่อมต่อ

ด้วยวิธีการเชื่อมต่อแบตเตอรี่ทั้งหมดจะต้องปฏิบัติตามข้อควรระวังจำนวนหนึ่ง:

• ปฏิบัติตามมาตรการความปลอดภัยสำหรับการทำงานของการติดตั้งระบบไฟฟ้าเพื่อไม่รวมไฟฟ้าช็อต (สิ่งสำคัญคือไม่ต้องสร้างเส้นทางปัจจุบันผ่านร่างกายมนุษย์):
• สังเกตขั้วของการเชื่อมต่อ;
• อย่าสร้างวงจรสั้น
• เมื่อประกอบแบตเตอรี่ให้ปลดภาระจากพวกเขา;
• เชื่อมต่อเครื่องชาร์จกับแบตเตอรี่เมื่อถูกตัดการเชื่อมต่อจากเครือข่าย
• ควรทำงานในชุดฉนวนและรองเท้าที่เหมาะสมโดยไม่มีวัตถุที่เป็นโลหะซึ่งอาจทำให้การสัมผัสและลัดวงจร
• อย่าสัมผัสขั้วแบตเตอรี่ด้วยมือของคุณโดยเฉพาะอย่างยิ่งด้วยสองมือที่เสาต่าง ๆ (ซึ่งเป็นอันตรายอย่างยิ่งกับแบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพด้วยแรงดันสูง);
• ใช้เครื่องมือพิเศษที่มีชิ้นส่วนฉนวน
• ไม่ทำงานในสุขภาพไม่ดี
• คำนึงถึงกระแสที่ไหลผ่านแบตเตอรี่สะสมและโหลดและตัวนำที่เหมาะสมสำหรับการตัดขวาง
• เมื่อเชื่อมต่อองค์ประกอบเข้ากับแบตเตอรี่หนึ่งก้อนให้แน่ใจว่าได้สัมผัสและไว้วางใจได้จากอิทธิพลภายนอก
• เพื่อให้การป้องกันที่เชื่อถือได้ของแบตเตอรี่สำเร็จรูปจากไฟฟ้าลัดวงจรและความชื้น
• ใช้แบตเตอรี่ที่มีคุณสมบัติและระดับการสึกหรอเท่ากัน
• ตรวจสอบแบตเตอรี่ที่ประกอบอย่างระมัดระวังเพื่อหาข้อผิดพลาดในการแลกเปลี่ยน

สิ่งที่อาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดเมื่อเชื่อมต่อแบตเตอรี่

เพื่อกำจัดข้อผิดพลาดเมื่อเชื่อมต่อแบตเตอรี่ขอแนะนำให้ใช้ตัวเชื่อมต่อพิเศษที่กำจัดข้อผิดพลาดในการสลับเช่นอะแดปเตอร์ T-Plug หากเชื่อมต่อแบตเตอรี่อย่างไม่ถูกต้องในชุดประกอบเดียวกันอาจมีข้อผิดพลาดที่อาจทำให้เกิดผลกระทบร้ายแรง:

• เมื่อมีการเชื่อมต่อแบบขนานวงจรลัดวงจรจะเกิดขึ้นเนื่องจากปฏิกิริยาทางเคมีที่รุนแรงจะเกิดขึ้นในแบตเตอรี่ซึ่งจะนำไปสู่การรั่วไหลของอิเล็กโทรไลต์การเสียรูปของไฟไหม้หรือแม้กระทั่งการระเบิด
• เมื่อเชื่อมต่อแบบอนุกรมที่มีขั้วผิดวงจรจะเปิด แต่เมื่อมีการเชื่อมต่อโหลดกระแสย้อนกลับอาจปรากฏขึ้นผ่านองค์ประกอบที่เชื่อมต่อไม่ถูกต้องซึ่งจะทำให้เกิดความเสียหาย;
• ด้วยการลัดวงจรที่ยาวนานของแบตเตอรี่หนึ่งหรือหลายก้อนการจุดระเบิดของฉนวนการละลายของตัวนำปฏิกิริยารุนแรงภายในแบตเตอรี่การรั่วไหลของอิเล็กโทรไลต์ความผิดปกติของตัวเรือนไฟหรือการระเบิดเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้
• เมื่อมีการลัดวงจรของหน้าสัมผัสแบตเตอรี่จะยังคงใช้งานได้ แต่สถานะของขั้วไฟฟ้าภายในแบตเตอรี่เสื่อมสภาพอาจทำให้ความจุลดลง
• เมื่อใช้ตัวนำที่ไม่ได้ออกแบบมาสำหรับกระแสงานพวกเขาจะร้อนมากเกินไปฉนวนของพวกเขาจะละลายซึ่งอาจนำไปสู่การลัดวงจรและผลที่ตามมา

มีคำถามหรือมีอะไรเพิ่ม จากนั้นเขียนถึงเราในความคิดเห็นซึ่งจะทำให้เนื้อหาสมบูรณ์และถูกต้องมากขึ้น