Ci sono dei vantaggi nell'usare un booster di tensione (come Batteriser) su batterie “scariche”?


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Batterizer [Modifica: rimosso link morto e dannoso] è un prodotto finanziato dalla folla destinato a prolungare la durata della batteria aumentando la tensione. Fondamentalmente è un ladro di joule che si trova in un piccolo pacchetto che scivola sulla cella.

Dave Jones di EEVBlog ha realizzato un video per il debunking del prodotto:

A cui le persone di Batteriser hanno risposto con un loro video:

E una risposta di Dave:

Gli ultimi due video riguardano principalmente l'incapacità del team promozionale di Batteriser di capire come misurare la tensione fornita dalle batterie sotto carico anziché fuori circuito. Credono che un alimentatore sia un test "ingiusto" perché si comporta diversamente dalle batterie o che gli scettici non hanno preso in considerazione la resistenza interna della batteria, ecc.

Mentre penso che sia ovvio che le persone di Batteriser non sono riuscite a cogliere alcuni concetti di base, mi chiedo se un circuito di tipo ladro di joule sia un buon modo per utilizzare l'energia rimanente in una cella. (Certamente non l'80% che Batteriser afferma di buttare via.)

Ci sono dei vantaggi nell'utilizzare un booster di tensione su batterie che sono al di sotto della tensione di taglio / operativa di un dispositivo?


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Dave mostra che è rimasta così poca energia che è inutile in questo video.
Matt Young,

Di seguito, vedi la mia risposta che contiene anche informazioni di Dave che ha fatto riferimento a uno studio su> 600 batterie scariche, di cui> 200 sono state testate, dimostrando che oltre il 33% dell'energia rimane inutilizzata nella batteria mediamente scartata. Questo studio e questa figura sono stati citati da Dave in un articolo intitolato "The Batteriser Explained".
MicroserviziDDDD

Risposte:


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"C'è qualche vantaggio nell'utilizzare un booster di tensione su batterie che sono al di sotto della tensione di taglio / operativa di un dispositivo?"

Naturalmente ci sono vantaggi in quella situazione: una batteria che altrimenti sarebbe morta può essere ancora utilizzata per un po 'di tempo. Ma probabilmente non per molto, quindi è discutibile se questo sia utile.

Ciò che DJ (correttamente IMO sostiene) è che le affermazioni di Batteroo sono esageratamente esagerate al massimo e l'uso del loro dispositivo con batterie che non sono ancora al di sotto della tensione di interruzione porterà ad un uso aggiuntivo di energia, quindi l'effetto complessivo potrebbe essere negativo.


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... l'uso del loro dispositivo con batterie che non sono ancora al di sotto della tensione di interruzione comporterà un ulteriore uso di energia, quindi l'effetto complessivo potrebbe essere negativo. Non credo che questo punto sia stato chiarito abbastanza. Considerando che oggigiorno la maggior parte dei dispositivi ha una sorta di convertitore DC-DC, le inefficienze sono aggravate e si tradurrà in una perdita della durata della batteria. È un peccato che così tante persone stiano comprando questa assurdità.
Matt Young,

@MattYoung: l'inserimento di un'alimentazione di commutazione tra una batteria e un'alimentazione lineare può migliorare notevolmente l'efficienza dell'alimentazione lineare se la tensione di uscita dell'alimentazione di commutazione viene regolata in modo da corrispondere alla tensione di ingresso minima dell'alimentazione lineare. Non sarei sorpreso se ci fossero alcuni dispositivi in ​​cui la durata utile della batteria potrebbe essere migliorata del 50% o più. A meno che uno non sappia quali dispositivi trarrebbero beneficio da tali dispositivi, tuttavia, lanciarli in modo casuale non è in grado di offrire molti vantaggi.
supercat,

Non sono a conoscenza di molti dispositivi alimentati a batteria che utilizzano un regolatore di potenza lineare.
Wouter van Ooijen,

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Il nostro obiettivo è mantenere il carico delle batterie il più a lungo possibile. In generale, questi carichi sono o resistenza fissa (come una torcia di base) o potenza fissa (come quasi tutto ciò che è elettronico oltre una certa complessità). Un carico di potenza fisso è generalmente un regolatore di commutazione, che ha una tensione di interruzione minima.

Un carico a resistenza fissa non importa molto quale sia la tensione di ingresso; la potenza delle batterie diminuirà con il quadrato della tensione. La lampadina si attenua man mano che le batterie si scaricano, ma la lampadina si consuma meno energia. Passa un po 'di tempo a correre brillante e molto tempo a scarseggiare. Inserendo un convertitore boost sulle batterie in un carico resistivo, si trasforma effettivamente la lampada in un carico fisso. Ora, la lampada funziona fino a quando non viene raggiunta la tensione di interruzione, a quel punto la lampada si ferma completamente.

Se il carico era già a potenza fissa, l'aggiunta di un altro regolatore davanti non lo modifica. L'unico effetto possibile che puoi avere è cambiare la tensione di interruzione. Se la tensione di interruzione è stata aumentata più di quanto non fosse già, hai fatto funzionare il dispositivo per un tempo più breve! Se hai abbassato la tensione di interruzione, dovresti essere in grado di far funzionare lo stesso dispositivo fino a un punto di tensione inferiore sulle batterie.

Tuttavia, l'energia totale che si ottiene da una batteria mettendo un carico fisso su di essa è molto complessa; a tensioni più basse, si assorbe necessariamente più corrente, per compensare la potenza fissa (P = VI). Più corrente si assorbe, più la tensione del terminale diminuisce a causa della resistenza in serie interna, più velocemente la batteria si scarica e meno energia totale ne viene fuori. Quindi potresti solo aumentare il consumo energetico totale delle batterie di una quantità molto piccola, e tale quantità è quasi sicuramente consumata dalla ridotta efficienza derivante dall'aggiunta di un altro regolatore di commutazione al sistema.

Non sto vedendo una buona discussione per questo. Faresti meglio con le batterie ricaricabili.


Se un dispositivo ha un'alimentazione lineare la cui tensione di ingresso minima è eccessivamente elevata (ad esempio un dispositivo a quattro celle che richiede 5,2 volt per il funzionamento), mettere un booster di fronte può impedire alle batterie di non essere in grado di farlo funzionare mentre rimane l'80% della loro energia. Se l'alimentazione lineare utilizza una pila di batterie eccessivamente grande per il suo requisito di tensione (ad esempio utilizzando sei celle quando sarebbero sufficienti 5,2 volt), un commutatore in modalità buck potrebbe ridurre sostanzialmente l'assorbimento di corrente. Questi scenari non sono terribilmente tipici, ma l'aggiunta di uno switcher per dispositivi in ​​cui lo fanno può migliorare notevolmente la durata.
supercat,

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Se uno ha un dispositivo che assorbirà 20 mA in modo continuo a qualsiasi tensione al di sopra del minimo richiesto per il funzionamento e funzionerà ugualmente bene a tale tensione, un interruttore buck-boost che scansiona la tensione di una batteria su o giù in modo che il dispositivo veda sempre che la tensione minima può sia ridurre la quantità di corrente assorbita dalle batterie che producono più tensione di quella necessaria al dispositivo, sia consentire il funzionamento continuo con batterie che producono meno tensione. Un win-win.

Uno switcher buck-boost che aumenta significativamente la tensione al di sopra di ciò che il dispositivo avrebbe bisogno per il funzionamento sprecherà energia ogni volta che la tensione della batteria è tra ciò di cui il dispositivo ha bisogno e ciò che il booster fornisce al dispositivo.

Se le prestazioni utili del dispositivo variano con la tensione, il ridimensionamento della tensione della batteria può offrire prestazioni migliorate a costo della durata della batteria ridotta; ridimensionarlo può offrire una migliore durata della batteria in cambio di prestazioni ridotte.

Se il dispositivo assorbe energia in modo intermittente e il tempo necessario per l'alimentazione varia in base alla tensione (ad es. È un motore che periodicamente ha bisogno di spostarsi di una certa distanza), la quantità con cui il ridimensionamento aumenta o diminuisce la corrente assorbita dalla batteria può essere maggiore o minore della quantità con cui influisce sulla durata.

Se il dispositivo ha un alimentatore integrato, l'aggiunta di un secondo di fronte può offrire pochi vantaggi.

In breve, ci saranno alcuni casi in cui l'aggiunta di un alimentatore a commutazione può migliorare notevolmente la durata della batteria; ce ne saranno altri in cui è inutile o controproducente.


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Quando provi una batteria, devi caricarla, altrimenti la tensione si alza molto più in alto di quanto dovrebbe, considerando la sua durata residua.

Nell'applicazione ad alta richiesta, la resistenza interna della batteria diventa un fattore molto più importante di quale tensione può fornire la batteria, portando la batteria a raggiungere la sua tensione di interruzione troppo presto.

Usiamo un flash della fotocamera come esempio, poiché è un'applicazione particolarmente richiesta.

Soprattutto se stai usando la tua fotocamera a temperature inferiori allo zero, dove la resistenza interna aumenta e la reazione chimica della batteria procede a un ritmo più lento, consumerai le batterie incredibilmente velocemente. E quelle batterie scariche saranno considerate dalla fotocamera "scariche", per la sua applicazione, in quella fredda impostazione.

Ma riporta quelle batterie "morte per fotocamera" all'interno e lasciale riscaldare, e in effetti avranno ancora gran parte della loro vita ancora, e presenteranno anche una tensione decente, anche sotto carico di prova.

Esistono molte applicazioni molto richieste. Giocattoli o qualsiasi cosa motorizzata, e anche prodotti mal progettati, che vedo sempre, mal progettati in vari modi. Ma anche nello scenario standard, quasi tutto si interrompe a 0,8 volt o sopra, lasciando l'energia a 0,5 volt rimanente per essere utilizzata per l'applicazione a bassa potenza e un qualche tipo di convertitore boost.

Per riassumere, la chiave per comprendere questo problema è rendersi conto che una cella considerata "morta" per l'applicazione ad alta richiesta non sarà considerata morta per l'applicazione a bassa domanda, ma che l'energia potrebbe essere inaccessibile senza un qualche tipo di convertitore di boost.

Anche la chiave sta nel capire che le applicazioni a bassa richiesta potrebbero interrompersi a causa della tensione quando c'è davvero molta energia rimasta nelle batterie, che è dove il booster di tensione, e credo che anche il prodotto Batteriser, se è di qualità, lo farà sicuramente utile. Quindi, quindi, i prodotti a bassa potenza che si interrompono a bassa tensione perché NON hanno una spinta, trarranno sicuramente vantaggio dalla spinta.

Una semplice torcia a LED economica è un buon esempio sia di un'applicazione a bassa richiesta, sia di un dispositivo che si spegne in base alla tensione, perché la torcia a LED economica utilizza un resistore e la caduta di tensione diretta del LED per decidere il taglio .

Quindi, per una tipica torcia a 3 celle, 3x1,5 = 4,5 volt nuovo. Il LED scende di circa 3 volt. Quindi l'interruzione di tensione naturale per una torcia a LED economica è in realtà abbastanza elevata, a 3 volt / 3 celle = 1 volt per cella.

Ma l'illuminazione di quei LED è in realtà un'applicazione a bassa richiesta. C'è sicuramente molta energia rimasta in quelle cellule.

Quindi, questo è l'esempio perfetto di quando sarebbe vantaggioso utilizzare un circuito boost per ottenere l'energia rimanente da queste celle che sono state usate solo fino a 1 volt per cella.

Ho visto il trattamento che Dave di EEVblog ha dato a Batteriser, e penso che forse abbia enfatizzato troppo il punto in cui Batteriser aveva torto, ma potrei non aver sufficientemente pensato alle cose sopra che ho trasmesso, poiché ho studiato a fondo il Joule Thief, e io non pensare che Dave l'abbia fatto. Capisco i punti sollevati da Dave, e alcuni potrebbero essere ancora validi dubbi, ma uso sempre i miei circuiti di Joule Thief e posso attestare che sono sicuramente utili, proprio come qualsiasi alternativa di boost decente.

Infine, in caso di emergenza, i prodotti boost, che si tratti di Joule Thief o Batteriser o di un altro prodotto, potrebbero tornare utili e persino diventare critici in un uragano a Firenze o in altri scenari di catastrofe. A volte avere una torcia funzionante è essenziale, e se avere un Batterizer o due in giro mi permette di farlo, allora anche su quel conteggio aggiuntivo, chiamo Batteriser e Joule Thief, utile.

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Modifica n. 1

Per rispondere a una domanda, non ho assolutamente alcuna affiliazione con Batteriser, Batteroo Boost, o la società Batteroo, o chiunque altro al suo interno - solo grande affetto per il ladro di Joule e cercando di fornirli al terzo mondo, dove non possono permettere l'elettricità o le batterie e non voglio che le affermazioni troppo gonfiate di Batteroo silurino il ladro di Joule.

Per sostenere ciò che ho detto, farò appello a Dave di EEVblog e ad un documento di studio di ricerca a cui ha fatto riferimento direttamente.

Nel suo post sul blog EEV " The Batteriser Explained " (un trattamento abbastanza approfondito dell'argomento secondo me, e che vale la pena leggere), Dave afferma:

QUI c'è qualche grande ricerca sulle batterie usate. Circa il 33% viene sprecato in base ai propri dati.

Apprezzo questo Dave, perché afferma che è rimasta davvero energia da utilizzare nella batteria scartata media. Dichiara inoltre quanto segue, il che per me significa che il prodotto Batteroo è ancora utile (ma non altrettanto utile come hanno esagerato):

Sono sinceramente sconcertato sul motivo per cui Batteroo dovrebbe ricorrere a affermazioni come 8 volte la vita. Questa cosa sarebbe ancora venduta come torte calde se reclamassero figure pratiche realistiche. Aumento del 50% della durata della batteria? - grandi, innumerevoli persone lo comprerebbero ancora a un prezzo super basso, è a ...

Questo studio I riferimenti di Dave aiutano molto a rispondere a questa particolare domanda di scambio di stack, quindi, per mostrare alcune delle loro due diligence, ecco il diagramma di flusso del test:

Diagramma di flusso dello studio di ricerca che mostra la metodologia del test di studio

Ed ecco un diagramma a dispersione e un adattamento della curva che mostra i singoli punti dati e che esiste una buona correlazione:

Studio di ricerca diagramma a dispersione con adattamento della curva polinomiale del 4 ° ordine

Questo grafico mostra quanta capacità effettiva è rimasta per molte batterie effettivamente scaricate.

Per i loro test, hanno raccolto batterie scariche da 19 scatole di riciclaggio, quindi le hanno separate in 5 classi di tensione che vanno da 0,1 volt da 1,1 volt a 1,5 volt. Le batterie sono state selezionate e scaricate in modo casuale utilizzando un carico di corrente costante di 120 mA fino a 0,9 volt. Nello studio sulla batteria 636, 265 sono stati scaricati fino a 0,9 V per determinare la durata residua (mAh). In base ai risultati dei test per batterie scariche:

  • Circa il 10% può essere considerato nuovo (vedi punto dati 1.58 v, figura 4 sopra)
  • Circa il 30% ha più del 50% della propria energia rimasta
  • Circa il 40% è completamente scarico (definito nello studio come meno di 1 volt)

E per non pensare che 1 volt sia completamente scaricato a causa del loro studio, dicono anche:

... tutte le batterie con una tensione iniziale inferiore a 1,0 V sono registrate come 0 V e si presumono completamente scariche. Naturalmente questo non è vero per la maggior parte di essi, contengono ancora una piccola capacità residua che potrebbe essere utilizzata per alimentare dispositivi a bassa potenza (ad es. Orologio o piccola radio). Questo non è stato considerato importante nel nostro lavoro.

Quindi entrano nei motivi per cui le persone gettano via le batterie con così tanta energia (> = 30%) rimasta:

  • Dispositivi ad alta potenza (interruzione anticipata)
  • Accertarsi che le batterie siano buone (sostituirle per ogni utilizzo)
  • Battery Tester assente (o difettoso) (stato di carica sconosciuto)

Il mio motivo personale più comune è "Assicurati che le batterie siano buone". Ho un registratore audio e non lo uso così spesso, ma quando lo faccio, voglio assicurarmi che non fallisca nel mezzo di qualcosa di importante (recital di un bambino). Quindi, la mia azione predefinita è semplicemente inserire nuove batterie.

La linea di fondo che voglio inoltrare è, non lasciare che le affermazioni gonfiate di Batteroo rovinino la verità - che c'è davvero energia rimasta nelle batterie scariche. Fai attenzione alle perdite, perché minore è lo scarico, maggiore è la pressione.

C'è sicuramente un vantaggio nell'utilizzare un booster di tensione (come Batteroo Boost o Joule Thief) con batterie “scariche”.


Qual è la tua affiliazione con Batterizer?
Winny

@winny Non ho assolutamente alcuna affiliazione con Batteroo, Batteriser, Batteroo Boost o qualsiasi prodotto, azienda o dipendente correlato. Non ho alcun interesse per l'azienda o per i suoi prodotti. Sto semplicemente cercando il Ladro di Joule, che sarebbe anche "senza beneficio" se il prodotto Batteroo fosse trovato "senza beneficio", poiché hanno gli stessi casi d'uso di base. Si prega di vedere la mia risposta modificata che ora supporta la mia posizione con dati concreti e le risposte di Dave di EEVblog, che, a quanto pare, è d'accordo con me.
MicroserviziDDDD
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