스텝 업 또는 스텝 다운 스위칭 전압 조정기 중 어느 쪽이 더 나은 효율을 제공합니까?

4.2V (2 개의 4.2V 셀 병렬)를 5V로 변환 하는 리튬 배터리 팩 회로 가 있습니다. 다른 옵션은 8.4V (2 개의 4.2V 셀 직렬)에서 5V까지 의 스텝 다운 컨버터 를 사용하는 것 입니다. 인용 된 두 회로가 제대로 구현되었다는 점을 고려할 때 전력 소비 측면에서 어떤 선택이 더 효율적인가?

나는 "강압은 항상 승압보다 바람직하다"또는 "절대 전압 차이가 중요하다"등의 일반적인 규칙을 찾고 있습니다.

부스트 컨버터는 일반적으로 벅 컨버터보다 비효율적이지만 크게는 아닙니다. 근본적인 이유는 벅 컨버터에서와 같이 부하를 통하지 않고 온 타임에 인덕터 전류가 직접 접지로 흐르는 것과 관련이있다. 이 언급 EE-타임즈 기사가 : 스크램블링 부스트 스위칭 컨버터의 전력 손실은

그러나 일반적으로 인덕터 전류가 온 타임 동안 접지로 흐르기 때문에 그림 2의 펄스 전류에서 알 수 있듯이 분수 (오프 타임 대주기 비율) 만 출력으로 흐릅니다 (이것이 부스트 컨버터가 일반적으로 적은 이유입니다) 벅 컨버터보다 전력 효율적)

효율 차이는 크지 않기 때문에 다음을 포함하여 조정기 효율 대신 추가 기준을 결정하는 것이 좋습니다.

• 충전기 복잡성 (단일 셀이 더 간단 함)
• 비용
• 크기
• 일련의 세포는 가장 약한 세포에 의해 제한됩니다.
• 병렬로 연결된 셀은 서로를 충전하는 경향이 있으며 화학 공정으로 인해 효율성이 저하됩니다.
• 낮은 전압 (병렬 셀)으로 높은 입력 전류로 인해 손실됩니다.

개방 회로 전압의 불일치로 인해 더 높은 전압의 배터리 공급 전류가 더 약한 배터리에 공급되기 때문에 배터리는 종종 병렬로 직접 배선하는 것을 좋아하지 않습니다. 충전식 배터리를 사용하고 있고 충전 상태가 충분히 가까워지면 배터리가 서로 균등화하려고 할 수 있습니다. 그러나 일차 전지 배터리를 사용할 때 또는 충전 상태가 특별히 가깝지 않은 경우이 전류 흐름은 두 배터리 모두에 해로울 수 있습니다.

배터리의 전압이 최소 안전 수준 아래로 떨어지기 전에 전류가 차단되면 배터리를 직렬로 연결하는 것이 더 안전합니다. 1 차 전지 배터리의 경우, 최소 안전 수준은 대략 0 볼트입니다 (사망되거나 쓸모없는 배터리에 "손상"되는 것이 아니라 역 구동 1 차 전지 배터리가 근처 회로에 유해한 화학 물질을 버릴 수있는 가능성). 충전식 배터리의 경우 최소 안전 전압이 훨씬 높습니다 (배터리를 방전시킬 때 마모가 크게 가속화 될 수 있음).

스텝 업 및 스텝 다운 변환의 효율성 차이는 직렬 또는 병렬 배터리 연결로 인한 문제와 비교할 때 사소한 경향이 있습니다.