在“废”电池上使用升压器(例如电池)有什么好处?


17

Batteriser [编辑:移除了失效的有害链接]是一项众筹产品,旨在通过提高电压来延长电池寿命。基本上,它是一个焦耳小偷,它装在一个微小的包装中,可在电池上滑动。

EEVBlog的Dave Jones做了一段视频,揭穿了该产品:

施虐者们用自己的视频来回应:

戴夫的回应:

后两个视频主要处理Batteriser促销团队未能了解如何测量负载与断电之间电池的电压的问题。他们认为电源是“不公平的”测试,因为它的行为与电池不同,或者怀疑者没有考虑电池的内阻等。

虽然我认为很明显,Batteriser员工未能掌握一些基本概念,但我确实质疑焦耳小偷型电路是否是利用电池中剩余能量的好方法。(当然不是Batteriser声称我们扔掉的80%。)

在低于设备截止/工作电压的电池上使用升压器有什么好处?


1
戴夫(Dave)表示,剩余的能量很少,在视频中毫无意义。
马特·杨

请参阅下面的答案,该答案也包含Dave的信息,该信息引用了对600多个废弃电池的研究,其中对200多个废弃电池进行了测试,结果表明,平均废弃电池中有33%以上的能量仍未使用。戴夫(Dave)在题为“电池保护者的解释”的文章中引用了此研究和图形。
MicroservicesOnDDD

Answers:


19

“在低于设备截止/工作电压的电池上使用升压器有什么好处?”

这种情况下,当然会有好处:否则会没电的电池仍可以使用一段时间。但是可能不会持续很长时间,因此是否有用还值得商bat。

DJ(IMO正确地)辩称,Batteroo的主张充其量被夸大了,并且将其设备与尚未低于截止电压的电池一起使用将导致额外的能量消耗,因此总体效果可能是负面的。


9
...将设备与尚未低于截止电压的电池一起使用会导致额外的能源消耗,因此总体效果可能是负面的。我认为这一点还不够。考虑到当今大多数设备中都装有某种DC-DC转换器,效率低下的情况更加复杂,并会导致电池寿命缩短。不幸的是,有很多人对此胡说八道。
马特·杨

@MattYoung:如果将开关电源的输出电压调整为与线性电源的最小输入电压相匹配,则在电池和线性电源之间放置一个开关电源可以大大提高线性电源的效率。如果有些设备的可用电池寿命可以提高50%或更多,我不会感到惊讶。但是,除非人们知道哪些设备将从此类设备中受益,否则将它们随意扔掉并不会带来太多好处。
2015年

我不知道许多使用线性电源调节器的电池供电设备。
Wouter van Ooijen

8

我们的目标是使电池的负载尽可能长地运行。通常,这些负载是固定电阻(如基本手电筒)或固定功率(如超出特定复杂度的几乎所有电子设备)。固定功率负载通常是开关稳压器,它具有最小的压差电压。

固定电阻负载并不关心输入电压是多少。电池的电量将随电压的平方下降。电池耗尽时,灯泡会变暗,但是昏暗的灯泡消耗的能量更少。您会花一点时间奔跑,长时间奔跑昏暗。通过将升压转换器放在电池上以使其处于阻性负载,可以有效地将灯变成固定功率负载。现在,灯泡点亮,直到达到压降电压为止,此时灯泡完全停止。

如果负载已经是固定功率,则在其前面添加另一个稳压器不会改变它。您可能具有的唯一效果是更改压差电压。如果您将压差电压设置得比原来高,则可以使设备运行时间更短!如果您将压差降低了,那么您应该能够运行相同的设备,直到电池上的电压降低。

但是,通过在电池上施加固定的功率负载而从电池中获取的总能量非常复杂。在较低的电压下,您必须吸收更多的电流以组成固定功率(P = VI)。你画的更大的电流越多,端电压下降,由于内部串联电阻,更快的电池模具,并且越少总能量你得到它了。因此,您只能将电池的总能量消耗增加很小的一部分,并且几乎可以肯定的是,由于向系统中添加另一个开关调节器而导致效率降低,从而消耗了该总能量。

我对此没有很好的论据。最好使用充电电池。


如果设备的线性电源的最小输入电压过高(例如,四节电池的设备需要5.2伏的工作电压),则在其前面放一个升压器可以防止电池无法工作,而剩余80%的能量。如果线性电源使用过大的电池堆来满足其电压要求(例如,在5.2伏就足够的情况下使用六个电池),则降压模式切换器会大大降低电流消耗。这些情况并非十分典型,但为设备所在的位置添加切换器可以大大提高使用寿命。
2015年

4

如果有人使用的设备能够在高于操作所需最低电压的任何电压下连续汲取20mA电流,并且在任何这样的电压下都能正常工作,那么降压/升压切换器会按比例放大或缩小扫描电池的电压,因此该设备始终会看到最小电压可能会减少从电池输出的电流量,而电池输出的电压会超过设备所需的电压,并且允许使用产生较少电压的电池继续工作。双赢。

每当电池电压介于设备需要的电压和升压器提供给设备的电压之间时,降压-升压开关会将电压大大提高到设备需要的工作电压以上,就会浪费能量。

如果设备的有用性能随电压而变化,则按比例增加电池电压可能会以缩短电池寿命为代价提高性能。缩小比例可能会延长电池寿命,以换取性能下降。

如果设备间歇性地消耗功率,并且它消耗功率的时间将随电压而变化(例如,它的电动机需要周期性地移动一定距离),则缩放电压的量会增加或减少从电池汲取的电流大于或小于影响持续时间的数量。

如果设备内置有开关电源,则在其前面添加第二个电源可能没有什么好处。

简而言之,在某些情况下,增加开关电源可以大大提高电池使用寿命。在其他地方,它是无用的或适得其反的。


1

测试电池时,必须在其上加一个负载,否则考虑到电池的剩余寿命,电压会浮起来高得多。

在高要求的应用中,电池的内阻成为电池可提供何种电压的重要因素,导致电池过早达到其截止电压。

让我们以照相机闪光灯为例,因为这是特别需要的应用程序。

特别是如果您在低于零温度的温度下使用相机,此时内部电阻会增加,并且电池的化学反应会以较慢的速度进行,因此电池的消耗会非常快。在寒冷的环境下,相机会认为这些用完的电池“没电”。

但是,将那些“相机用尽”的电池放回内部,让它们预热,它们的寿命实际上确实仍然很长,甚至在测试负载下也能提供不错的电压。

有很多高需求的应用程序。我一直看到的玩具或任何机动化的产品,以及设计不当的产品,在各种方面的设计都不尽人意。但是,即使在标准情况下,几乎所有电压都将在0.8伏或以上时截止,从而剩下的能量低至0.5伏,可用于低功率需求应用和某种升压转换器。

综上所述,理解此问题的关键在于认识到对于高需求应用而言被视为“死”的单元对于低需求应用而言不会被视为死的,但是如果没有某种升压转换器,则可能无法获得能量。

同样关键的是要理解,当电池中确实剩余了很多能量时,低电压需求的应用可能会由于电压而切断,这正是电压提升器的所在,我相信,如果是优质电池产品,它也会绝对有用。因此,由于没有升压而在低电压基础上截止的低功率需求产品一定会从升压中受益。

一个简单的廉价LED手电筒是低需求应用和基于电压截止的设备的一个很好的例子,因为便宜的LED手电筒使用电阻和LED的正向压降来确定截止。 。

因此,对于典型的3节手电筒,新的3x1.5 = 4.5伏特。LED下降约3伏。因此,便宜的LED手电筒的自然截止电压实际上很高,每个电池3伏特/ 3电池= 1伏特。

但是,点亮这些LED实际上是一种需求量很小的应用。这些细胞中肯定有足够的能量。

因此,这是一个完美的例子,说明何时使用升压电路从这些电池中获得剩余的能量是有益的,这些能量仅在每个电池低至1伏时才使用。

我观看了EEVblog的Dave对Batteriser的处理,我认为他可能过分强调了Batteriser的错误之处,但由于我对Joule Thief进行了广泛的研究,所以我可能没有充分考虑我所传达的上述内容。不要以为Dave已经做到了。我确实理解Dave提出的观点,并且有些观点仍然是合理的,但是我一直使用我的Joule Thief电路,我可以证明它们绝对是有益的,就像其他任何不错的助推器一样。

最后,在紧急情况下,助推产品,无论是焦耳小偷还是电池攻击者,还是其他产品,都将派上用场,甚至可能在佛罗伦萨飓风或其他灾难情况下变得至关重要。有时候,只有手电筒是必不可少的,并且如果有一个或两个电池的电池可以让我做到这一点,那么就算另外一个原因,我也将电池电池和焦耳小偷称为是有益的。

===========

编辑#1

要回答一个问题,我绝对不与Batteriser,Batteroo Boost或Batteroo公司或其中的任何人有任何联系,只是对Joule Thief的极大喜爱,并试图将其提供给第三世界,而他们无法负担电力或电池,而且我不希望Batteroo夸大其词的说法会破坏Joule Thief。

为了支持我所说的内容,我将向EEVblog的Dave以及他直接引用的一份研究报告提出上诉。

戴夫(Dave)在他的EEVblog帖子“ The Batteriser Explained ”(我认为对该主题进行了相当彻底的处理,值得阅读)中指出:

这里是对废旧电池的一些伟大研究。根据他们的数据,大约浪费了33%。

我很欣赏Dave所说的话,因为它表明在平均丢弃的电池中确实还有能量可以使用。他还指出以下内容,对我而言,这意味着Batteroo产品仍然有用(只是没有夸张地说有用):

对于Batteroo为什么需要诉诸于8倍生命的主张,我确实感到困惑。如果他们声称有现实的实际数字,那东西仍然会像热蛋糕一样卖出去。电池寿命增加50%?–伟大的,无数的人仍然会以它的超低价格购买它。

这项Dave参考资料的研究非常有助于回答这个特定的堆栈交换问题,因此,为了展示它们的某些注意事项,以下是测试流程图:

研究研究流程图显示研究测试方法

这是一个散点图和曲线拟合,显示了各个数据点,并且有很好的相关性:

具有四阶多项式曲线拟合的研究散点图

该图显示了许多实际丢弃的电池还剩下多少实际容量。

为了进行测试,他们从19个回收箱中收集了废弃的电池,然后将电池分成5个电压等级,范围从0.1伏到1.1伏到1.5伏。随机选择电池,并使用低至0.9伏的120mA恒定电流负载进行放电。在636电池研究中,265放电至0.9v,以确定剩余寿命(mAh)。根据他们对废弃电池的测试结果:

  • 大约10%可以被认为是全新的(请参见上面的图4,1.58v数据点)
  • 大约30%的人剩余的能量超过50%
  • 约40%的电池完全放电(研究中定义为小于1伏)

唯恐您因为研究而认为1伏特完全放电了,他们还说:

...所有初始电压低于1.0V的电池均注册为0V,并假定已完全放电。当然,对于大多数人来说,这是不正确的,它们仍然具有很小的剩余容量,可用于为低功率设备供电(例如时钟或小型收音机)。在我们的工作中,这并不重要。

然后,他们解释了为什么人们扔掉剩下的电量(> = 30%)的电池的原因:

  • 大功率设备(早期切断)
  • 确保电池良好(每次更换)
  • 没有(或坏)的电池测试仪(未知的充电状态)

我最常见的个人原因是“确保电池良好”。我有一个录音机,并且不经常使用它,但是当我这样做时,我想确保它在重要的事情(孩子的演奏会)中不会失败。因此,我的默认操作是仅装入新电池。

我想传达的最重要的一点是,不要让Batteroo夸大的说法毁了事实-丢弃的电池中确实有能量。只是要小心泄漏,因为排放量越低,压力越高。

在“失效”电池上使用升压器(例如Batteroo Boost或Joule Thief)绝对有好处。


您与Batterizer有什么关系?
温妮

@winny我绝对与Batteroo,Batteriser,Batteroo Boost或任何相关产品,公司或员工无关。我对公司或其任何产品完全不感兴趣。我只是坚持使用焦耳小偷,如果发现Batteroo产品“无益”,那也是“无益”,因为它们具有相同的基本用例。请查看我编辑后的答案,该答案现在可以用硬数据支持我的职位,以及EEVblog的Dave的答案,看来他也同意我的观点。
MicroservicesOnDDD
By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.