При использовании батарей для управления нагрузкой через регулятор напряжения, лучше ли повысить напряжение параллельно от двух батарей или понизить напряжение от двух последовательно соединенных батарей? Если нет абсолютного ответа, существует ли общее правило (или набор правил) для решения, какое решение лучше всего подходит для конкретной ситуации?
Есть какие-нибудь интересные случаи, когда определенный тип схемы противодействует тренду? (каламбур не предназначен)
Ответы:
Использование повышающего преобразователя дает преимущество, заключающееся в возможности использования частично разряженных батарей, выходное напряжение которых падает ниже рабочего напряжения вашего устройства, но имеет недостатки в том, что устройство подвергается вреду, если напряжение батареи превышает ожидаемый уровень (например, если ваше 3,3-вольтовое устройство работает от двух батареек типа АА и имеет 3-вольтовое гнездо для включения питания, к которому кто-то подключает 5-вольтовое питание), и увеличивает потребление батареи по мере их разрядки (что, в свою очередь, увеличивает риск того, что перезаряжаемые батареи будут повреждены, или неперезаряжаемые батареи будут «протекать» (т. е. выделяют едкие химические вещества). Это также, к лучшему или худшему, обычно приводит к тому, что устройства продолжают нормально работать с возрастом батарей, пока они внезапно не достигнут Точка, где они ушли в целом.
Использование понижающего преобразователя обеспечивает большую невосприимчивость к входному перенапряжению и приведет к падению напряжения, подаваемого на главную цепь, после того, как напряжение батареи слишком сильно понизится. Во многих случаях это приводит к тому, что устройство начинает работать хуже по мере старения батарей - иногда это хорошо, а иногда плохо. Такое поведение может быть плохим, если устройство становится бесполезным, как только его производительность начинает ухудшаться, но может быть хорошим, если устройство остается несколько полезным, и если пользователь может не захотеть менять батареи в непредвиденные моменты времени.
Не кладите батареи параллельно. Их уровень заряда и поведение по напряжению не идентичны, если они относятся к одной модели. Это связано с производственным процессом.
Если вы подключаете их параллельно, ваш дизайн предполагает, что их напряжения равны. Когда конструкция выключена, батарея с более высоким напряжением разряжается в батарею с более низким напряжением. Если выбранная технология батареи не позволяет перезарядку, эта энергия теряется. Через некоторое время напряжение станет равным, и потеря энергии прекратится. Но если появляется внешнее возмущение, такое как повышение температуры, напряжение элементов батареи снова будет разным, а часть энергии снова будет потеряна.
Вот почему вы никогда не должны подключать элементы батареи параллельно. И если вы перепроектируете устройства с батарейным питанием, они всегда соединены последовательно.
Нет преобразования шага лучше для тяжелых нагрузок. Получите соответствие для батареи и нагрузки для снижения потерь. Как правило, более высокие напряжения нагрузки экономят на потерях меди и меди при распределении электроэнергии на большие расстояния.
Для резервирования параллельная работа ячейки лучше. Более сильная батарея обеспечивает большую мощность, пока она не соответствует более слабой батарее. Однако последовательно более слабая батарея всегда ограничивает мощность.
Если напряжение элемента батареи не слишком низкое для эффективного преобразования, рассмотрим два элемента 7,6 В с разными характеристиками, показанными ESR для каждого. Используя согласованные нагрузки, обратите внимание, что последовательное расположение дает меньшую мощность нагрузке, поскольку более слабый элемент (более высокое ESR) уменьшает мощность, доступную для нагрузки.
Также обратите внимание, что это относится только к перезаряжаемым элементам, которые выравнивают напряжение во время зарядки. Первичные клетки не будут использоваться таким образом, поскольку они будут разряжаться друг против друга. Батареи изнашиваются с более высокой ESR и меньшей емкостью в течение часа. Там, где батареи имеют очень высокую мощность и низкую способность к ЭПР, для их защиты необходимы внешние резисторы, а также шунтирование и байпас для последовательного подключения. Элементы батареи обычно соответствуют напряжению << 2% для хорошей работы в любом массиве, серии или параллели.
