วิธีแพงอย่างน้อยเพื่อเพิ่มแรงดัน DC

อะไรจะเป็นวิธีที่แพงที่สุดในการเพิ่มแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง

เป้าหมายคือการแปลง 1.2 V / 1.5 V (จากเซลล์ AA / AAA) เป็น 3.3 V เพื่อให้พลังงานแก่ไมโครโปรเซสเซอร์ 8 บิตขนาดเล็กเช่น Atmel ATtiny45 หรือ ATtiny2313 และ 6 V เพื่อใช้เป็นออด

นอกจากนี้กระแสสูงสุดที่สามารถดึงได้อย่างปลอดภัยจากแบตเตอรี่อัลคาไลน์คืออะไรหลังจากเพิ่มเป็น 3.3 V / 6 V

ในที่สุดฉันจะคำนวณระยะเวลาที่แบตเตอรี่อัลคาไลน์จะมีอายุการใช้งานได้อย่างไร

มีเทคนิคที่เรียกว่าปั๊มชาร์จซึ่งคุณสามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าได้สองเท่า แต่นั่นจะให้เพียง 3V จากเซลล์ 1.5V และน้อยกว่าจากเซลล์ 1.2V ฉันยังคงพูดถึงมันเพราะไมโครคอนโทรลเลอร์หลายคนในวันนี้จะทำงานกับแรงดันไฟฟ้าลงไปที่ 2V ปั๊มจ่ายสามารถจ่ายกระแสไฟที่ จำกัด ได้เพียงพอที่จะจ่ายกำลังให้กับไมโครคอนโทรลเลอร์ แต่อุปกรณ์เสริมกำลังพิเศษเช่นมอเตอร์หรือรีเลย์หมด แรงดันไฟฟ้าจะลดลงตามภาระ ดังนั้นจึงไม่เหมาะ LM2660เป็นปั๊มค่าใช้จ่ายเก็บประจุเปลี่ยน

ทางออกที่ดีคือสวิตชิ่งเรกูเลเตอร์ สิ่งเหล่านี้มีอยู่ในทอพอโลยีหลักสองประการ: "เจ้าชู้" ที่จะไปจากแรงดันสูงถึงต่ำและ "เพิ่ม" เพื่อไปจากแรงดันไฟฟ้าต่ำถึงสูงขึ้น ดังนั้นคุณต้องการตัวควบคุมการเพิ่ม ผู้ผลิตรายใหญ่รวมถึงเทคโนโลยีเชิงเส้น (แพงกว่า) และเซมิคอนดักเตอร์แห่งชาติ (เพิ่งได้มาจาก Texas Instruments) LM2623สามารถดำเนินการเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าอินพุตต่ำเป็น 0.8V

เกี่ยวกับอายุการใช้งานและแบตเตอรี่ ฉันจะสมมติว่าคุณทำงานกับแบตเตอรี่ 1.5V รายการที่นี่บนโต๊ะของฉันมีคะแนน 2300mAh ดังนั้นลองใช้ค่านั้น สมมติว่าไมโครคอนโทรลเลอร์และอุปกรณ์เสริมของคุณต้องมี 100mA ที่ 3.3V นั่นคือ 330mW หากตัวสลับมีประสิทธิภาพ 85% นั่นหมายความว่าจะดึง 330mW / 0.85 = 390mW จากแบตเตอรี่ นั่นคือที่ 1.5V ดังนั้นคุณจะวาด 260mA จากแบตเตอรี่ แบตเตอรี่ได้รับการจัดอันดับที่ 2300mAh จากนั้นอุปกรณ์ของคุณสามารถทำงานได้ 2300mAh / 260mA = 9 ชั่วโมงต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง
หากคุณวางแผนที่จะโหลดแบตเตอรี่ค่อนข้างหนักฉันจะยังคงต่ำกว่า 2300mA ซึ่งจะทำให้แบตเตอรี่หมดใน 1 ชั่วโมง

ในการสร้างแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นจากแบตเตอรี่เช่นนั้นใช้แหล่งจ่ายไฟแบบสลับชนิดหนึ่งที่เรียกว่า "ตัวแปลงเพิ่ม" สิ่งนี้ใช้ตัวเหนี่ยวนำเพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า แนวคิดนี้เหมือนกันกับวิธีที่ค้อนก่อให้เกิดแรงดันสูงกว่าแขนของคุณสามารถส่งไปยังเล็บได้โดยตรง

มีชิปออกมาที่รวมสิ่งเหล่านี้เข้าด้วยกัน เทคโนโลยีเชิงเส้น ST Micro, TI และอื่น ๆ อีกมากมายที่ผลิตชิปดังกล่าว ข้อเสนอบางส่วนจาก Microchip ค่อนข้างดีในช่วงแรงดันไฟฟ้าแคบตามที่คุณมี

การสร้างแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นก็โอเค แต่ชิปเหล่านี้ยัง จำกัด อยู่ที่กฎพื้นฐานทางฟิสิกส์ พวกเขาไม่สามารถจ่ายไฟได้มากกว่าในเนื่องจากพลังงานเป็นแรงดันไฟฟ้าครั้งปัจจุบันกระแสไฟขาออกจะต้องลดลงเมื่อแรงดันสูง เช่นเดียวกับค้อนแขนของคุณจะต้องเคลื่อนไหวได้มากกว่าที่จะตอกตะปูเพื่อตอบแทนแรงที่สูงขึ้น แน่นอนว่าจะมีการสูญเสียเช่นกัน อะไรที่มากกว่า 90% นั้นค่อนข้างดี สมมติว่าเพื่อเป็นตัวอย่างว่าบูสเตอร์บูสเตอร์ของคุณนั้นมีประสิทธิภาพ 80% และทำให้ 3.3V ที่ 100mA จาก 1.3V ในนั้น 3.3V * 100mA = 330mW การบัญชีสำหรับการสูญเสียใน switcher, 330mW / 80% = 413mW มา 413mW / 1.3V = 317mA ซึ่งเป็นกระแสที่จะถูกดึงออกมาจากแบตเตอรี่

ในตัวอย่างนี้กระแสแบตเตอรี่คือ 317mA ซึ่งอยู่ในช่วงที่ประเภท AA สามารถรักษาได้ชั่วขณะหนึ่ง เพื่อให้ทราบว่าแบตเตอรี่จะใช้งานได้นานเท่าใดคุณต้องดูความจุของแบตเตอรี่ สิ่งนี้แสดงในเวลา * ปัจจุบันเช่น mA-hours สมมติว่าแบตเตอรี่ AA ของคุณมีความจุ 2 Ah ในการประมาณแรก 2 Ah / 317 mA = เวลาทำงาน 6.3 ชั่วโมง อย่างไรก็ตามมีหลายสิ่งหลายอย่างที่ทำให้เกิดการวิเคราะห์เบื้องต้นนี้ สำหรับสิ่งหนึ่งในปัจจุบันจะไม่ 317mA ตลอดอายุการจำหน่ายทั้งหมดของแบตเตอรี่ เมื่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลดลงแหล่งจ่ายไฟสลับจะดึงกระแสได้มากขึ้น อุณหภูมิมีผลอย่างมากต่อความจุของแบตเตอรี่ หากนี่หมายถึงการทำงานกลางแจ้งในสภาพแวดล้อมที่เย็นจัดคุณอาจได้รับความจุของแบตเตอรี่ที่น้อยกว่า 1/2 ปัจจุบันมีผลต่อความจุเช่นกัน 300mA สำหรับ AA อาจไม่ใช่จุดที่ความจุลดลงอย่างมีนัยสำคัญ แต่ 1A น่าจะเป็น คุณอาจได้ 2.0 Ah ที่ 300mA แต่เพียง 1.6 Ah ที่ 800mA ฉันทำตัวเลข สิ่งเหล่านี้อาจไม่ไร้สาระทั้งหมดสำหรับแบตเตอรี่ AA ส่วนใหญ่ แต่คุณต้องดูแผ่นข้อมูลแบตเตอรี่ด้วยตัวคุณเอง

คำตอบที่ระบุจะไม่ทำงานในเวอร์ชันโลกแห่งความจริงของสิ่งที่คุณอธิบายหรืออยู่ไกลจากราคาต่ำสุด

แผ่นข้อมูล LM2623 ของ Steven เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมและจะเริ่มต้นที่ 1.1V และทำงานบน 0.9V แต่ IC มีราคาประมาณ 60 เซนต์

หากคุณต้องการต้นทุนต่ำสุดอย่างแท้จริงแล้วJoule Thiefรุ่นที่ได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสมนั้นเป็นผู้สมัครที่ดี ฉันใช้ชื่อนั้นเพราะมันจะนำคุณไปสู่หลากหลายรูปแบบ แต่รูปแบบดั้งเดิมนั้นไม่ค่อยมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตามเมื่อคุณมีความคิดที่คุณสามารถดูตัวเลือกและเลือกหนึ่ง

"Joule Thief" เป็นตัวแปลงเพิ่มการสั่นตัวเองของทรานซิสเตอร์หนึ่งตัวโดยใช้ขดลวดหลักของตัวเหนี่ยวนำบวกกับขดลวดป้อนกลับของตัวเหนี่ยวนำ สำหรับการใช้งานแบบ DIY คุณสามารถสร้างชิ้นส่วนได้ฟรีจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีเศษซากสมัยใหม่หรือหากซื้อชิ้นส่วนใหม่หรือส่วนเกินสามารถสร้างชิ้นส่วนที่มี 10 ถึง 20 เซนต์

นี่เป็นตัวอย่างที่ดีของหน้า DIY Joule Thief

ภาพคอมโพสิตด้านล่างทำจาก 3 ภาพจากหน้าด้านบน:

อื่น ๆ - คุณสามารถสร้างตัวแปลงบูสเตอร์ด้วยทรานซิสเตอร์หนึ่งตัวและตัวเหนี่ยวนำแยกสองตัวข้อดีคือไม่จำเป็นต้องมีขดลวดสองตัว และ Colpitts oscillator คลาสสิกใช้ตัวเหนี่ยวนำที่ไม่ได้ใช้
ตัวเลขที่นี่และ

รุ่นอื่น ๆ :

ดี

อีกสองสามล้านคน

วิกิพีเดีย:

ที่เพิ่ม:

โจรจูลพื้นฐานไม่ใช่การออกแบบที่น่าอัศจรรย์ คุณสมบัติที่โดดเด่นคือมันใช้งานได้ในหลายกรณีดังนั้นจึงแนะนำการแปลงพลังงาน SMPS เพิ่มตัวแปลงและอื่น ๆ อีกมากมายให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่มีประสบการณ์และไม่มีการศึกษา

ความคิดที่หลากหลายเกี่ยวกับรุ่นที่มีการควบคุมสามารถพบได้โดยดูจากคอลเลกชันนี้ (YMWV)

ฉันสะดุดกับการแลกเปลี่ยนสแต็กก่อนหน้าไม่กี่คำตอบ Joule Thief ที่ดูเหมือนจะมีความเกี่ยวข้อง ค้นหา "Joule Thief" ในเว็บไซต์นี้จะเปิดขึ้นอีกไม่กี่

ฉันจะคำนวณ Joule Thief ได้อย่างไร

ทางเลือกอื่นในการแก้ไข: ฉันจะคำนวณ Joule Thief ได้อย่างไร

จนถึงเดือนธันวาคม 2555

หลากหลายเซลล์หนึ่งไปยังไดรเวอร์ LED ที่นี่

ไอซีที่ถูกที่สุดสำหรับตัวแปลงบูสเตอร์ที่ฉันรู้จักคือ 34063 และ MCP1640 ผลลัพธ์ของ MCP1640 นั้นมากถึง 5V แต่ก็มีประสิทธิภาพมากกว่าและดูเหมือนจะใช้งานง่ายกว่า (ชิ้นส่วนภายนอกที่น้อยกว่า) กว่า 34063 ยกเว้นว่า MCP1640 นั้นมีให้เป็น SMD เท่านั้น

ปุ่ม Dash

ปุ่ม Dash [Amazon] ทำงานที่ 3.3 V เพิ่มขึ้นจากค่าเล็กน้อยของแบตเตอรี่ 1.5 V วาดภาพ 200–300 mA จากแบตเตอรี่เมื่อเปิดและ 2.3 μAเมื่ออยู่ในโหมดสลีป ซึ่งหมายความว่าแบตเตอรี่ ~ 1200 mAh ควรจะสามารถจ่ายไฟให้อุปกรณ์เป็นเวลาอย่างน้อยสี่ชั่วโมงในขณะที่อยู่ในทศวรรษที่ผ่านมาขณะที่อยู่ในโหมดสลีป เนื่องจากปุ่มเปิดเพียงไม่กี่วินาทีเมื่อเปิดใช้งานจึงอาจใช้งานได้ใกล้ 1,000 ครั้งก่อนที่แบตเตอรี่จะหมด ดังนั้นปุ่มควรล้าสมัยก่อนที่แบตเตอรี่จะหมด

[เป็น] ชี้ให้เห็นว่า U1 น่าจะเป็นตัวเพิ่มการแปลง TI TPS61201 รอยเท้าเครื่องหมายของบรรจุภัณฑ์และ pinout ดูเหมือนจะพอดี

จากAmazon Dash Button Teardown

มีวงจรราคาถูกและร่าเริง (หรือน่ารังเกียจ) บน eBay หรือ AliExpress หากคุณค้นหา "วงจรเพิ่ม USB" หรือคล้ายกัน สิ่งเหล่านี้ขายเป็นอุปกรณ์สำเร็จรูปราคา $ 0.30 - $ 2 ขึ้นอยู่กับจำนวนที่คุณต้องการมักจะประมาณ 25 มม. x19 มม. และถ้าคุณดูรูปภาพอย่างระมัดระวังคุณสามารถอ่านรหัสผลิตภัณฑ์ IC ควบคุมและทำงานได้ดีกว่า ซัพพลายเออร์ AliExpress จะให้แผ่นข้อมูลในรายการ) ค่อนข้างมากทุกๆตัวเหล่านี้จะมีตัวแบ่งตัวต้านทานซึ่งปรับแรงดันเอาต์พุตเป็นแรงดันอ้างอิงและการเปลี่ยนแปลงตัวต้านทานบนขาข้างหนึ่งของตัวหารจะช่วยให้คุณได้รับ 3V3 แทนที่จะเป็น 5V ที่ส่งมา

ฉันซื้อ 50 เพื่อให้ได้ราคาลดลง desoldered ซ็อกเก็ต USB, บัดกรีกับผู้ถือ AA สองเท่า (ที่ $ 0.19) และตอนนี้ฉันมีแหล่งจ่ายไฟราคาถูกที่ฉันสามารถตั้งค่าให้เป็นแรงดันไฟฟ้าใด ๆ ฉันไม่คิดว่าคุณจะสามารถชนะ $ 0.50 ต่อแหล่งจ่ายไฟ

การทางพิเศษแห่งประเทศไทย: คุณไม่จำเป็นต้องแผ่นข้อมูลเพื่อหาแรงดันไฟฟ้าหารหรือคำนวณค่าใหม่สำหรับมันก็ควรจะเห็นได้อย่างชัดเจนซึ่งเป็นตัวแบ่ง (เช่นคู่ของตัวต้านทานจากขา IC หนึ่งตัวต้านทานหนึ่งไปยังพื้นดินหนึ่งเพื่อแรงดันขาออก) และแรงดันอ้างอิงที่พวกเขากำหนดเป้าหมายสามารถคำนวณได้จากตัวแบ่งที่มีอยู่และตั้งค่าเอาท์พุท 5V ในปัจจุบัน ในเหมืองเช่นฉันมีลงกราวด์และเพื่อส่งออกดังนั้นฉันจึงมีแรงดันอ้างอิงและเพื่อให้ได้ 3V3 output เราสามารถ (โดยบังเอิญบังเอิญ) สลับตัวต้านทานทั้งสองเป็นขึ้นอยู่กับว่าคุณต้องการเพิ่มขึ้นเล็กน้อยหรือต่ำกว่า 3V347 k Ω $15k\Omega$$47k\Omega$27k$\frac{15}{47+15}\times5V \approx 1.2V$$27k\Omega$

พิจารณาเปลี่ยนเป็นแบตเตอรี่ในแรงดันไฟฟ้าที่คุณต้องการและอาจเป็นอันดับสองสำหรับออด

(ถ้าคุณต้องการ 1.2V / 1.5V จริง ๆ สำหรับวงจรอื่น, ไม่ได้ใช้)