使用电池时升压或降压?


15

当使用电池通过稳压器驱动负载时,是从两个并联的电池上调电压,还是从两个串联的电池下调电压?如果没有绝对答案,是否有通用规则(或一组规则)来确定哪种方法最适合特定情况?

在某些有趣的情况下,特定的电路类型会逆势发展吗?(双关语无意)

Answers:


6

使用升压转换器的优点是能够使用部分耗尽的电池,其输出电压会低于设备的工作电压,但会带来不利的影响,如果电池电压超过预期水平,则设备会受到伤害(例如,如果您的3.3伏设备使用两节AA电池供电并且有一个3伏电源插孔(有人可以将其插入5伏电源),并且随着电池电量的耗尽而增加了电池消耗(反过来会增加可充电电池将会损坏,或者不可充电电池会“泄漏”(即渗出腐蚀性化学物质),无论好坏,通常会导致设备随着电池的老化而继续正常工作,直到突然达到指向他们完全退出的地方。

使用降压转换器可更好地抵抗输入过电压,一旦电池电压下降太多,将导致馈送到主电路的电压下降。在许多情况下,这会导致设备随着电池寿命的增长而无法正常工作-有时是好事,有时是坏事。如果设备的性能开始下降,则这种行为可能是一件坏事,但如果设备仍然有用,并且用户可能不想在非预期的时间更换电池,则可能是一件好事。


1
如果功率更高,则降压具有将所需铜​​降低到负载之前的最后一刻的优势。
Kortuk

@Kortuk:在非常大的功率水平下,使用较高的电压可以减少布线中的电阻损耗,但是我怀疑这将成为使用“消费”电池供电的应用的一个因素。我想我的答案可能已经提到,即使我已经看到消费类产品确实做到了直接并联连接电池也不是一个好主意(例如,一盏小灯可以使用两节或四节AA电池,说明使用四节新的AA电池的寿命是两节新的AA电池的两倍以上,但重量更重)。我想知道……
超级猫2012年

...是否有任何降压模式电源芯片都设计为从多个输入端接收电源,其行为类似于“二极管或”,但没有额外的二极管压降?如果在每个电源上都使用mosfet,则当匹配两组电池时,这种电源的效率可能与直接连接一样高效,但当它们流过时,不会让电流从一组流到另一组(这可能是有害的)不是。关于它的思考,如果它被设计为从汲取电力等供应可能是特别有利的恶化电池,到一个点,使用前...
supercat

...更好的 以这种方式使用两组电池的设备可以在一组电池耗尽时通知用户,允许用户在闲暇时更换该组电池,同时该设备保持功能。此外,虽然大多数设备都为用户提供了以下选择:在电池仍保留使用寿命的情况下更换电池,或者由于电池没电而导致设备无法正常工作,但将耗电量集中在较弱的电池上的设备将使用户获得全部更换前电池的使用寿命。
2012年

2

请勿将电池并联。如果它们的型号相同,则它们的充电水平和电压行为也不相同。这是由于制造过程。

如果将它们并联连接,则设计会强制要求它们的电压相等。关闭设计时,电压较高的电池将放电为电压较低的电池。如果选择的电池技术不允许充电,则会损失能量。一段时间后,电压将相等,并且能量损失将停止。但是,如果增加了外部干扰(例如温度升高),则电池单元的电压将再次不同,并且将再次损失一些能量。

这就是为什么永远不要并联连接电池单元的原因。而且,如果对电池供电的设备进行反向工程,则它们总是串联连接。


-1

无步转换最适合重载。匹配电池和负载以降低损耗。通常,较高的电压负载可以节省铜损耗,并且在长距离配电时可以节省铜。

对于冗余,并行单元操作更好。较强的电池可提供更多电力,直到与较弱的电池匹配为止。但是,串联时,较弱的电池始终会限制功率。

除非电池电压过低而无法有效转换,否则请考虑两个ESR所示特性不同的7.6V电池。使用匹配的功率负载时,请注意,串联结构会为负载提供较低的功率,因为​​较弱的电池(较高的ESR)会降低可用于负载的功率。

还要注意,这仅适用于在充电过程中使电压相等的可充电电池。原电池不会以这种方式使用,因为它们会相互放电。具有较高ESR和较低A-hr容量的电池损耗。在电池具有很高的功率和低ESR能力的情况下,需要外部电阻器以及用于并联布置和串联布置的旁路来保护它们。电池单元通常要匹配<< << 2%的电压,以便在任何阵列(串联或并联)中良好运行。

在此处输入图片说明


尽管很贫血,但这个答案对我来说似乎很有意义。任何人都想权衡一下为什么它被否决了吗?
多项式2012年

也许,如果仔细匹配电池的电池特性和寿命并防止电池在大功率放电时产生反向电压,则可以进行串联操作。发生这种情况时,某些电池化学物质(例如铅酸)会更快老化。并联运行可提供冗余,然后找到以该电压运行的电​​动机。如果不可行,则使用再次低于电动机绕组ESR的LOW ESR扼流圈(低于MOSFET)进行升压是设计的良好标准。
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75,2012年

在许多情况下,很难或不可能使电池电压与电源需求相匹配。例如,许多芯片要求在轨上具有5%或10%的容差,并且电池的变化程度要大于完全充电和完全放电之间的差异。另外,您承担了沉重的负担,而OP没有提及。我没有投票,但是在这种情况下是合理的。

我的建议是重载以匹配电池电压,对于镍氢电池,电压增加1.2V。这应该不难匹配。如果法规如此严格,那么LDO将具有最小的抗扰性。如果不是那么紧,没关系。因此,由于性能较弱的电池支配着电流,因此串联使用随机性能的电池不是一个好选择,所以并联是我的第二选择。
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75,2012年

1
托尼,真的是您新注册了“ Richman”吗?
奥林·拉斯罗普
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.