是9V至5V稳压还是6V至5V稳压?哪一个效率更高?


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我可以选择1x 9V Duracell电池或4x AA Duracell电池。我想用7805将电压调节到5V。据我了解,电压调节器只是将多余的能量转换成热量以达到调节后的电压。

我对效率的最佳猜测是使用四节AA电池,更少的能源浪费和更高的mAh。我应该研究这些不同电源的压降吗?

我的应用是在数据记录时为MCU供电,而不必经常更换电池。最好具有最高的mAh选项,但要保持电压不变。

我可以在某处寻找更多信息吗?还是可以启发我?


AA碱性=新的1.6V,耗尽了1V(或少一点)。对于5V分钟,您至少需要5个电池。众所周知,805需要将近2V的Vin至Vout压降,因此效果不佳。一些LDO允许压降<0.1V。5 x AAA碱性电池比1 x 9V PP3电池性能更好。
罗素·麦克马洪

Answers:


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都不是一个好选择。

如您所说,9 V电池效率很低。9 V电池的能量密度非常差,然后您将浪费在稳压器中获得的电量的44%。

4节AA电池最多只能产生大约6 V的电压,这远远低于7805稳压器作为可靠5 V输出所需的输入电压。如果您确实选择了该路线,则需要一个LDO(低压差)调节器。有很多可以将6 V降至5 V的稳压器。

使用4节AA电池(83%)的效率已经足够了,但是问题是您将无法从这些电池中获得完整的使用寿命。即使是LDO,也需要一定的裕量才能工作,大约需要300 mV的电压,尽管您需要查阅数据表以获取实际数字。这意味着您的4个电池必须至少提供5.3 V电压,即每个电池1.33V。普通AA电池在1.33 V电压下仍有大量能量。您所获得的能量将得到足够的利用,但您会在电池中留下很多能量。

那么该怎么办?有几种选择:

  1. 不要使用5V。为什么仍要5 V?现代微控制器的工作电压为3.3 V,连接到它的大多数其他电路也是如此。在计算/焦耳方面,这些方法也往往更有效,因此您也因此赢得了胜利。将4 AA转换为3.3 V LDO时,最终目标电压的效率较低,但您可能需要的电流较小,并且可以将电池耗尽。

  2. 使用小型切换台。有许多专门用于此应用的小型切换器芯片。Microchip做了几次我用过的不错的产品,但是我不记得上面提到的零件号。检查他们的选择器指南。使用切换器,您不必再匹配电池电压和电路电压。现在,您可以使用2节AA电池,该电池仍比一个9 V电池包含更多的能量,您可以有效地使用它们的能量,并且可以将它们完全吸干。从电源的角度来看,再加上3.3 V电路将是最好的方法。我自己做了几次。


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OP-在此处查看一些小型切换台: OP- sparkfun.com/categories/54 ...例如sparkfun.com/products/10968
geometrikal

很高兴听到Olin认为Microchip是出色的切换器。我正在试用MCP16301T-E / CH,正在等待FedEx仓库取货!
卡兹(Kaz)2013年

感谢Olin和其他人!在写文章之前,我应该检查我的数据表,而不要依靠内存,谢谢您的纠正!
user2066639 2013年

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如您所说,7805是线性稳压器,可将较高的电压转换为较低的电压,而差值则通过热量散发。它不是非常有效,特别是在较高电压下。开关稳压器效率更高。

至于使用4个AA,假设使用碱性1.5v电池,而不是1.2V NiCD / NiMH可充电电池,那么您将拥有6伏电压。对于7805而言,仅6伏是不够的。更好的选择是比较的LDO(低压降稳压器)。您可能希望/需要一个压差(输入和输出之间的最小所需电压差)小于1伏的电池,因为在此之后,您还需要考虑电池耗电至5.6v(每个电池0.1v)或更小一些用法。

但是更好的问题是,您需要5v吗?4个可充电的1.2v电池可提供4.8V电压,该电压在大多数5v ic工作范围内。如果您的IC /微控制器的输入范围更广,或者使用3节普通电池充电4.5(或2节3v)。根据您的设置,您甚至可能不需要调节器。

另一个选择是使用升压调节器,用2节电池(3v)为5v微控制器供电,其中许多稳压器的效率为75%到90%。


FWIW:碱性电池的起始电压为1.5V(实际上刚好超过1.6V),但在整个电池寿命中迅速下降至约1.4V,然后逐渐下降至1V。
罗素·麦克马洪

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7805需要7 V左右的输入电压才能正常调节,这是您无法从四个AA电池获得的。LDO稳压器会更明智。我会使用AA电池,而不是9 V电池,它们会持续更长的时间。

许多现代MCU不需要稳压器(浪费功率),并且可以使用两个AA单元运行。


值得一提的是,有些人确实认为7805是LDO。多么主观的术语:D。
Passerby

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在选择电池时,应努力使输入电压在电池的使用寿命内始终高于或低于目标电压。如果您使用优质的开关电源芯片(及相关组件),则效率将大大高于7805。如果您需要5伏,则使用9伏电池和合适的切换器将使您可以运行直到电池电量基本耗尽(每个电池0.9伏)。如果出于简化的原因考虑使用7805,则应考虑使用三针开关电源模块,该模块设计用于插入通常使用7805的位置。7805相当陈旧关于任何目的;即使您想要简单便宜的东西,如果使用其他线性稳压器,则在+5电源开始下降之前,使用9伏电池可获得的寿命可能会增加一倍;切换台可能会进一步扩展功能。

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