Wenn Sie Batterien verwenden, um eine Last über einen Spannungsregler anzutreiben, ist es besser, die Spannung von zwei Batterien parallel zu erhöhen oder die Spannung von zwei Batterien in Reihe zu verringern? Wenn es keine absolute Antwort gibt, gibt es eine allgemeine Regel (oder einen Satz von Regeln) für die Entscheidung, welche für eine bestimmte Situation am besten ist?
Gibt es interessante Fälle, in denen ein bestimmter Schaltungstyp dem Trend widerspricht? (Wortspiel nicht vorgesehen)
Antworten:
Die Verwendung eines Hochsetzstellers bietet den Vorteil, dass teilweise entladene Batterien verwendet werden können, deren Ausgangsspannung unter die Betriebsspannung Ihres Geräts fällt, bietet jedoch die Nachteile, dass das Gerät beschädigt werden kann, wenn die Batteriespannung den erwarteten Wert überschreitet (z. B. Wenn Ihr 3,3-Volt-Gerät mit zwei AA-Batterien betrieben wird und über eine 3-Volt-Eingangsbuchse verfügt, an die jemand eine 5-Volt-Versorgung anschließt, und wenn die Batterien erschöpft sind, steigt der Batterieverbrauch (was wiederum das Risiko erhöht, dass Wiederaufladbare Batterien werden beschädigt oder nicht wiederaufladbare Batterien "lecken" (dh ätzende Chemikalien auslaufen). Außerdem bewirken sie im Allgemeinen, dass die Geräte mit zunehmendem Alter der Batterien normal weiterarbeiten, bis sie plötzlich ein Maximum erreichen Punkt, an dem sie ganz aufhören.
Die Verwendung eines Tiefsetzstellers bietet eine größere Immunität gegen Eingangsüberspannungen und führt dazu, dass die Spannung, die dem Hauptstromkreis zugeführt wird, abfällt, sobald die Batteriespannung zu stark gesunken ist. In vielen Fällen funktioniert das Gerät dann weniger gut, wenn die Batterien älter werden - manchmal eine gute und manchmal eine schlechte Sache. Ein solches Verhalten kann eine schlechte Sache sein, wenn das Gerät unbrauchbar wird, sobald seine Leistung nachlässt. Es kann jedoch eine gute Sache sein, wenn das Gerät weiterhin nützlich ist und ein Benutzer möglicherweise nicht zu unerwarteten Zeiten die Batterien wechseln möchte.
Legen Sie keine Batterien parallel. Ihr Ladezustand und ihr Spannungsverhalten sind nicht identisch, wenn sie vom selben Modell sind. Dies ist herstellungsbedingt.
Wenn Sie sie parallel anschließen, müssen nach Ihrem Entwurf die Spannungen gleich sein. Bei ausgeschaltetem Design entlädt sich die Batterie mit der höheren Spannung in die mit der niedrigeren Spannung. Wenn die gewählte Batterietechnologie kein Aufladen erlaubt, geht diese Energie verloren. Nach einiger Zeit ist die Spannung gleich und der Energieverlust hört auf. Kommt es jedoch zu einer äußeren Störung, wie zum Beispiel einem Temperaturanstieg, so ändert sich die Spannung der Batteriezellen wieder und es geht wieder etwas Energie verloren.
Deshalb sollten Sie niemals Batteriezellen parallel schalten. Und wenn Sie batteriebetriebene Geräte rückentwickeln, werden diese immer in Reihe geschaltet.
Für schwere Lasten ist keine Stufenumwandlung am besten. Holen Sie sich eine Übereinstimmung für Batterie und Last für geringere Verluste. Im Allgemeinen sparen höhere Spannungslasten Kupferverluste und Kupfer, wenn die Energieverteilung auf lange Sicht erfolgt.
Aus Redundanzgründen ist der Parallelzellenbetrieb besser. Der stärkere Akku liefert mehr Leistung, bis er dem schwächeren Akku entspricht. Serienmäßig begrenzt der schwächere Akku jedoch immer die Leistung.
Wenn die Batteriezellenspannung nicht zu niedrig ist, um effizient konvertiert zu werden, sollten Sie zwei 7,6-V-Zellen mit unterschiedlichen Eigenschaften in Betracht ziehen, die vom ESR für jede Zelle angezeigt werden. Beachten Sie bei Verwendung angepasster Leistungslasten, dass die Reihenanordnung der Last eine geringere Leistung verleiht, da die schwächere Zelle (höherer ESR) die für die Last verfügbare Leistung verringert.
Beachten Sie auch, dass dies nur für wiederaufladbare Zellen gilt, die die Spannung während des Ladevorgangs ausgleichen. Primärzellen würden auf diese Weise nicht verwendet, da sie sich gegenseitig entladen würden. Batterieverschleiß bei höherem ESR und niedrigerer A-Stunden-Kapazität. Bei Batterien mit sehr hoher Leistung und niedriger ESR-Fähigkeit werden externe Widerstände sowie Nebenschluss- und Bypass-Widerstände für die Reihenschaltung benötigt, um sie zu schützen. Batteriezellen werden typischerweise mit einer Spannung von << 2% für einen guten Betrieb in einem Array, einer Serie oder einer Parallelschaltung angepasst.
