Langkah tegangan naik atau turun tegangan saat menggunakan baterai?
15
Saat menggunakan baterai untuk menggerakkan beban melalui pengatur tegangan, apakah lebih baik menaikkan tegangan dari dua baterai secara paralel, atau menurunkan tegangan dari dua baterai secara seri? Jika tidak ada jawaban absolut, apakah ada aturan umum (atau seperangkat aturan) untuk memutuskan mana yang terbaik untuk situasi tertentu?
Apakah ada kasus menarik di mana tipe sirkuit tertentu menghasilkan tren? (pun tidak dimaksudkan)
Menggunakan konverter step-up menawarkan keuntungan karena dapat menggunakan baterai yang tidak terisi sebagian yang tegangan outputnya jatuh di bawah tegangan operasi perangkat Anda, tetapi menawarkan kelemahan mengekspos perangkat terhadap kerusakan jika tegangan baterai melebihi level yang diharapkan (mis. jika perangkat 3,3 volt Anda mengoperasikan dua baterai AA dan memiliki colokan listrik 3 volt ke mana seseorang menyambungkan pasokan 5 volt), dan meningkatkan penarikan baterai ketika baterai habis (yang pada gilirannya meningkatkan risiko yang baterai yang dapat diisi ulang akan rusak, atau baterai yang tidak dapat diisi ulang akan "bocor" (yaitu cairan kimia korosif). Selain itu, untuk yang lebih baik atau lebih buruk, umumnya akan menyebabkan perangkat terus bekerja secara normal seiring usia baterai, hingga tiba-tiba baterai mencapai titik di mana mereka berhenti sama sekali.
Menggunakan konverter step-down menawarkan kekebalan yang lebih besar terhadap tegangan lebih input, dan akan menyebabkan tegangan yang diumpankan ke sirkuit utama turun begitu tegangan baterai melorot terlalu banyak. Dalam banyak kasus, ini akan menyebabkan perangkat mulai bekerja kurang baik seiring usia baterai - kadang-kadang hal yang baik, dan kadang-kadang hal yang buruk. Perilaku seperti itu mungkin menjadi hal yang buruk jika perangkat menjadi tidak berguna segera setelah kinerjanya mulai menurun, tetapi mungkin menjadi hal yang baik jika perangkat tetap agak berguna, dan jika pengguna mungkin tidak ingin harus mengganti baterai pada waktu yang tidak terduga.
Jika daya yang lebih tinggi, step down memiliki keuntungan menjaga tembaga yang dibutuhkan jauh lebih rendah hingga saat terakhir sebelum memuat.
Kortuk
@Kortuk: Pada tingkat daya yang sangat besar, penggunaan voltase yang lebih tinggi dapat mengurangi kerugian resistif dalam pemasangan kabel, tapi saya ragu itu akan menjadi faktor untuk aplikasi yang mematikan baterai "konsumen". Saya kira jawaban saya mungkin seharusnya menyebutkan bahwa menghubungkan baterai secara langsung secara paralel sering bukan ide yang baik, meskipun saya telah melihat produk konsumen melakukannya (misalnya lampu kecil yang bisa menggunakan dua atau empat baterai AA, yang menyatakan bahwa menggunakan empat baterai AA baru akan menawarkan lebih dari dua kali umur dua baterai AA baru, tetapi lebih berat). Saya ingin tahu apakah ...
supercat
... ada chip suplai buck-mode yang akan dirancang untuk menerima daya dari beberapa input, sedemikian rupa sehingga berperilaku mirip dengan "diode-or'ing" mereka, tetapi tanpa penurunan dioda tambahan? Jika seseorang menggunakan MOSFET pada setiap sumber listrik, pasokan seperti itu bisa seefisien koneksi langsung ketika dua set baterai dicocokkan, tetapi tidak akan membiarkan arus mengalir dari satu set ke yang lain (yang bisa berbahaya) ketika mereka tidak. Kalau
dipikir
... yang lebih baik. Perangkat yang menggunakan dua set baterai dengan cara seperti itu bisa memberi tahu pengguna ketika satu set habis, memungkinkan pengguna untuk mengganti set itu pada waktu luangnya sementara perangkat tetap berfungsi. Lebih lanjut, sementara sebagian besar perangkat memberi pengguna pilihan antara mengganti baterai sementara mereka masih memiliki masa manfaat yang tersisa di dalamnya, atau membuat perangkat menjadi tidak berfungsi karena baterai mati, perangkat yang berfokus menguras baterai yang lebih lemah akan memungkinkan pengguna untuk mendapatkan semua masa manfaat baterai sebelum penggantian.
supercat
2
Jangan menaruh baterai secara paralel. Tingkat pengisian dan perilaku voltase mereka bukan peristiwa yang identik jika mereka memiliki model yang sama. Ini karena proses pembuatannya.
Jika Anda menghubungkannya secara paralel, desain Anda memaksakan tegangannya sama. Ketika desain dimatikan, baterai dengan tegangan yang lebih tinggi akan dibuang ke yang dengan tegangan lebih rendah. Jika teknologi baterai yang dipilih tidak memungkinkan pengisian, energi ini hilang. Setelah beberapa waktu tegangan akan sama dan hilangnya energi akan berhenti. Tetapi jika gangguan eksternal ditambahkan, seperti kenaikan suhu, tegangan sel baterai akan berbeda lagi dan sebagian energi akan hilang, lagi.
Inilah sebabnya mengapa Anda tidak boleh menghubungkan sel baterai secara paralel. Dan jika Anda merekayasa balik perangkat bertenaga baterai, mereka selalu terhubung secara seri.
Tidak ada langkah konversi yang terbaik untuk beban berat. Dapatkan kecocokan untuk baterai dan beban untuk kerugian yang lebih rendah. Umumnya beban tegangan yang lebih tinggi menghemat kehilangan tembaga dan tembaga jika distribusi daya angkut yang lama.
Untuk redundansi operasi sel paralel lebih baik. Baterai yang lebih kuat menghasilkan lebih banyak daya hingga cocok dengan baterai yang lebih lemah. Namun secara seri baterai yang lebih lemah selalu membatasi daya.
Kecuali jika tegangan sel baterai terlalu rendah untuk dikonversi secara efisien, pertimbangkan dua sel 7.6V dengan karakteristik berbeda yang ditunjukkan oleh ESR untuk masing-masingnya. Menggunakan beban daya yang cocok, perhatikan bahwa pengaturan seri memberikan daya yang lebih rendah untuk beban karena sel yang lebih lemah (ESR lebih tinggi) mengurangi daya yang tersedia untuk beban.
Juga perhatikan ini hanya berlaku untuk sel yang dapat diisi ulang yang menyamakan tegangan selama pengisian. Sel-sel primer tidak akan digunakan dengan cara ini karena mereka akan saling berhadapan. Daya tahan baterai dengan ESR lebih tinggi dan kapasitas A-jam lebih rendah. Di mana baterai memiliki daya yang sangat tinggi dan ESR berkemampuan rendah, resistor eksternal dan untuk pengaturan shunt dan bypass untuk pengaturan seri diperlukan untuk melindunginya. Sel baterai biasanya cocok << 2% tegangan untuk operasi yang baik di berbagai array, seri atau paralel.
Meski agak anemia, jawaban ini tampaknya masuk akal bagi saya. Adakah yang peduli untuk menimbang mengapa itu diturunkan?
Polinomial
Mungkin jika seseorang berhati-hati untuk mencocokkan karakteristik dan usia sel baterai dan mencegah tegangan sel terbalik pada pengeringan yang berat, operasi seri dapat diterima. Beberapa kimia baterai seperti asam timbal akan menua lebih cepat saat ini terjadi. Operasi paralel menawarkan redundansi kemudian menemukan motor yang beroperasi pada tegangan itu. Jika tidak memungkinkan maka langkah menggunakan ESR RENDAH tersedak (lebih rendah dari MOSFET) yang lagi lebih rendah dari ESR belitan motorik adalah kriteria yang baik untuk desain.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
Dalam banyak kasus sulit atau tidak mungkin untuk mencocokkan tegangan baterai dengan kebutuhan catu daya. Misalnya, banyak chip memerlukan toleransi 5% atau 10% pada rel dan baterai akan lebih bervariasi daripada yang terisi penuh dan terisi penuh. Anda juga menganggap beban berat, sementara OP tidak menyebutkan. Saya tidak melakukan downvote, tetapi dibenarkan dalam kasus ini.
Saran saya adalah untuk beban berat untuk mencocokkan tegangan sel yang datang dalam kenaikan 1.2V untuk NiMH. Seharusnya tidak sulit untuk mencocokkan. Jika peraturannya ketat, LDO akan memberikan kekebalan terhadap kebisingan. Jika tidak sekencang itu, tidak masalah. Jadi mendapatkan baterai kinerja acak secara seri bukanlah hal yang baik karena baterai yang lebih lemah mengatur arus, sehingga menempatkan paralel adalah pilihan kedua saya.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
1
Tony, apakah itu benar-benar Anda dengan log baru "Richman"?
Jangan menaruh baterai secara paralel. Tingkat pengisian dan perilaku voltase mereka bukan peristiwa yang identik jika mereka memiliki model yang sama. Ini karena proses pembuatannya.
Jika Anda menghubungkannya secara paralel, desain Anda memaksakan tegangannya sama. Ketika desain dimatikan, baterai dengan tegangan yang lebih tinggi akan dibuang ke yang dengan tegangan lebih rendah. Jika teknologi baterai yang dipilih tidak memungkinkan pengisian, energi ini hilang. Setelah beberapa waktu tegangan akan sama dan hilangnya energi akan berhenti. Tetapi jika gangguan eksternal ditambahkan, seperti kenaikan suhu, tegangan sel baterai akan berbeda lagi dan sebagian energi akan hilang, lagi.
Inilah sebabnya mengapa Anda tidak boleh menghubungkan sel baterai secara paralel. Dan jika Anda merekayasa balik perangkat bertenaga baterai, mereka selalu terhubung secara seri.
sumber
Tidak ada langkah konversi yang terbaik untuk beban berat. Dapatkan kecocokan untuk baterai dan beban untuk kerugian yang lebih rendah. Umumnya beban tegangan yang lebih tinggi menghemat kehilangan tembaga dan tembaga jika distribusi daya angkut yang lama.
Untuk redundansi operasi sel paralel lebih baik. Baterai yang lebih kuat menghasilkan lebih banyak daya hingga cocok dengan baterai yang lebih lemah. Namun secara seri baterai yang lebih lemah selalu membatasi daya.
Kecuali jika tegangan sel baterai terlalu rendah untuk dikonversi secara efisien, pertimbangkan dua sel 7.6V dengan karakteristik berbeda yang ditunjukkan oleh ESR untuk masing-masingnya. Menggunakan beban daya yang cocok, perhatikan bahwa pengaturan seri memberikan daya yang lebih rendah untuk beban karena sel yang lebih lemah (ESR lebih tinggi) mengurangi daya yang tersedia untuk beban.
Juga perhatikan ini hanya berlaku untuk sel yang dapat diisi ulang yang menyamakan tegangan selama pengisian. Sel-sel primer tidak akan digunakan dengan cara ini karena mereka akan saling berhadapan. Daya tahan baterai dengan ESR lebih tinggi dan kapasitas A-jam lebih rendah. Di mana baterai memiliki daya yang sangat tinggi dan ESR berkemampuan rendah, resistor eksternal dan untuk pengaturan shunt dan bypass untuk pengaturan seri diperlukan untuk melindunginya. Sel baterai biasanya cocok << 2% tegangan untuk operasi yang baik di berbagai array, seri atau paralel.
sumber