Paralelné pripojenie batérií: schéma. Čo dáva paralelné pripojenie batérií?

Batérie sa zvyčajne vyrábajú s prihliadnutím napracovať s určitou normovanou záťažou. Existujú teda batérie, ktoré zabezpečujú fungovanie mikrokontrolérov – majú napätie 5 V. Pre prácu s motormi sa používajú batérie, ktoré dokážu poskytnúť 12 V alebo 24 V. Čo však v prípade, že potrebujete získať 60 V? Skúste nájsť batériu s takým napätím. V tomto prípade nám môže pomôcť paralelné pripojenie batérií. Čo dáva takýto pohyb? Aká je schéma takéhoto zapojenia? Aké špeciálne aspekty má tento krok? Ako prebieha paralelné pripojenie batérií? Ako vyzerá diagram tejto akcie? Všetky tieto, ako aj množstvo ďalších otázok s vami zvážime v rámci tohto článku.

Čo dáva paralelné zapojenie batérií v praxi?

Na začiatok si teda načrtneme všeobecnú schému.Paralelné pripojenie batérií umožňuje taký prístup, že všetky kladné svorky sú pripojené k určitému bodu elektrického obvodu, ktorý sa nazýva plus. To isté by sa malo robiť s negatívnymi závermi. Iba oni sú napojení na mínus. Prečo to musíme urobiť? V konečnom dôsledku máme napätie, ktoré má jedna batéria (za situácie sa považuje, že máme rovnaké batérie). Kapacita výslednej štruktúry sa však bude rovnať súčtu tohto parametra všetkých napájacích zdrojov, ktoré sú v obvode. Elektrická energia sa rovná jednej hodnote vynásobenej počtom zariadení. To však nezávisí od toho, aké pripojenie sa použije - paralelné alebo sériové.

Prečo pripájať batérie k batérii?

Preskúmali sme výsledok takýchto akcií.Prečo musíme batérie zapájať paralelne? Akýkoľvek elektrický systém alebo zariadenie má ohmické straty, keď sa časť energie premení na teplo a nedochádza k užitočnej práci. Je to spôsobené nemožnosťou dosiahnutia 100% účinnosti. Zároveň si z priebehu školskej fyziky možno pripomenúť, že čím vyššie napätie, tým nižší prúd pri rovnakom výkone a menej významných ohmických stratách. Čím viac vysokonapäťových batérií teda použijeme, tým lepšie výsledky dosiahneme. No ani pri tomto prístupe nemusí kapacita jednej batérie vždy stačiť. V takom prípade ho môžete nahradiť vysokokapacitnou batériou. Ale to nie je vždy vhodné a niekedy je jednoduchšie dať iný zdroj energie a použiť paralelné pripojenie batérií, aby dlhšie podporovali nejaký systém.

Je táto možnosť vhodná pre napájacie zdroje rôznych kapacít?

Paralelné pripojenie rôznych batérií nie jenesie so sebou nebezpečenstvo, ak problém zvažujeme z hľadiska napätia. Svorkám batérie sa nemôže stať nič strašné. Vybíjanie alebo nabíjanie napájacích zdrojov bude prebiehať synchrónne v dôsledku povahy pripojenia. Ale ak sa dotkneme témy prúdov, tak tu je to už trochu komplikovanejšie. Je teda potrebné zabezpečiť, aby neprekročila určitú hodnotu, ktorú udáva priamo samotný výrobca.

Najbežnejšie ukazovatele sú100 A a 130 A. Dôvodom tohto obmedzenia je, že svorky priamo nedokážu prenášať takýto prúd (hoci teoreticky to dokáže samotná batéria). To je ale úplný vrchol, ktorý môže byť len otázkou niekoľkých sekúnd. Poďme sa pozrieť na realistickejší prípad použitia.

Technické obmedzenia

Ak sa pozriete na špecifikáciepovolenú aktuálnu hodnotu, potom tu zvyčajne neuvidíte veľké čísla. Zvyčajne teda nie je možné povoliť vzájomné prepojenie batérií, ktorých kapacita sa mení od 5 do 25-krát (zvyčajne je to tak). Okrem toho je potrebné tento aspekt dôkladne preštudovať, pretože je možný aj skrat. Riziko jeho výskytu sa pohybuje v rozmedzí 15-70 kapacít najmenšej batérie (v závislosti od značky a technického prevedenia). Zhruba povedané, čím menej času fungujú, tým väčším prúdom môžete pracovať. Ak je teda rozdiel medzi nimi 5-násobný, znamená to, že budú môcť fungovať stále (teoreticky). Ale ak pracujeme s 20-násobným rozdielom, potom je žiaduce, aby bol počet sekúnd. Mnoho výrobcov napájacích zdrojov špecifikuje aktuálne prahové hodnoty pre svoje produkty. Napríklad 2,6 A.

Prečo existujú obmedzenia?

Poďme ďalej preskúmať tému paralelypripojenie batérií rôznych kapacít. Predtým bolo uvedené, že výrobcovia odporúčajú limity v ampérových jednotkách, hoci v praxi môže byť tento limit prekročený mnohokrát. prečo je to tak? Za týmto účelom zvážte samotnú štruktúru batérie pomocou príkladu olovenej batérie. Táto voľba bola urobená z dôvodu rozšírenosti napájacích zdrojov tohto typu.

Čiže pre úspešný priebeh nevyhnutnéelektrochemickej reakcie, je potrebné zabezpečiť jej kvalitný elektrolyt. Je tiež dôležité vykonávať proces v horných vrstvách a odstraňovať produkty. Výrazne tomu pomáha aktívna hmota batériových dosiek. V skutočnosti je vďaka nemu ľahšie dodávať a odoberať látku zúčastňujúcu sa reakcie. Ale ako sa „zdrojové materiály“ pohybujú nadol, veci sa začínajú diať pomalšie. Aktívne pôsobí aj to, že sa v elektrolyte objavuje síra. Preto je paralelné pripojenie batérií vhodnejšie len vtedy, keď je batéria nabitá. Čím nižší je indikátor skutočného napätia, tým nebezpečnejšia je prevádzka napájacích zdrojov rôznych kapacít. Preto je žiaduce poskytnúť včasnú výživu. Najlepšie by bolo nenechať nádobu klesnúť pod 1/3 nominálnej hodnoty.

Vlastnosti nabíjania pri paralelnom pripojení

Na začiatku tohto procesu sa preferujeje prenos dosť veľkého nabíjacieho prúdu. Najskôr sa totiž obnoví povrch batérie a až potom jej spodné vrstvy. Súčasne je žiaduce znížiť prúd, pretože intenzita elektrochemickej reakcie klesá, v dôsledku čoho môže elektrolyt v dôsledku veľkého množstva energie "vrieť" (rozloží sa).

Ak vezmeme do úvahy jeden z najpopulárnejších typovKeďže batérie sú olovené, pri porušení tohto predpisu je nepravdepodobné, že by okamžite zlyhali. Jeho životnosť sa ale evidentne výrazne zníži. Vo všeobecnosti, ak hovoríme o nabíjacích napájacích zdrojoch, potom stojí za to sústrediť sa na skutočnosť, že je žiaduce používať výrobné zariadenia. Ak využijete niečo iné, niektoré aspekty nemusia byť zohľadnené (alebo nesprávne zohľadnené), čo bude mať za následok problémy v budúcnosti.

O batériách a kapacite

Poďme sa ponoriť hlbšie do paralelného prepojeniarôzne batérie (rovnako ako rovnaké). Je potrebné pochopiť, že ak celkový prúd neprekročí stanovené limity, problémy a nebezpečenstvá sa neobjavia.

Poďme sa pozrieť na prepojenie dvoch batériíparalelne o 2 A, keď sú z rovnakej šarže a nabíjajú sa prúdom 2 * 2 = 4 A. Nehrozia tu žiadne nebezpečenstvá, keďže vďaka rovnakej konštrukcii sa prúdy rozdelia proporcionálne. A žiadne hranice neprekročia.

Teraz zoberme napájacie zdroje,kde je podstatný rozdiel. Keď prúd prekročí limity výrobcu, pretečie cez batériu, napriek tomu, že na to nie je určená. Myslíme si, že o výsledku sa netreba baviť. To platí pre všetkých, nielen pre olovené batérie. Aj keď chcete vykonať paralelné pripojenie Li-Ion batérií, ktoré sa považujú za batérie so zvýšenou spoľahlivosťou, nezanedbávajte bezpečnostné opatrenia.

Vypočítame požadované ukazovatele

Takže musíme poskytnúť významnéprúdová hodnota pomocou paralelne zapojených napájacích prvkov. Ako vieme, čo potrebujeme? Na tento účel môžete použiť špeciálny vzorec, ktorý bude teraz uvedený:

T = RTOEP * CEPOT

A teraz dekódovanie vzorca:

T - prúd, ktorý sa ukáže. Je potrebné, aby sa zhodoval s požadovaným výsledkom.

RTEEP - vybíjací prúd jednotky batérie. Toľko dokáže dať jedna batéria.

CAPOT - počet batérií rovnakého typu.

V rádioamatérskej praxi môže byť ťažké získať požadované hodnoty. Rovnaký vzorec vám uľahčí dosiahnutie vášho cieľa.

Hľadáte iné spôsoby, ako zapnúť batérie

Pozornosť sme venovali paralelnému zapojeniu batériívýznamnú pozornosť. Dúfame, že to pomôže vyriešiť stanovené úlohy. Ak vás však pri čítaní článku napadne myšlienka, že tu opísané riešenia nie sú vhodné pre konkrétny prípad, odporúčame vám, aby ste sa oboznámili s nasledujúcim:

1. Sériové pripojenie. Zhruba povedané, zvyšujeme napätie, ktoré nám poskytnú neprerušiteľné zdroje energie.
2. Zmiešané pripojenie. V tomto prípade dochádza súčasne k zvýšeniu prúdu aj napätia. Ale toto je veľmi zložitá schéma na zostavenie.

záver

Na záver by som rád povedal malé slová na rozlúčku.V prvom rade dodržiavajte bezpečnostné opatrenia. Pred prácou s batériami tiež nebude zbytočné zoznámiť sa s pokynmi a odporúčaniami ich výrobcov. Predídete tak situáciám, ktoré by mohli negatívne ovplyvniť životnosť napájacích zdrojov. Venujte zvýšenú pozornosť aj práci s batériami, ktoré poskytujú značný výkon. V takýchto prípadoch je riziko úrazu elektrickým prúdom veľmi pravdepodobné. Áno, a so slabými prvkami by sa nemalo zaobchádzať ľahkovážne.