Paralelní a sériové propojení baterií k sobě

Baterie, jak název napovídá, je zařízením pro ukládání elektrické energie. Ve správnou dobu tato energie rozsvítí LED nebo žárovky ve svítilnách, pohání elektrické motory, napájí elektronická zařízení a poskytuje nepřerušitelné zdroje napájení.

Ke spojování baterií s různými charakteristikami se používají paralelní a sériové i kombinované připojení baterií.

Druhy výrobků pro různé účely

Proč připojit zdroje napájení

Kombinací samostatných zdrojů napájení získáte několik výhod:

• Zvyšte napájecí napětí.
• Snižte nebo zvyšte proud ve spotřebitelském okruhu.
• Zvyšte celkovou kapacitu baterie.

Spotřeba energie se rovná součinu napětí aplikovaného na spotřebitele a proudícího v proudovém obvodu.

Zvýšením napájecího napětí je tedy možné snížit zatížení vodičů proudem proudícím. Je snadné vidět, že čím větší je aktuální parametr, tím více vodičů se zahřívá. Vytápění nevyvolává žádnou práci, což znamená, že celková účinnost elektrického zařízení je snížena.

Důležité! Zvýšením napájecího napětí a snížením protékajícího proudu se šetří energie snížením tepelných ztrát v obvodu.

Klíčové vlastnosti dobíjecích baterií

Před zahájením „experimentů“ a připojením baterií musíte pochopit, jaké vlastnosti mají a co dává každý typ připojení.

První charakteristikou je jmenovité napětí. Parametr určuje, jaké napětí může být mezi kladnými a zápornými svorkami. Tato charakteristika není konstantní a jmenovitá hodnota je do obvodu vydávána pouze z plně nabitého zdroje energie, protože se vybíjení a při zatížení snižuje elektromotorická síla (EMF).

Dnes jsou nejoblíbenější hodnoty 1,2, 2,4, 6 nebo 12 voltů.

Poznámka! Minimální napětí pohonů je 1,2 V a ne 1,5 V jako u „jednorázových“ baterií.

Spojením několika zdrojů v sérii dosáhnou zvýšeného napětí na výstupu sestavy.

Kapacita udává, kolik elektřiny je zařízení schopno dodávat před dosažením minimální přijatelné úrovně vybití a je měřeno v ampérech za hodinu.

Například označení 50 A / h znamená, že při proudu rovném 1A bude baterie poskytovat energii po dobu 50 hodin, nebo při proudu 2 A, bude fungovat 25 hodin až do dalšího nabíjení.

Uvedený výpočet je přibližný a platí pouze pro nízké vybíjecí proudy. Vysoký proud vybíjí baterii rychleji. Charakteristiku můžete objasnit podle diagramů charakteristik výboje připojených k výrobkům.

Příklad vybíjecí charakteristiky v závislosti na zatěžovacím proudu

Celková kapacita pro jakýkoli typ připojení bude stejná jako celkové indikátory všech baterií zahrnutých v obvodu.

Sériové připojení

Schéma sériového připojení zahrnuje vodič připojující kladný pól prvního zdroje a záporný druhý. Dále je kladný výstup druhého zdroje energie připojen k záporu třetího a tak dále. Montážní svorky jsou záporné svorky první baterie a kladné svorky v obvodu.

Sériové připojení

Celkové napětí takové sestavy se bude rovnat součtu EMF všech zdrojů zahrnutých v síti. Pokud jsou v baterii zahrnuty měniče stejné kapacity, zůstane celková hodnota stejná jako charakteristika jednoho zdroje.

Například, když jsou 3 produkty zapojeny do série při 1,2 V, celkové napětí mezi výstupními svorkami prvního a třetího připojeného zdroje bude 3,6 V.

Když je k obvodu přijímače připojen elektrický proud, protéká sériový obvod proudem, který nepřesahuje kapacitu 1 zdroje elektřiny. Například, pokud je sestava vyrobena ze stejných 2000 mAh baterií, pak celková hodnota pro libovolný počet „článků“ v obvodu zůstane na stejné hodnotě.

Význam sériového připojení je zvýšení napětí v síti a při nízkých proudech poskytuje zvýšený výstup na výstupu.

Vlastnosti sekvenčního začlenění

Při postupném zapnutí se striktně řídí pravidly, jejichž selhání vede k rychlému selhání baterie a v některých případech je to pro zdraví uživatele nebezpečné.

Každý napájecí zdroj má vnitřní odpor. U výrobků vyrobených podle stejné technologie, které používají stejné součásti a mají stejné vlastnosti, je vnitřní odpor přibližně stejný a závisí hlavně na stupni nabití.

Totéž ve výrobě, ale odlišné kapacity baterií, vnitřní odpor je velmi odlišný. Totéž platí pro baterie s různými výrobními technikami.

Jaké je nebezpečí připojení napájecích zdrojů s různými charakteristikami při nabíjení a vybíjení sériově připojených produktů.

Nabíjení

Když zapnete sériově připojené baterie různých kapacit, bude každá z nich nabita jedním proudem, což dává nabíječku. Při rozdílu kapacity na polovinu se menší jednotky budou nabíjet asi třikrát rychleji než velké.

Po nějaké době tedy některé z baterií nabijí plné nabití, zatímco velké baterie budou potřebovat další napájení nabíjecího proudu.

Jsou možné dva výsledky:

• Vykládání „velkých“ zdrojů, pokud je nabíječka vypnutá. V důsledku toho nebudou připojovaní spotřebitelé v budoucnu fungovat dlouho.
• Pokud není nabíjení odpojeno, dobijte menší baterii. Výsledkem je přehřátí. Vroucí elektrolyt, porucha produktu. Může dojít k výbuchu.

Pozornost! Nabíjení sekvenčně připojených pohonů je povoleno, pouze pokud mají stejnou kapacitu a napětí.

Vybít

Proces vybíjení není o nic méně nebezpečný pro různé zdroje. Proud v každém bodě sériového obvodu je stejný. Baterie menší kapacity se vybije rychleji než výkonnější zařízení připojená v sérii s ní. Pokud je v obvodu zařízení pro ochranu před hlubokým vybitím, napájení spotřebiče se zastaví, pokud jsou výkonné baterie stále schopné dodávat proud. Účinnost valné hromady bude několikrát snížena.

Pokud zařízení není vybaveno ochranou, bude aktuální tok pokračovat. V důsledku hlubokého vybití dojde k nevyhnutelnému selhání nejmenšího zařízení.

Paralelní připojení

Při paralelním připojení musí být všechny výhody napájecích zdrojů připojeny k jednomu bodu. To samé udělejte s negativními póly.

Paralelní připojení

Při připojování tohoto typu platí jiná pravidla pro určování charakteristik sestavy.

Je povoleno používat paralelní připojení pro baterie různých kapacit za předpokladu, že jmenovité napětí výrobků je stejné.

Příklad paralelně se měnících charakteristik

Celková kapacita paralelní sestavy se bude rovnat součtu kapacit všech zahrnutých produktů. Připojením dvou identických baterií paralelně získají sestavu dvojnásobnou kapacitu. Každý ze zdrojů je vybitý a nabitý přijatelným proudem.Malé odchylky v počátečních fázích cyklů nemají významný dopad na dobu dobrého provozu.

Při prvním připojení je důležité, aby byl stupeň nabíjení a podle toho napětí na svorkách připojených produktů stejné.

Je to způsobeno tím, že pokud je menší baterie nabita více (vyšší výstupní napětí), pak se větší baterie stane spotřebitelem elektřiny (malá baterie začne „nabíjet“ větší). To je plné nadproudu a ničení. Stejný účinek bude pozorován, pokud je napětí vyšší u baterie s větší kapacitou. V tomto případě se zdroj s nižší úrovní napětí stane zátěží, protéká jím proud blízký hodnotě zkratu.

Pozornost! Je zakázáno paralelně spojovat baterie s různým jmenovitým napětím.

Kromě selhání velkých pohonů bude v době připojení mezi terminály a spojovacími vodiči protékat velký proud. To může zase vést k poškození nebo dokonce zničení. Jiskření mezi dvěma zdroji různým napětím je zdrojem ultrafialového záření, což je pro lidské vidění nebezpečné.

Baterie připojujte do paralelního obvodu až po předběžném nastavení EMF.

Paralelní sériové připojení

Paralelně se často používá konzistentní způsob připojení baterií k vytváření napájecích zdrojů pro různé přenosné elektrické nástroje. Tato metoda umožňuje získat „vysoké“ napětí s velkou kapacitou.

Paralelní se sériovým připojením

Několik produktů je zapojeno do série, čímž se získá požadované napětí. Pak jsou tyto řetězy spojeny paralelně a získají tak kapacitu generálního shromáždění.

Pravidla připojení platí stejně jako u dříve popsaných způsobů začlenění. U takových zařízení je obvyklé připojovat baterie se stejnými charakteristikami. Při použití „baterií“ z jedné šarže se získá přibližně stejný vnitřní odpor součástí.

K zajištění provozu různých zařízení vyžadujících autonomní napájení jsou zapotřebí různá schémata spínání. Na základě znalostí získaných v tomto článku můžete vytvořit nezávislá připojení nezbytná pro správný provoz zařízení.