Khi thiết kế hoặc mở rộng các hệ thống chạy bằng pin, một câu hỏi thường gặp là: Liệu hai bộ pin có cùng điện áp có thể được mắc nối tiếp với nhau không? Câu trả lời ngắn gọn là:Đúngnhưng với một điều kiện tiên quyết quan trọng:khả năng chịu điện áp của mạch bảo vệCần phải được đánh giá cẩn thận. Dưới đây, chúng tôi giải thích các chi tiết kỹ thuật và biện pháp phòng ngừa để đảm bảo vận hành an toàn và đáng tin cậy.
Hiểu rõ các giới hạn: Khả năng chịu điện áp của mạch bảo vệ
Các bộ pin lithium thường được trang bị mạch bảo vệ (PCB) để ngăn ngừa sạc quá mức, xả quá mức và đoản mạch. Một thông số quan trọng của PCB này là...điện áp chịu đựng định mức của MOSFET.(các công tắc điện tử điều khiển dòng điện).
Ví dụ minh họa:
Lấy hai bộ pin LiFePO4 4 cell làm ví dụ. Mỗi bộ pin có điện áp khi sạc đầy là 14,6V (3,65V mỗi cell). Nếu mắc nối tiếp, điện áp tổng hợp của chúng sẽ trở thành...29,2VMạch in bảo vệ pin 12V tiêu chuẩn thường được thiết kế với các MOSFET có công suất định mức là...35–40VTrong trường hợp này, tổng điện áp (29,2V) nằm trong phạm vi an toàn, cho phép các pin hoạt động bình thường khi mắc nối tiếp.
Rủi ro vượt quá giới hạn:
Tuy nhiên, nếu bạn mắc nối tiếp bốn bộ nguồn như vậy, tổng điện áp sẽ vượt quá 58,4V—cao hơn nhiều so với mức điện áp cho phép 35–40V của các mạch in tiêu chuẩn. Điều này tạo ra một mối nguy hiểm tiềm ẩn:
Cơ sở khoa học đằng sau rủi ro
Khi các pin được mắc nối tiếp, điện áp của chúng cộng lại với nhau, nhưng mạch bảo vệ hoạt động độc lập. Trong điều kiện bình thường, điện áp tổng hợp sẽ cung cấp năng lượng cho tải (ví dụ: thiết bị 48V) mà không gặp sự cố. Tuy nhiên, nếumột bộ pin kích hoạt chế độ bảo vệ(Ví dụ, do xả quá mức hoặc quá dòng), các MOSFET của nó sẽ ngắt kết nối bộ pin đó khỏi mạch.
Tại thời điểm này, toàn bộ điện áp của các pin còn lại trong mạch nối tiếp được đặt vào các MOSFET bị ngắt kết nối. Ví dụ, trong cấu hình bốn pin, một mạch in bị ngắt kết nối sẽ phải chịu gần như toàn bộ điện áp.58,4V—vượt quá định mức 35–40V. Khi đó, các MOSFET có thể bị hỏng dosự đánh thủng điện áp, làm vô hiệu hóa vĩnh viễn mạch bảo vệ và khiến pin dễ bị tổn thương trước các rủi ro trong tương lai.
Giải pháp cho các kết nối nối tiếp an toàn
Để tránh những rủi ro này, hãy tuân theo các hướng dẫn sau:
1.Kiểm tra thông số kỹ thuật của nhà sản xuất:
Luôn kiểm tra xem mạch bảo vệ (PCB) của pin có được thiết kế cho các ứng dụng mắc nối tiếp hay không. Một số PCB được thiết kế đặc biệt để chịu được điện áp cao hơn trong cấu hình nhiều pin ghép nối.
2.Mạch in cao áp tùy chỉnh:
Đối với các dự án yêu cầu nhiều pin mắc nối tiếp (ví dụ: hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời hoặc hệ thống xe điện), hãy chọn mạch bảo vệ với MOSFET điện áp cao tùy chỉnh. Chúng có thể được điều chỉnh để chịu được tổng điện áp của hệ thống mắc nối tiếp của bạn.
3.Thiết kế cân bằng:
Đảm bảo tất cả các bộ pin trong chuỗi đều có dung lượng, tuổi đời và tình trạng hoạt động tương đồng để giảm thiểu nguy cơ kích hoạt không đồng đều các cơ chế bảo vệ.
Lời kết
Mặc dù về mặt kỹ thuật, việc mắc nối tiếp các bình ắc quy cùng điện áp là khả thi, nhưng thách thức thực sự nằm ở việc đảm bảo rằng...Mạch bảo vệ có thể chịu được ứng suất điện áp tích lũy.Bằng cách ưu tiên các thông số kỹ thuật linh kiện và thiết kế chủ động, bạn có thể mở rộng quy mô hệ thống pin của mình một cách an toàn cho các ứng dụng điện áp cao hơn.
Tại DALY, chúng tôi cung cấpGiải pháp PCB tùy chỉnhVới các MOSFET điện áp cao đáp ứng nhu cầu kết nối nối tiếp tiên tiến. Hãy liên hệ với đội ngũ của chúng tôi để thiết kế hệ thống điện an toàn hơn, đáng tin cậy hơn cho các dự án của bạn!
Thời gian đăng bài: 22 tháng 5 năm 2025
