배터리를 사용할 때 스텝 전압 상승 또는 스텝 전압 감소?

배터리를 사용하여 전압 조정기를 통해 부하를 구동 할 때 두 개의 배터리에서 병렬로 전압을 높이거나 두 개의 배터리에서 직렬로 전압을 낮추는 것이 더 낫습니까? 절대적인 대답이 없으면 특정 상황에 가장 적합한 규칙을 결정하기위한 일반 규칙 (또는 규칙 집합)이 있습니까?

특정 회로 유형이 추세에 영향을 미치는 흥미로운 사례가 있습니까? (말장난이 아닙니다)

batteries voltage-regulator efficiency

— 다항식
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답변:

승압 컨버터를 사용하면 출력 전압이 장치의 작동 전압 아래로 떨어지는 부분적으로 고갈 된 배터리를 사용할 수 있다는 장점이 있지만 배터리 전압이 예상 수준을 초과하면 장치가 손상 될 수있는 단점이 있습니다 (예 : 3.3V 장치가 AA 배터리 2 개로 작동하고 누군가가 5V 전원을 연결하는 3V 전원 입력 잭이 있고 배터리가 소진 될 때 배터리 소모가 증가하는 경우 ( 충전식 배터리가 손상되거나 비 충전식 배터리가 "누설"될 수 있습니다 (예 : 부식성 화학 물질이 나올 수 있음) 또한 배터리의 수명이 길어질 때까지 기기가 정상적으로 작동 할 수 있습니다. 그들이 완전히 종료되는 지점.

스텝 다운 컨버터를 사용하면 입력 과전압에 대한 내성이 향상되며 배터리 전압이 너무 많이 소모되면 주 회로에 공급되는 전압이 떨어집니다. 대부분의 경우, 배터리 수명이 길어짐에 따라 장치가 제대로 작동하지 않을 수 있습니다. 이러한 동작은 성능이 떨어지기 시작하자마자 장치가 쓸모 없게되면 좋지 않은 일이 될 수 있지만, 장치가 다소 유용하게 남아 있고 사용자가 예기치 않은 시간에 배터리를 교체하지 않으려는 경우에는 좋은 것일 수 있습니다.

— 슈퍼 캣
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더 높은 전력 인 경우, 스텝 다운은로드 전 마지막 순간까지 필요한 구리를 훨씬 더 낮게 유지하는 이점이 있습니다.

— Kortuk

@Kortuk : 실제로 큰 전력 수준에서 더 높은 전압을 사용하면 케이블의 저항 손실을 줄일 수 있지만 "소비자"배터리의 전원을 끄는 응용 프로그램의 요인이 될 것입니다. 필자는 소비자 제품에서 배터리를 직접 연결하는 것이 좋지 않다고 언급했을 것입니다. 예를 들어, AA 배터리를 2 개 또는 4 개 사용할 수있는 작은 조명이 4 개를 사용하는 것으로 나타났습니다 새 AA 배터리는 두 개의 새 AA 배터리보다 수명이 두 배 이상 길지만 무게는 더 큽니다). 궁금하다면 ...

— supercat

... 다이오드-또는 '다이오드'와 유사하게 동작하지만 여분의 다이오드 드롭없이 여러 입력의 전력을 수용하도록 설계된 벅 모드 공급 칩이 있습니까? 각 전원에 MOSFET을 사용하는 경우 이러한 전원 공급 장치는 두 배터리 세트가 일치 할 때 직접 연결하는 것만 큼 효율적일 수 있지만 전류가 한 세트에서 다른 세트로 흐르지 않도록 할 수 있습니다 (유해 할 수 있음) 아니었다. 생각해 보면, 그러한 공급 장치는 사용하기 전에 더 나쁜 배터리에서 어느 시점 까지 전력을 끌어 오도록 설계된 경우 특히 유리할 수 있습니다 .

— supercat

... 더 나은 것. 이러한 방식으로 두 세트의 배터리를 사용한 장치는 한 세트가 고갈되었을 때 사용자에게 알려 주어 사용자가 여가 시간에 그 세트를 교체 할 수있게하면서 장치가 작동 상태를 유지하게합니다. 또한, 대부분의 장치는 사용자에게 배터리 수명이 남아있는 상태에서 배터리를 교체하거나 배터리 수명이 다하여 장치가 작동하지 않게 할 수있는 옵션을 제공하지만 약한 배터리를 소모하는 장치는 사용자가 교체하기 전에 배터리의 수명이 다합니다.

— supercat

배터리를 병렬로 넣지 마십시오. 충전 레벨과 전압 동작이 동일한 모델 인 경우 동일한 이벤트가 아닙니다. 이것은 제조 공정 때문입니다.

병렬로 연결하면 전압이 같아야합니다. 설계가 꺼지면 더 높은 전압의 배터리가 더 낮은 전압의 배터리로 방전됩니다. 선택한 배터리 기술이 재충전을 허용하지 않으면이 에너지가 손실됩니다. 일정 시간이 지나면 전압이 같아지고 에너지 손실이 멈 춥니 다. 그러나 온도 상승과 같은 외부 장애가 추가되면 배터리 셀의 전압이 다시 달라지고 일부 에너지가 다시 손실됩니다.

배터리 셀을 병렬로 연결해서는 안됩니다. 배터리 구동 장치를 리버스 엔지니어링하는 경우 항상 직렬로 연결됩니다.

— 블롭 1980
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무거운 하중에는 스텝 변환이 가장 적합하지 않습니다. 더 낮은 손실을 위해 배터리와 부하를 모두 맞추십시오. 일반적으로 더 높은 전압 부하는 장거리 전력 분배시 구리 손실과 구리를 절약합니다.

이중화 병렬 셀 작동이 더 좋습니다. 더 강한 배터리는 더 약한 배터리와 일치 할 때까지 더 많은 전력을 공급합니다. 그러나 직렬로 약한 배터리는 항상 전력을 제한합니다.

배터리 셀 전압이 너무 낮아서 효율적으로 변환 할 수 없다면, 각각에 대해 ESR로 표시되는 특성이 다른 두 개의 7.6V 셀을 고려하십시오. 일치하는 전력 부하를 사용하면 직렬 배열이 약한 셀 (높은 ESR)이 부하에 가용 전력을 감소시키기 때문에 부하에 더 적은 전력을 공급합니다.

또한 충전 중 전압을 균일화하는 충전식 셀에만 적용됩니다. 일차 전지는 서로에 대해 방전되므로이 방식으로 사용되지 않습니다. 더 높은 ESR 및 더 낮은 A-hr 용량의 배터리 소모. 배터리의 전원이 매우 높고 ESR 기능이 낮은 경우 외부 저항과 션트 배열 및 직렬 배열을위한 바이 패스가 필요합니다. 배터리 셀은 일반적으로 모든 어레이, 직렬 또는 병렬에서 양호한 작동을 위해 << 2 % 전압과 일치합니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

— 토니 스튜어트 Sunnyskyguy EE75
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다소 혐오 스럽지만이 대답은 나에게 의미가있는 것 같습니다. 왜 다운 보트 (downvoted)되었는지에 대해 관심이있는 사람이 있습니까?

— 다항식

아마도 배터리 셀 특성 및 수명에주의를 기울이고 과방 전시 역셀 전압을 방지하는 경우 직렬 작동이 가능합니다. 납 산과 같은 일부 배터리 화학 반응은 이러한 현상이 발생하면 더 빨리 노화됩니다. 병렬 작동은 중복성을 제공 한 다음 해당 전압에서 작동하는 모터를 찾습니다. 가능하지 않은 경우 모터 권선 ESR보다 낮은 LOW ESR 초크 (MOSFET보다 낮은)를 사용하는 승압은 설계를위한 좋은 기준입니다.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

대부분의 경우 배터리 전압을 전원 공급 장치 요구 사항에 맞추기가 어렵거나 불가능합니다. 예를 들어, 많은 칩은 레일에 5 % 또는 10 %의 공차가 필요하며 배터리는 완전히 충전 된 상태와 완전히 방전 된 상태보다 더 다양합니다. 또한 OP는 언급하지 않았지만 부하가 크다고 가정합니다. 나는 downvote를하지 않았지만이 경우 정당화됩니다.

내 제안은 NiMH의 1.2V 증가에 따른 셀 전압과 일치하는 고부하에 대한 것이었다. 그것은 맞추기가 어렵지 않아야합니다. 규제가 그처럼 엄격한 경우 LDO는 잡음에 대한 내성이 거의 없습니다. 그렇게 빡빡하지 않아도 상관 없습니다. 따라서 무작위 성능의 배터리를 직렬로 얻는 것은 약한 배터리가 전류를 제어하기 때문에 좋지 않으므로 병렬로 배치하는 것이 두 번째 선택입니다.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75 5

토니, 정말 새 로깅 "Richman"을 가지고 있습니까?

— Olin Lathrop