本文提出以工业端子排作为无焊面包板的替代方案。这为大电流电路提供了快速简便的原型设计方式。
面包板存在哪些局限性？
在先前文章中，我建议将面包板电流限制在约1安培。该限制基于内部功耗，可防止面包板自身过热。这种自发热现象源于面包板导线矩阵的 I^2R 损耗，以及元件与面包板接触点的接触电阻。如该文所述，全新未使用的面包板可建模为每个触点10毫欧，每英寸11毫欧。
虽然这是防止面包板熔化的合理方案，但对中等电流系统中的精密测量毫无助益。最近尝试演示的混合锂离子电容(LiC)超级电容器串联组电池均衡系统就是典型案例。图1展示了我的首次尝试。图中伊顿LiC器件安装在面包板上，通过导线连接至Arduino Nano Every。
图 1 ：混合锂离子电容器安装在面包板上的实物图。
大电流导致的面包板压降问题
理论上这应是个可行电路。面包板完全能承受该电流。充电电流被限制在150毫安。测试放电电路由单个10Ω电阻构成。根据以下计算，最大电流为1.14安培：
I_{最大} = \dfrac {3 * 3.8 \ 伏直流}{10 \ \Omega}
其中3.8伏直流是每个串联电容器的满充电压。
图2展示了电容器放电测试的初始结果。测试时，10Ω电阻在零时刻接入电容器组。各电容器电压计算值下降时出现不理想的差异。
技术提示 ：本文数据采集系统采用接地参考。由于是串联结构，无法直接测量单个电容器电压。相反，我们测量的是C3、C3 + C2以及C3 + C2 + C1。每个电容器的电压都基于这三组测量值计算得出。例如，C1的电压通过(C3 + C2 + C1)减去(C3 + C2)测得。
图 2 ：由于面包板电阻导致的电容器表观不平衡测量现象。
前文提到，面包板可建模为每个触点10毫欧姆，每英寸导线11毫欧姆。仔细观察图1可见，面包板上有10个接线连接点。负载部分还有两个额外连接点（图中未显示）。假设使用全新面包板，导线总长2英寸且含12个物理连接点，总面包板电阻计算如下：
R_{Breadboard} = 12 * 0.01 + 2 * 0.011 \approx 140 \ m\Omega
零时刻测得的电容器电压差异令人担忧。面包板电阻显然是造成部分差异的原因。我们可以做得更好。
采用工业端子排改进连接方式
此时可采用焊接方式降低电容器连接电阻。这无疑是有效的构建方法。但在储能系统原型开发中，焊接并非理想的构建方式。最好保持快速拆卸组件并放回防护壳的能力，如本文图示。
工业端子排（如图3所示）既能降低连接电阻，又可保留电路快速拆卸能力。这些端子排采用螺丝紧固夹，可承载25安培以上电流，提供稳定低电阻连接。结果如图 4 所示。
图 3 ：使用工业端子排降低电阻。
技术提示 ：端子排间的橙色部件是双位跳线。该附加装置可将两个端子排相连。此操作使对应节点的端子连接数量翻倍。在本应用中，这为负载连接提供了便利（图中未显示）。
聚焦图表左侧可见，所有电容器的初始电压跌落保持一致。电容器在放电周期的大部分时间内保持平衡状态。只有当电容器接近其设计上限2.2伏直流截止电压时，才会出现偏差。
图 4 ：降低面包板电阻后实现的改进平衡效果。
最后的思考
无焊面包板为小信号器件提供了便捷的原型搭建方式。虽然面包板可承受最高1安培电流，但仍会产生不理想的电压降。多数情况下这些压降可忽略不计，但正如本文所示，并非总是如此。现有多种替代方案，包括焊接元件，或采用本文介绍的工业级DIN导轨安装端子排。