并联串联混合的电压和电流_如何正确地把锂电池串联和并联起来

本文详细介绍了电池串联和并联的基本原理及应用场景。串联时,电压相加,电流不变,适用于需要提高电压的情况;并联时,电压不变,电流相加,适用于需要增加电流的情况。无论是串联还是并联,都能增加电池组的输出功率。

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记得第一次接触串联并联式在初中时候,刚开始还是不怎么了解,于是乎学习段时间后才明白,串联电路和并联电路是大家都学习过的内容,我们对此都很熟悉。锂电老兵和大家普及一下关于电池串联和并联的区别。非常感谢关注锂电老兵马工,普通视角分享锂电故事。

锂电池并联的目的是为了增加容量,因此,锂电池并联充电也与单节锂电池相比具有不同的设计特点,主要体现在充电电流设计与并联电池的一致性上。

并联锂电池的特点是:电压不变,电池容量相加,内阻减小,可供电时间延长。并联充电的核心内容是并联电流的大小及其作用。根据并联理论,干路电流等于各支路电流之和,因此,已经组合为电池组的n节并联锂电池要达到与单节电池相同的充电效率,充电电流应为n个锂电池电流之和,在欧姆定律:I=U/R的公式下,这个设计是合理的。但是,并联后的电池内阻也会起变化,按照并联内阻公式,两个并联锂电池的总内阻等于两个电池内阻乘积与其内阻相加之和的比值,并联电阻会随着并联电池数量的增加而递减。所以,锂电池并联充电的效率可以在电流小于n个并联锂电池电流之和的基础上实现。

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锂电池并联要注意电池的一致性问题,因为,一致性差的并联锂电池会在充电过程中出现充不进电或者过充现象,从而破坏电池结构,影响整组电池的寿命。因此,选用并联电池时应避免将不同品牌、不同容量和不同新旧程度的锂电池混用。对电池一致性的内在要求是:锂电池电芯电压差≤5mV,内阻差≤3mΩ,容量差≤20mA。

事实上,锂电池并联后会有一个充电保护芯片对锂电池进行充电保护,锂电池生产厂家在制作并联锂电池时已经充分考虑了锂电池并联后的变化特点,也是按照上述要求进行电流设计和电芯选择的,所以,使用者需要按照并联锂电池的说明按部就班地进行充电,避免不正确的充电对电池可能造成的损害。

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串并联电池接线图

电池串联电压等于所串电池电压总合,提高电压。灯泡串联,一个开关可控制所有串联在一条线路上的灯泡,电池串联起来使用能提高输出电压,灯泡串联起来有什么特点:每个灯泡的电压之和就是电路的总电压

电池串联后,电压相加,各电流相等,这样提高了电压;电池并联,电压不变(前提是电压相一致的电池才可并联,否则电压高的会对电压低得充电,若相差太大可能还会有危险),电流等于各电池的相加,这样常常可以认为是增大了电池容量,并可以提供更大电流。

电池串联和并联的区别:

电池串联:

是指电池首尾相联。即第一节电池的正极接第二节电池的负极,第二节电池的正极接第三节电池的负极依次类推;

串联电压等于电池电压之和,电流等于流过每个电池的电流;

电池组当中的一节损坏会造成整个电池组不能使用或是电压降低;

串联可以提升总电压。

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串并联接线图

电池并联:

是指电池首首相联、尾尾相联。即所有电池的正极相联接,所有电池的负极相联接。

并联电压等于单个电池电压,电流等于电池电流之和。

电池组的续航能力虽然增强了,但短路电流造成的破坏更加严重;

并联可以提高总电流。

1、电池并联时,电压处处相等,即Ua=Ub=Uc=Uo;电流是各个蓄电池电流之和,即Io=Ia+Ib+Ic。(参见图一蓄电池的并联电路)

电池并联适合电压不变,电流需要增大的场合。

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串并联实物

2、电池串联时,电流处处相等,即Io=Ia=Ib=Ic;电压是各个蓄电池电压之和,即Uo=Ua+Ub+Uc。(参见图二蓄电池的串联电路)

电池串联使用适合电流不变,电压需要增高的场合。

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电池串联

无论是串联还是并联,蓄电池组的输出功率都增加。

并联:几个电池,正和正,负和负并排连在一起,电压不变,容量增加,相对应电流也增加。串联:几个电池头尾串在一起也就是正和负,第一节的负接第二节的正,以此类推。电压增加,容量不变。也就是说串联起来的话,电动势为两节电池电动势之和,如果并联起来的话,那他们提供给用电器的电压就在只有一节电池的电动势那么大。

串联时,电压为两电池电压的和。并联时,电压与这两个电池的电压相等。

1、串联,是电流不变,电压相加;并联,是电压不变,电流相加

2、虽然电压没变两个12v蓄电池串联是为了获得更高的电压以适应用电器,在100w以上的就要10A的电流,比如设计值是12v输入的逆变器,这对于开关和导线的要求极高,所以降低电流是主要原因,就要二个并联,但允许的正常放电电流却增大一倍了,如果用24v时电流只有5A了。因此很多地方就采用高电压的电器(比如电动车)就是这道理。但也有些电器本来就是12v的。当它们的功率(电流)较大时,电动机,为提高电瓶的工作时间或单个电瓶的电流不足以驱动,蓄电池才12v,而有些用电器的功率比较大。

两个6V的电瓶串联是12V,两个12V的电瓶只有并联电压才是12V,所谓的并联就是正极连接正极,负极连接负极。

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两个12v蓄电池串联是为了获得更高的电压以适应用电器,蓄电池才12v,而有些用电器的功率比较大,在100w以上的就要10A的电流,这对于开关和导线的要求极高,如果用24v时电流只有5A了,所以降低电流是主要原因,因此很多地方就采用高电压的电器(比如电动车)就是这道理.但也有些电器本来就是12v的,比如设计值是12v输入的逆变器,电动机...当它们的功率(电流)较大时,为提高电瓶的工作时间或单个电瓶的电流不足以驱动,就要二个并联,虽然电压没变,但允许的正常放电电流却增大一倍了。

电池并联适合电压不变,电流需要增大的场合。电池串联使用适合电流不变,电压需要增高的场合。无论是串联还是并联,电池组的输出功率都增加。我们只需要按产品的需要来选择即可。

<think>好的,用户的问题是关于使用AA电池(5号电池)设计构建电源电路的方法及注意事项。首先需要明确用户的需求,可能他们是在进行电子项目,比如DIY设备或小型电子产品,需要可靠的电源解决方案。AA电池是常见的电源,但设计调试时需要考虑电压电流电池寿命等因素。 首先,要确定电路所需的电压电流。AA电池通常每节1.5V,串联可以增加电压并联可以增加容量。比如,如果需要3V,可以用两节串联。同时,电流需求决定了电池的续航时间,高电流设备可能需要并联电池组或更大容量电池。 接下来是电池连接方式。串联并联的选择会影响总电压容量。需要计算总电压容量,确保满足设备需求。例如,四节AA电池两串两并,可以得到3V4000mAh的容量。同时,接触电阻的问题需要注意,使用质量好的电池弹簧触点可以减少能量损耗。 稳压部分也很重要,特别是当设备需要稳定电压时。使用LDO稳压器如HT7333可以在输入电压化时保持输出稳定。例如,三节AA电池提供4.5V,经过HT7333稳压到3.3V,适合微控制器使用。 保护电路不可忽视,反接保护二极管可以防止电池装反损坏电路。自恢复保险丝能在短路时切断电流,保护电池元件。例如,在正极串联1N4007二极管500mA保险丝,提高安全性。 能效管理方面,低静态电流的稳压器电源开关模块有助于延长电池寿命。比如,TPS61090升压芯片在低功耗模式下效率高,适合需要升压的场合。添加物理开关彻底切断电源,避免待机耗电。 调试测试阶段,用万用表监测电压电流,排查接触不良或短路。例如,空载电压正常但带载下降,可能是接触电阻过高或电池电量不足。长时间测试电池寿命,确保实际使用时间符合预期。 注意事项里,电池新旧混用会导致漏液,定期更换全部电池。高耗电设备可能需要锂电池方案,AA电池适合中等电流需求。低温环境使用碱性电池更可靠,避免镍氢电池容量下降。 最后,生成相关问题时要基于设计调试中的关键点,比如串联配置计算、延长寿命的方法、升压电路设计、低温影响等,这些都是用户可能进一步关心的问题。</think>设计构建基于AA电池的电源电路需考虑电压需求、电流容量及系统稳定性。以下为关键方法与注意事项: **电压配置与电池组合** AA电池标称电压为1.5V(碱性)/1.2V(镍氢),多节组合满足不同需求: - 串联提升电压:3节AA电池串联输出4.5V(碱性)或3.6V(镍氢) - 并联增加容量:2节并联可使2000mAh电池组达到4000mAh容量 电压计算公式: $$V_{total} = n \times V_{cell}$$ 容量计算公式(并联时): $$C_{total} = m \times C_{cell}$$ ($n$为串联节数,$m$为并联组数) **稳压电路设计** 建议采用LDO稳压器实现稳定输出: ```arduino // 典型LDO接线示例 电池+ → LDO.IN LDO.OUT → 负载+ LDO.GND → 负载- & 电池- ``` 常用型号HT7333(3.3V输出)或LM2940(5V输出),需满足$V_{in} > V_{out}+1V$ **保护电路实现** 1. 反接保护:串联二极管1N5817(压降0.3V)或MOS管方案 2. 过流保护:添加PTC自恢复保险丝(如250mA/500mA规格) 3. 滤波电路:并联100μF电解电容+0.1μF陶瓷电容 **能效优化措施** - 选择低静态电流元件(<5μA) - 配置电源开关模块切断非工作时段供电 - 对间歇工作设备采用MOSFET电源控制: ```python # 伪代码示例 if sensor_triggered(): GPIO.setup(power_pin, HIGH) take_measurement() GPIO.setup(power_pin, LOW) ``` **调试要点** 1. 空载电压测试:测量各节点电压是否符合理论值 2. 带载压降测试:满负荷时压降应小于10% 3. 持续放电测试:记录电压跌至设备最低工作电压的时间 4. 接触电阻检测:电池触点压降应小于50mV@200mA **注意事项** - 避免新旧电池混用,建议同一品牌/批次 - 镍氢电池充满电压约1.4V,放电截止电压1.0V - 碱性电池不适合>500mA持续放电场景 - 高湿度环境应做防水处理(电池仓涂覆硅胶) - 长期存放需取出电池防止漏液
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