Saya memiliki paket baterai yang ingin saya gunakan sebagai sumber untuk semua komponen bertenaga baterai saya di sepeda komuter.
Paket saya termasuk (10) 1.2V sel yang dihubungkan secara seri:
{[+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -]}
| |
└--------------------- 12 V -----------------------┘
Masalahnya adalah beberapa perangkat saya beroperasi dengan (2) baterai AA, sebagian mengambil (4), dan beberapa yang membutuhkan 12V. Yang ingin saya lakukan adalah:
- menghubungkan semua perangkat ke satu paket yang sama, menghilangkan kebutuhan baterai individual, dan menyederhanakan pengisian daya
- gunakan desain yang kuat, tahan terhadap getaran dan cuaca
- gunakan desain yang sesuai untuk komponen ampere rendah
- memasok semua komponen dengan efisiensi hampir 100%
- mudah diservis (mis. mengidentifikasi dan mengganti sel jahat secara berkala)
Dari semua penelitian yang dapat saya temukan, tampaknya ada dua solusi umum:
1) tambahkan konverter DC-ke-DC elektronik off-the-shelf untuk menurunkan voltase masing-masing menjadi 6V dan 3V, dan menerima inefisiensi konversi.
2) gabungkan seri pada titik-titik tertentu untuk membuat tiga sirkuit.
{[+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -]}
| | | |
└- 2.4 V -┘ | |
| | |
└-------- 6 V -----------┘ |
| |
└--------------------- 12 V -----------------------┘
3) pilihan ketiga adalah hidup dengan berat ekstra. Beri daya setiap komponen secara terpisah dan independen, dan isi ulang / ganti baterai sesuai kebutuhan.
Masing-masing opsi ini memiliki kekurangan. Tapi # 2 tampaknya paling menjanjikan. Masalah yang paling jelas adalah bahwa beban tidak merata di antara sel-sel dalam paket. Jika saya bisa mengatasinya, maka saya pikir kami memiliki solusi yang unggul.
Jadi pertanyaan saya adalah ini:
Apakah mungkin - menggunakan kabel pintar dan elektronik minimal - untuk memasok tiga tegangan berbeda dari paket baterai NiMH yang sama yang dapat diisi ulang?
Komentar, saran, dan ide semuanya dihargai.
Tebakan terbaik saya sejauh ini adalah sebagai berikut:
- menggabungkan timer dan relay untuk membuat dasarnya dua-tiang, saklar lima-lemparan yang akan menggilir setiap pasang sel setiap menit atau lebih, memberikan aliran stabil 2,4v
- menggabungkan timer dan relay untuk membuat dasarnya double-pole, double-throw switch yang akan menggilir setengah dari sel setiap menit atau lebih, memberikan aliran stabil 6v
- menghubungkan semua perangkat 12v ke paket seperti biasa
Sayangnya, saya terjebak pada relay, dan bagaimana menghubungkan timer untuk trip relay, semua sambil mempertahankan tiga sirkuit independen. Saya juga ingin menjaga semuanya tetap ringkas. Tidak praktis untuk memiliki papan sirkuit berukuran kotak sepatu di samping paket baterai. Idealnya saya ingin mengemas semuanya ke dalam wadah anti air Pelican 1010 .
Pada awalnya saya pikir saya hanya bisa menggunakan dioda dan menghubungkan semuanya dalam satu massa besar yang hebat, tetapi saya meninggalkan opsi itu setelah beberapa pengujian sebelumnya. Tampaknya dioda menjadi sangat panas, yang tentu saja berarti mereka membuang banyak energi yang seharusnya masuk ke komponen.
Alternatif lain yang saya pertimbangkan adalah regulator tegangan dioda Zener. Ini akan berpasangan dengan baik dengan aplikasi ampere rendah dan elektronik minimal, tetapi sayangnya itu juga mengalami ketidakefisienan konversi.
Sebagai catatan, komponen saya adalah:
+---------------------------+---------+--------------+-------+
| component | voltage | usage | draw |
+---------------------------+---------+--------------+-------+
| tail light | 3V | night time | 25mA |
| headlight | 6V | night time | 250mA |
| cycling computer | 3V | always | 1mA |
| turn signals (automotive) | 12V | intermittent | 55mA |
+---------------------------+---------+--------------+-------+
Berita baiknya adalah karena semua perangkat ini dioperasikan dengan baterai, mereka mentolerir fluktuasi tegangan normal pada kimia baterai.
Rencana ke depan:
sistem pengisian hub-dynamo 6v
sumber
Jawaban:
Anda harus menggunakan konverter DC-DC atau paket baterai khusus untuk setiap voltase.
Anda sebaiknya tidak menggunakan titik tengah paket baterai. Hal ini menyebabkan tingkat muatan sel yang berbeda. Sebagai hasilnya, Anda akan mendapatkan tegangan terbalik pada sel-sel yang dibuang terlebih dahulu dan ini akan merusak baterai dan mungkin peralatan.
Skema di bawah ini menunjukkan ini.
Tegangan balik muncul ketika salah satu penjualan baterai benar-benar habis sehingga tidak memiliki tegangan. Jika sel-sel lain terus memberikan daya, arus masih akan mengalir sehingga 'mengisi' sel mati dengan tegangan negatif.
Beban yang terhubung ke sel mati dengan cara ini mendapatkan tegangan suplai polaritas terbalik, sehingga, mungkin, mati.
mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab
Paling optimal (jika Anda tidak ingin menggunakan perangkat pengenal tegangan lainnya) Saya pikir adalah untuk memasok perangkat paling kuat (lampu 6V) secara langsung dan menggunakan konverter step-up / step-down untuk yang lainnya.
sumber
Berasal dari apa yang disarankan Vovanium, lihat sesuatu yang dikenal sebagai Doubler Tegangan , atau
charge-pump. Saya melakukan pencarian cepat di sekitar dan menemukan bahwa paket rangkaian terpadu yang tampaknya agak pas untuk aplikasi Anda - khususnya arus yang cukup tenang (110uA) dan efisiensi konversi (98%). Lembar data menunjukkan IC khusus ini memiliki arus keluaran maksimum 45mA, jadi Anda harus menemukan sesuatu yang dapat memasok arus lebih sedikit, tetapi saya hanya ingin membuat Anda mengetahui opsi ini.Ini, tentu saja, konverter DC-DC tetap jadi pada dasarnya hal yang sama. Mungkin mudah dilakukan dengan step-up (charge-pump) dan step-down (chopper) untuk aplikasi Anda.
Mungkin hanya beberapa konverter ini akan melakukannya. Anda dapat meningkatkan 6V menjadi 12V dan menghasilkan 6V hingga 3V untuk kebutuhan Anda. Ada tertulis dalam datasheet perangkat ini memiliki kapasitas menyediakan hingga 20W.
sumber