Quando si usano le batterie per pilotare un carico tramite un regolatore di tensione, è meglio aumentare la tensione da due batterie in parallelo o abbassare la tensione da due batterie in serie? Se non esiste una risposta assoluta, esiste una regola generale (o un insieme di regole) per decidere quale sia la migliore per una particolare situazione?
Ci sono casi interessanti in cui un particolare tipo di circuito è in controtendenza? (gioco di parole non previsto)
Risposte:
L'uso di un convertitore step-up offre il vantaggio di poter utilizzare batterie parzialmente scariche la cui tensione di uscita scende al di sotto della tensione operativa del dispositivo, ma offre gli svantaggi di esporre il dispositivo a danni se la tensione della batteria supera il livello previsto (ad es. se il dispositivo da 3,3 volt funziona con due batterie AA e dispone di un jack di alimentazione da 3 volt in cui qualcuno collega un'alimentazione da 5 volt) e di aumentare il consumo della batteria quando le batterie si esauriscono (il che a sua volta aumenta i rischi che le batterie ricaricabili verranno danneggiate o le batterie non ricaricabili "perderanno" (ovvero trasudano sostanze chimiche corrosive) e, nel bene e nel male, in genere fanno sì che i dispositivi continuino a funzionare normalmente con l'invecchiamento delle batterie, finché non raggiungono improvvisamente punto in cui hanno smesso del tutto.
L'uso di un convertitore step-down offre una maggiore immunità all'input di sovratensione e provoca la caduta della tensione che viene alimentata al circuito principale una volta che la tensione della batteria è diminuita troppo. In molti casi, questo farà sì che il dispositivo inizi a funzionare meno bene con l'invecchiamento delle batterie, a volte una cosa positiva, a volte negativa. Tale comportamento può essere negativo se il dispositivo diventa inutile non appena le sue prestazioni iniziano a ridursi, ma può essere positivo se il dispositivo rimane in qualche modo utile e se un utente potrebbe non voler sostituire le batterie in momenti imprevisti.
Non mettere le batterie in parallelo. Il loro livello di carica e comportamento in tensione non sono eventi identici se sono dello stesso modello. Ciò è dovuto al processo di fabbricazione.
Se li colleghi in parallelo, il tuo progetto impone che le loro tensioni siano uguali. Quando il design è spento, la batteria con la tensione più alta si scarica in quella con la tensione più bassa. Se la tecnologia della batteria scelta non consente la ricarica, questa energia viene persa. Dopo qualche tempo la tensione sarà uguale e la perdita di energia si fermerà. Ma se si aggiunge un disturbo esterno, come un aumento della temperatura, la tensione delle celle della batteria differirà di nuovo e un po 'di energia verrà persa.
Questo è il motivo per cui non dovresti mai collegare le celle della batteria in parallelo. E se decodificherai i dispositivi alimentati a batteria, saranno sempre collegati in serie.
Nessuna conversione graduale è la migliore per carichi pesanti. Ottieni una corrispondenza sia per la batteria che per il carico per perdite inferiori. Carichi di tensione generalmente più elevati risparmiano sulle perdite di rame e sul rame se si distribuisce energia a lungo raggio.
Per la ridondanza, il funzionamento delle celle parallele è migliore. La batteria più potente fornisce più energia fino a quando non corrisponde alla batteria più debole. Tuttavia, in serie la batteria più debole limita sempre la potenza.
A meno che la tensione della cella della batteria non sia troppo bassa per essere convertita in modo efficiente, prendere in considerazione due celle da 7,6 V con caratteristiche diverse mostrate dall'ESR per ciascuna. Utilizzando carichi di potenza corrispondenti, notare che la disposizione in serie fornisce una potenza inferiore al carico poiché la cella più debole (ESR più alto) riduce la potenza disponibile per il carico.
Si noti inoltre che ciò si applica solo alle celle ricaricabili che equalizzano la tensione durante la carica. Le cellule primarie non verrebbero utilizzate in questo modo in quanto si scaricherebbero l'una contro l'altra. Batteria in esaurimento con ESR più elevato e capacità A-hr più bassa. Laddove le batterie hanno una potenza molto elevata e resistenze esterne a bassa ESR e per la disposizione di derivazione e il bypass per la disposizione in serie sono necessari per proteggerle. Le celle della batteria sono in genere abbinate a una tensione <2% per un buon funzionamento in qualsiasi array, serie o parallelo.
