배터리. 왜 9V를 사용합니까?

SMPS를 사용하여 효율적으로 전압을 높일 수있는 오늘날의 모든 기술을 이용할 수 있는데 왜 9V 배터리를 사용합니까? 내가 알지 못하는 비밀 이점이 있습니까?

크기를 보면 9V는 크고 부피가 크며 2xAA 배터리를 사용하고 전압을 높일 수있는 프로젝트를 설계하여 9V보다 배터리 수명이 길어졌습니다. 그리고 같은 양의 공간을 차지합니다.

오늘날 많은 회로도 조절이 필요하며 9V로 가장 쉬운 방법은 선형 레귤레이터 (일반적으로 약 5V)이며 이것이 모든 디자인의 경우는 아니지만 에너지 낭비가 있음을 알고 있습니다. 그럼에도 불구하고 1 개 또는 2 개의 AA 배터리에서 전압을 높이면 제품의 수명이 더 길어집니다.

9V 배터리와 일부 AA 배터리를 비교 한 결과, 누군가 가용 에너지 를 찾았고이 데이터로 끝났습니다. 참고 : 이 결과는 Energizer Alkaline 배터리에서 얻은

그렇다면이 모든 데이터에서 왜 9V 배터리가 여전히 설계에 사용됩니까? 사용하기에 유리한 응용 프로그램이 있습니까? 아니면 일반적으로 AA 또는 AAA 솔루션을 사용하는 것이 더 좋은 아이디어입니까?

내 프로젝트 중 일부에 9V 배터리 사용을 고려한 적이 있지만 계산을 마친 후에는 항상 다른 것뿐만 아니라 유지하지 못하는 것 같습니다. 그래서 뭔가를 놓치고 있습니까?

참고로, 비교 배터리에 대한 데이터 시트는 다음과 같습니다. AA 9V

편집 : 나는 이것이 '의견에 근거한'질문이 아니라고 생각합니다. 단지 다른 솔루션 (AA 배터리 부스팅과 같은)보다 9V를 선택하는 이점이 있는지 실용적인 관점에서 묻고 자했습니다. . 그냥 명확하게하고 싶었습니다!

먼저 AA는 배터리가 아닙니다. 셀입니다. 배터리는 셀의 "배터리", 즉 하나 이상의 셀입니다. 9V 배터리에는 6 개의 1.5V 셀이 있습니다. 한 쪽을 찢어보십시오.

우리가 여전히 9V 배터리를 사용하는 이유는 실제로 디자인의 문제입니다. 9V 배터리의 장점은 지나치게 높은 전압을 사용하지 않고 수명 동안 상당히 넓은 작동 전압 범위를 제공한다는 것입니다. 그들은 또한 사용하기 쉬운 클립이있는 정말 멋진 소형 패키지로 제공됩니다.

5V의 전류 요구 사항이 매우 작지 않으면 선형 레귤레이터가있는 것을 사용하여 5V를 생성하는 것은 결코 권장하지 않습니다. 9V에서 직접 작동하는 구성 요소를 사용하여 회로를 설계하는 것이 좋습니다.

또한 위젯의 특성에 따라 다릅니다. 더 큰 전압이 필요한 센서 또는 변환기가 있고 배터리로 작동하는 경우 9V 배터리를 사용하는 것이 더 간단하고 일반적으로 저렴합니다.

저전압 부스팅의 결과를 고려해야합니다. 그렇게하면 최소한 추가하고 처리해야 할 전자기 노이즈가 아닌 많은 새로운 문제가 발생합니다. 효율성 또한 문제입니다.

그러나 결국 결정에 대해 많은 이리저리가 있으므로이 질문은 실제로 의견 순위에옵니다.

400mAh 9V 배터리는 1 년 동안 40µA의 전류를 소비합니다.

이제 연기 감지기를 고려하십시오. 저전력 아날로그 회로로, 위의 40µA보다 작습니다. 부스트 컨버터와 AA에서 전원을 공급하려면 유휴 전류가 매우 낮은 컨버터가 필요합니다.

그러나 ... 화재가 발생하면 피에조 스피커를 구동하기 위해 약간의 전력과 충분한 볼트가 필요합니다. 이것들은 전압이 필요합니다. 9V는 3V보다 큽니다.

따라서 매우 낮은 유휴 전류 DC-DC 컨버터는 필요한 경우 높은 전류를 출력해야합니다.

또한 AA에서 충전 상태를 정확하게 측정 할 수 있어야합니다.

이 모든 것이 9V와 2AA의 차이보다 더 비쌉니다. 그리고 고객은 제조업체가 아니라 교체 배터리에 대한 비용을 지불한다는 것을 기억하십시오!

부스트 회로는 대기 전류를 가지고 있습니다. 부스트 컨버터를 사용하면 일부 에너지가 낭비됩니다. 또한 낮은 듀티 사이클에서 매우 비효율적입니다.

따라서 일반적으로 매우 작은 전류를 소비하지만 때때로 더 많은 전류를 소비 해야하는 회로가있는 경우 단일 부스트 컨버터로는이를 해결하기가 어렵습니다.

9V 배터리의 주요 사용자는이 사용 사례에 정확히 맞는 연기 경보기 및 멀티 미터와 같은 것입니다. 예를 들어 9V 배터리로 배터리 수명이 3 년보다 짧을 것으로 예상되면 좋지 않은 선택 일 수 있습니다.

장난감, 리모컨 등 라디오가있는 거의 모든 것이 여러 AA 또는 충전식 Li를 사용한다는 것을 알 수 있습니다.

부스트 컨버터도 무료가 아니며 부품과 공간이 필요합니다.

( 단 하나의 AA 배터리 를 사용하여 저렴한 벽시계를 사용할 수있는 디자인 은 매우 깔끔하며 좋은 역 엔지니어링을 원합니다.)

내 멀티 미터는 9V 배터리를 사용하며 약 10mA를 사용하여 작동합니다. 매우 정확합니다.

3V 배터리로 전원을 공급받는 경우 평균 전류는 40mA이며 75 % 효율입니다. 그러나 서지 전류는 인덕터를 통해 80mA까지 올라 가야한다. 기본적으로 트레이스, 배터리 와이어 및 인덕터는 이제 멀티 미터 내부의 민감한 구성 요소에 에너지를 공급하는 안테나 역할을합니다.

그런 다음 내 판독 값이 돌아가고 2 AA 배터리 전원 측정기를 구입하여 저주하고 맹세합니다.

예전에 AA 배터리를 사용하여 구식 프로그램 가능 계산기를 사용했습니다. 그것에 대한 성가신 것은 당신이 그것을 흔들면 쉽게 재부팅 할 수 있다는 것입니다. 이것은 9V 배터리로 작동하는 멀티 미터에는 발생하지 않습니다.

또한 약 5V가 필요한 전자 제품은 일반적으로 9V 배터리가 아닌 3xAA 배터리로 전원을 공급받습니다. 약간의 여분의 볼트를 사용하면 특히 레일 투 레일 출력을 제공 할 수없는 구형 opamp를 사용하여 많은 설계를 단순화 할 수 있습니다. 오늘날 대부분의 부품에 3.3V 버전이있는 경우 이는 문제가되지 않습니다.

PP3 배터리는 예를 들어 많은 미터 칩에 적합합니다. 많은 경우에, 1 달러당 총 에너지는 그다지 중요하지 않을 수 있습니다. 배터리가 1 ~ 3 년 동안 지속되면 배터리가 충분하고 회로를 통해 약간의 돈을 절약 할 수 있습니다. 또 다른 예는 백업 배터리 수명이 에너지 밀도보다 더 중요하다는 것입니다.

합리적 배터리 수명 동안 소비되는 총 에너지가 그다지 높지 않은 애플리케이션에서 훨씬 적은 에너지를 보유하고 놀랍도록 비싸거나 매우 저렴한 버튼 셀이 사용되는 경우가 종종 있습니다. 더 많은 에너지가 필요한 경우 충전식 리튬 이온 셀이 더 일반적입니다.

소비자 제품조차도 많은 새로운 응용 프로그램이 9V 배터리를 사용 한다고 생각하지 않지만 앞으로 수십 년 동안 더 오래된 장치 (및 더 오래된 디자인)가있을 것입니다.

초 저잡음 장비를 설계하려고 할 때 9V 배터리의 조용한 선형 레귤레이터는 거의 모든 DC-DC 컨버터를 능가하며 출력 잡음 또는 방출 음에 약간의 스위칭 잡음이 발생합니다. 그것은 우리 천체 물리학 부서의 경험의 법칙이었던 것입니다 (실제로 극복 할 수있는 오래된 주장 임).

다른 사람들은 전력 소모가 적지 만 배터리 수명이 길고 순간 전력이 높은 시스템 (예 : 화재 경보)이 필요한 시스템에서 9V를 사용하는 이점 (대기 전류 측면에서)을 지적했습니다. 그러나 당신이 옳습니다-전력 밀도가 주요 기준이라면 오래된 PP9는 훌륭한 선택이 아닙니다. 예를 들어 많은 손전등에서 볼 수없는 이유입니다.

배터리 선택시 고려해야 할 사항은 누출 성향, 제품 지원 가능성, 최대 전류 요구량 및 재활용 문제입니다.

• AA 셀의 누출 : 전자 장비에서 부식을 피하기 위해 배터리 홀더에 특수한 설계 기능이 통합되어 있지 않으면 배터리 누출은 큰 문제가 될 수 있습니다. 아아, 금 접점은 비싸다. 9 볼트 배터리가 누출 될 가능성이 어느 정도인지는 알 수 없지만, 알아낼 수 있다면 몇 년 동안 무인으로 사용해야하는 장비의 선택 결정에 영향을 줄 수 있습니다. Duracell AA 알칼리의 누출로 인해 기어가 파손되었습니다.
• 지원 가능성 : 아마도 언젠가는 9 볼트 배터리가 현재 Kodachrome과 같이 제공 될 것입니다. 이 경우 모든 장비를 교체해야 할 수 있습니다. 이는 엔지니어링 결정이 아니라 마케팅 일 수 있습니다. 마케팅 담당자는 몇 년 안에 제품이 쓸모 없게되고 교체해야한다는 아이디어를 좋아할 수 있습니다.
• 최대 전류 요구량 : 최대 전류 및 전력은 Thevenin 및 Norton이 관리합니다. 배터리는 저항과 직렬로 연결된 완벽한 전압원처럼 작동합니다. 전압과 저항은 배터리의 내부 상태에 따라 다릅니다. 사용 가능한 최대 전력은 내부 저항에서 배터리 전압의 절반을 낮추는 부하 전류입니다. 피크 전력 수요에 따라 애플리케이션에 가장 적합한 배터리를 결정하기 위해 일부 랩 작업이 필요할 수 있습니다.
• 재활용 문제 : 물론 환경상의 이유로 $ AA Duracell을 재충전하고 다시 사용하는 정통적인 방법으로 재활용하고 싶습니다. 재충전 된 AA 듀라셀은 최대 전압으로 돌아 왔지만, 내부 저항이 높아서 라디오가 최대 볼륨으로 재생되는 것을 막았습니다. 재충전 된 전지는 또한 수명이 더 짧다. 하지만 더 적은 볼륨으로 더 많은 시간을 할애합니다. 9 볼트 배터리의 경우 6 개 중 하나의 방전 된 셀만있을 수 있으므로 하나를 복원하기 위해 재충전하면 과충전하여 다른 5 개를 저하시킬 수 있습니다. 최선의 방법을 결정하려면 일부 실험실 실험이 필요합니다. 또한 실험 결과에 관계없이 배터리 공급 업체 또는 공급 업체의 제조 프로세스를 변경하면 결과가 무효화 될 수 있습니다.

행운을 빌어 요 공학적으로 그들은 옳고 그른 대답이 아닐 수도 있습니다. 대부분의 결정은 경쟁 문제 사이의 타협입니다.

다른 답변에서 다루지 않은 몇 가지 사항 :

당신의 무게 비교는 공평하지만, 나는 직접 부피-볼륨 비교가 불공평하다고 생각합니다. 보통 둥근 물체를 포장 할 때 약간의 공간이 있기 때문입니다. AA 세포를 함유하는 직육면체가 차지하는 공간은 약 10.5cm3이다. 실린더 볼륨을 얻기 위해 PI / 4를 곱하면 테이블의 8.1cm3에 가까워집니다.

PP3 9V 배터리를 사용하면 6 개의 소형 1.5V 셀 (AAA보다 작은)을 편리한 패키지로 제공 할 수 있습니다. 이 "불필요한"포장은 추가 무게와 부피를 추가합니다. 이 배터리를 사용하는 응용 분야는이 포장 비용이 중요하지 않은 경우가 많습니다.

장비 제조업체 (일반적으로 "배터리 포함되지 않음"을 판매하는 장비)가 2xAA 셀과 전압 변환기 또는 1xPP3 셀 중 하나를 사용하는 경우 변환기의 추가 비용뿐만 아니라 배터리 커넥터도 고려해야합니다. PP3 배터리는 한쪽 끝이 잘리는 선반 커넥터에서 매우 깔끔한 반면, 개별 셀에는 제품에 내장 된 적절한 배터리 홀더가 있어야 배터리의 양쪽 끝을 잡을 수 있습니다. 소비자가 장비를 구입할 때 배터리 비용을 거의 고려하지 않기 때문에 제조업체는 PP3를 사용해야 할 두 가지 이유가 있습니다.

부스트 레귤레이터 (및 엔지니어를 설계하는 엔지니어)가 항상 싸거나 작지는 않았습니다. 결과적으로 시장에는 규제되지 않은 9v 레일 또는 선형 레귤레이터를 사용하는 많은 장비가 있습니다. 화재 경보기 및 멀티 미터는 몇 가지 예입니다. 재 설계는 비용이 많이 들고 BOM 비용을 크게 줄이거 나 시장 기능을 향상시키지 않습니다.

(이제 소스에서 발생하는 알파 방출을 사용하여 슈퍼 커패시터를 재충전하고 배터리 교체가 필요하지 않은 화재 경보기는 시장 이점이있을 것입니다.