แรงดันไฟฟ้าขึ้นหรือลงเมื่อใช้แบตเตอรี่?


15

เมื่อใช้แบตเตอรี่ในการขับเคลื่อนโหลดผ่านตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าจะดีกว่าหรือไม่ที่จะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าจากแบตเตอรี่สองก้อนในแบบคู่ขนาน หากไม่มีคำตอบที่แน่นอนมีกฎทั่วไป (หรือชุดของกฎ) สำหรับการตัดสินใจที่ดีที่สุดสำหรับสถานการณ์เฉพาะหรือไม่

มีกรณีที่น่าสนใจใดบ้างที่วงจรประเภทนั้นมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนแปลง? (เล่นสำนวนไม่ได้ตั้งใจ)

คำตอบ:


6

การใช้ตัวแปลงแบบ step-up ให้ข้อดีของความสามารถในการใช้แบตเตอรี่ที่หมดลงบางส่วนซึ่งแรงดันเอาต์พุตต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานของอุปกรณ์ของคุณ แต่มีข้อเสียของการเปิดเผยอุปกรณ์ให้เป็นอันตรายหากแรงดันแบตเตอรี่เกินระดับที่คาดหมาย หากอุปกรณ์ 3.3 โวลต์ของคุณปิดการทำงานของแบตเตอรี่ AA สองก้อนและมีแจ็คกำลังไฟ 3 โวลต์ซึ่งมีคนเสียบปลั๊ก 5 โวลต์) และเพิ่มการดึงแบตเตอรี่เมื่อแบตเตอรี่หมด (ซึ่งจะเพิ่มความเสี่ยงที่ แบตเตอรี่ที่ชารจซ้ําไดจะไดรับความเสียหายหรือแบตเตอรี่ที่ไมสามารถชารจซ้ําได (รั่วไหล) (เชนสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกรอน) นอกจากนี้โดยทั่วไปแลว จุดที่พวกเขาออกจากกันโดยสิ้นเชิง

การใช้ตัวแปลงแบบ step-down ช่วยเพิ่มภูมิคุ้มกันให้กับอินพุตแรงดันเกินและจะทำให้แรงดันไฟฟ้าที่ป้อนเข้ากับวงจรหลักลดลงเมื่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลดลงมากเกินไป ในหลายกรณีสิ่งนี้จะทำให้อุปกรณ์เริ่มทำงานได้ไม่ดีเท่าอายุแบตเตอรี่ - บางครั้งเป็นสิ่งที่ดีและบางครั้งก็เป็นสิ่งที่ไม่ดี พฤติกรรมดังกล่าวอาจเป็นสิ่งที่ไม่ดีหากอุปกรณ์ไร้ประโยชน์ทันทีที่ประสิทธิภาพเริ่มลดลง แต่อาจเป็นสิ่งที่ดีหากอุปกรณ์ยังคงมีประโยชน์บ้างและหากผู้ใช้อาจไม่ต้องการเปลี่ยนแบตเตอรี่ในเวลาที่ไม่คาดคิด


1
หากมีกำลังสูงขึ้นการก้าวลงมีข้อได้เปรียบในการรักษาทองแดงให้ต่ำลงจนถึงนาทีสุดท้ายก่อนที่จะโหลด
Kortuk

@Kortuk: ในระดับพลังงานที่มีขนาดใหญ่มากการใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นสามารถลดการสูญเสียความต้านทานในสายเคเบิล แต่ฉันสงสัยว่ามันจะเป็นปัจจัยสำหรับการใช้งานที่ปิดแบตเตอรี่ "ผู้บริโภค" ฉันคิดว่าคำตอบของฉันควรจะพูดถึงว่าการต่อแบตเตอรี่โดยตรงแบบขนานมักจะไม่ใช่ความคิดที่ดีแม้ว่าฉันเคยเห็นสินค้าอุปโภคบริโภคทำ (เช่นแสงเล็ก ๆ ซึ่งสามารถใช้แบตเตอรี่ AA สองหรือสี่ก้อนซึ่งระบุว่าใช้สี่ แบตเตอรี่ AA ใหม่จะให้อายุการใช้งานมากกว่าสองเท่าของแบตเตอรี่ AA ใหม่สองก้อน แต่มีน้ำหนักมากกว่า) ฉันสงสัยว่า ...
supercat

... มีชิปตัวจ่ายโหมดเจ้าชู้ใดบ้างที่จะได้รับการออกแบบให้รับพลังงานจากหลายอินพุตในลักษณะที่คล้ายกับ "diode-or'ing" พวกมัน แต่ไม่มีไดโอดแบบพิเศษ? หากมีใครใช้ mosfet ในแหล่งพลังงานแต่ละแหล่งจ่ายอาจมีประสิทธิภาพเท่ากับการเชื่อมต่อโดยตรงเมื่อแบตเตอรี่สองชุดถูกจับคู่ แต่จะไม่ปล่อยให้กระแสไหลจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง (ซึ่งอาจเป็นอันตราย) เมื่อพวกเขา เขาไม่ได้ คิดเกี่ยวกับมันอุปทานดังกล่าวอาจเป็นประโยชน์โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้ามันถูกออกแบบมาเพื่อดึงพลังงานจากแบตเตอรี่ที่เลวร้ายถึงจุดก่อนที่จะใช้ ...
supercat

... สิ่งที่ดีกว่า อุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่สองชุดในลักษณะนี้สามารถแจ้งให้ผู้ใช้ทราบเมื่อชุดหนึ่งหมดลงทำให้ผู้ใช้สามารถแทนที่ชุดนั้นในยามว่างได้ในขณะที่อุปกรณ์ยังคงใช้งานได้ เพิ่มเติมในขณะที่อุปกรณ์ส่วนใหญ่ให้ผู้ใช้เลือกระหว่างการเปลี่ยนแบตเตอรี่ในขณะที่พวกเขายังคงมีชีวิตที่มีประโยชน์เหลืออยู่ในพวกเขาหรือมีอุปกรณ์กลายเป็นไม่ทำงานเนื่องจากแบตเตอรี่ที่ตายแล้วอุปกรณ์ที่มุ่งเน้นไปที่แบตเตอรี่ที่อ่อนแอกว่า อายุการใช้งานโดยประมาณของแบตเตอรี่ก่อนเปลี่ยนใหม่
supercat

2

อย่าใส่แบตเตอรี่ในแบบคู่ขนาน ระดับประจุและพฤติกรรมแรงดันไฟฟ้าของมันไม่เหมือนกันหากเกิดขึ้นในรุ่นเดียวกัน นี่เป็นเพราะกระบวนการผลิต

หากคุณเชื่อมต่อมันแบบขนานการออกแบบของคุณจะกำหนดว่าแรงดันไฟฟ้าของพวกมันเท่ากัน เมื่อปิดการออกแบบแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงจะคายประจุลงในแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า หากเทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่เลือกไม่อนุญาตให้ชาร์จใหม่พลังงานนี้จะหายไป หลังจากระยะเวลาหนึ่งแรงดันไฟฟ้าจะเท่ากันและการสูญเสียพลังงานจะหยุด แต่ถ้ามีสิ่งรบกวนภายนอกผนวกเช่นการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิแรงดันไฟฟ้าของเซลล์แบตเตอรี่จะแตกต่างกันอีกครั้งและพลังงานบางส่วนจะหายไปอีกครั้ง

นี่คือเหตุผลที่คุณไม่ควรเชื่อมต่อเซลล์แบตเตอรี่แบบขนาน และหากคุณย้อนกลับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่วิศวกรพวกเขาจะเชื่อมต่ออยู่เสมอในซีรีส์


-1

ไม่มีขั้นตอนการแปลงที่ดีที่สุดสำหรับการโหลดจำนวนมาก จับคู่ทั้งแบตเตอรี่และโหลดเพื่อลดการสูญเสีย โดยทั่วไปแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นจะช่วยลดการสูญเสียของทองแดงและทองแดงหากการกระจายพลังงานระยะยาว

สำหรับการทำงานของเซลล์คู่ขนานที่ซ้ำซ้อนจะดีกว่า แบตเตอรี่ที่แข็งแกร่งจะให้พลังงานมากขึ้นจนกว่าจะตรงกับแบตเตอรี่ที่อ่อนแอกว่า อย่างไรก็ตามในซีรีย์แบตเตอรี่ที่อ่อนแอกว่าจะ จำกัด พลังงานอยู่เสมอ

ยกเว้นว่าแรงดันไฟฟ้าของเซลล์แบตเตอรี่ต่ำเกินไปที่จะแปลงได้อย่างมีประสิทธิภาพให้พิจารณาเซลล์ 7.6V สองเซลล์ที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันซึ่งแสดงโดย ESR สำหรับแต่ละเซลล์ การใช้โหลดกำลังไฟที่จับคู่กันให้สังเกตว่าการจัดเรียงชุดให้พลังงานต่ำลงสำหรับโหลดเนื่องจากเซลล์ที่อ่อนแอกว่า (ESR ที่สูงกว่า) จะลดพลังงานที่สามารถใช้ได้กับโหลด

นอกจากนี้โปรดทราบว่าสิ่งนี้ใช้ได้กับเซลล์ที่ชาร์จไฟใหม่เท่านั้นซึ่งทำให้แรงดันไฟฟ้าเท่ากันในระหว่างการชาร์จ เซลล์ปฐมภูมิจะไม่ถูกนำมาใช้ในลักษณะนี้เนื่องจากจะปล่อยออกมาต่อกัน แบตเตอรี่เสื่อมสภาพด้วย ESR ที่สูงขึ้นและความจุ A-hr ลดลง ในกรณีที่แบตเตอรี่มีพลังงานสูงและมีความต้านทาน ESR ต่ำความสามารถภายนอกและสำหรับการจัดเรียงตัวปัดและบายพาสสำหรับการจัดเรียงแบบอนุกรมมีความจำเป็นเพื่อปกป้องพวกเขา โดยทั่วไปแล้วเซลล์แบตเตอรี่จะมีแรงดัน << 2% สำหรับการทำงานที่ดีในอาเรย์ซีรีย์หรือขนาน

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่


แม้จะเป็นโลหิตจางคำตอบนี้ดูเหมือนจะสมเหตุสมผลสำหรับฉัน ทุกคนสนใจที่จะชั่งน้ำหนักว่าทำไมมันจึงถูกลดระดับลง
พหุนาม

บางทีถ้ามีคนระมัดระวังเพื่อให้ตรงกับลักษณะของเซลล์แบตเตอรี่และอายุและป้องกันไม่ให้เซลล์แรงดันย้อนกลับในการระบายน้ำหนัก, การดำเนินงานซีรีส์เป็นที่ยอมรับ เคมีแบตเตอรี่บางชนิดเช่นตะกั่วกรดจะแก่เร็วขึ้นเมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น การทำงานแบบขนานให้ความซ้ำซ้อนแล้วค้นหามอเตอร์ที่ทำงานกับแรงดันไฟฟ้านั้น หากไม่สามารถทำได้การเพิ่มขั้นตอนโดยใช้ LOW ESR choke (ต่ำกว่า MOSFET) ซึ่งต่ำกว่าขดลวดมอเตอร์ ESR อีกครั้งเป็นเกณฑ์ที่ดีสำหรับการออกแบบ
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

ในหลายกรณีเป็นการยากหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะจับคู่แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ให้ตรงกับความต้องการของแหล่งจ่ายไฟ ตัวอย่างเช่นชิปจำนวนมากต้องการความอดทน 5% หรือ 10% สำหรับรางและแบตเตอรี่จะแตกต่างกันมากไปกว่าระหว่างประจุเต็มและประจุไฟเต็ม นอกจากนี้คุณกำลังสมมติว่ามีภาระมากในขณะที่ OP ไม่ได้พูดถึง ฉันไม่ได้ลงคะแนน แต่มันเป็นธรรมในกรณีนี้

ข้อเสนอแนะของฉันคือการโหลดหนักเพื่อให้ตรงกับแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ซึ่งมาใน 1.2V incrments สำหรับ NiMH ที่ไม่ควรจะยากที่จะแข่งขัน ถ้ากฎระเบียบนั้นแน่น LDO จะให้ภูมิคุ้มกันเสียงรบกวน ถ้ามันไม่แน่นมันก็ไม่สำคัญ ดังนั้นการใช้แบตเตอรี่ประสิทธิภาพแบบสุ่มในซีรีย์จึงไม่ดีเท่าที่ว่าจะมีกระแสไฟอ่อนกว่าดังนั้นการใส่แบบขนานจึงเป็นทางเลือกที่สองของฉัน
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

1
โทนี่นั่นคุณเป็นคนใหม่ด้วยการบันทึก "Richman" หรือไม่?
Olin Lathrop
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.