如何在电路中使用多个电池:初学者指南
关键的外卖
探索多种电池的常见配置。
将基尔霍夫电流定律应用于电池供电电路。
找出保护故障电池不影响安全的方法。
我习惯了盯着24英寸的显示器，尽管是在笔记本电脑上工作。虽然更大的屏幕有助于缓解我日益恶化的视力，但这并不仅仅是更大的字体和图标的问题。拥有两个屏幕让工作变得更容易，因为我不需要在数据表和设计之间来回切换。
然而，我并不满足于2个屏幕。我决定买一个新的第三个显示器和一个显示适配器，这样我就可以有三个屏幕了，我认为设置起来很简单。令我惊讶的是，我那台老旧的笔记本电脑和它有限的图形处理能力意味着我暂时只能用两个屏幕。
偶尔，您可能会忽略一些简单的概念，没有考虑关键的因素，就像没有考虑旧显卡的局限性一样。当你在一个电路中设计多个电池时也是如此。除了确定配置，您还需要对电流进行一些快速计算，并采用一些关键的安全措施。通过本指南中的信息，您将了解在电路中安全使用多个电池的不同方法。
电路中多节电池的常见配置
在实际应用中，你经常会遇到多种电池的配置:
系列
平行
串并联
系列电池配置
串联配置是两个或多个电池按顺序连接;一个电池的正极连接到另一个电池的负极，以此类推。在串联配置中，在负载上看到的电压是电池的总和。
例如，4节1.5V电池串联，则给负载的电压为6V。通过的电流是不变的，是单个电池的额定电流。
多节电池串联配置。
电池并联配置
同时，并联电池配置具有相反的效果。输出的电压保持不变，但电流是每个电池的总和。在并联配置中，电池的正极和负极连接如下图所示。
多节电池并联配置。
电池串并联配置
串联的电池产生较高的总电压，而并联的电池产生较高的总电流。但是如果你想要两种构型中最好的呢?进入电池串并联配置。在这种配置中，电池首先串联以提供相似的电压。然后，两个或多个串联连接并联，以扩大电流容量。
利用基尔霍夫定律计算多电池电流
如果你的设计需要多个电池，那么每一个微安都很重要。你不能在估计电流需求时出错，这意味着要计算传递到电路中各个组件的电流。
在这种情况下，基尔霍夫电流定律(KCL)会很方便。该定律指出，进入电路中某个节点的总电流等于流出该节点的电流之和。使用基尔霍夫定律，你将能够计算流入每个子电路的电流，这将有助于确定电池的容量和耐用性。
基尔霍夫电流定律
即使你使用的是串并联电池的复杂配置，基尔霍夫定律也适用。这也解释了为什么当一个或多个电池损坏时，电路可能出现故障。
使用多个电池设计时的安全注意事项
电池是化学反应的产物，随着时间的推移会老化。可充电电池在失去保持额定电量的能力之前，有一个充电-充电循环次数的限制。有些电池也可能从一开始就出现故障，无法提供额定电压。
根据配置和故障的性质，当电池坏掉时，电路将遭受不同的后果。在串联配置中，电池故障产生的电压低于额定电压将降低输出电压之和。例如，如果其中一个电池测量1V，那么两个1.5 V电池只能提供2.5V。如果输出电压低于工作阈值，电路可能表现异常或根本不工作。
电池短路也是一个问题，尤其是在并联配置中。发生在其中一个电池短路将绕过负载，导致过热在其他良好的电池。这种情况是火灾隐患。因此，在电路中放置温度传感器、熔断器和电池管理设备等预防措施有助于避免不必要的事故。
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