Есть ли способ повысить напряжение без потребления энергии, когда нет нагрузки?

Можно ли взять более низкое постоянное напряжение, например, 1,5 В от батарейки типа АА, и повысить его до более высокого постоянного напряжения, например, 5 В, которое сохраняет потенциал 5 В даже при отсутствии нагрузки и не т потребляют любую мощность, когда нет нагрузки?

Другими словами, есть ли вещь (плата, компонент и т. д.), которая может использовать батарею AA и выдавать 5 В без разрядки батареи, когда плата, требующая 5 В, выключена или находится в режиме пониженного энергопотребления?

Нет. Нет свободной энергии. Вам нужно потреблять что-то (даже небольшое), чтобы подъем продолжался.
Сказав это, батарея со временем разряжается сама по себе, поэтому, если вы можете найти метод повышения, который потребляет незначительную мощность по сравнению с этим, вы можете назвать это (почти) отсутствием потери энергии. Но я не думаю, что мы еще там с батареями 1,5 В против SMPS.
Конечно, вы могли бы попробовать обман и иметь какую-то схему обнаружения нагрузки с очень низким энергопотреблением, работающую на 1,5 В (подумайте, как режим ожидания работает на компьютере). Но 5V не всегда будет включено, точно так же, как процессор на самом деле не включен, когда он находится в режиме ожидания.
Кто-то на самом деле уже пробовал последнее (ну, не при тех напряжениях, которые вы спрашиваете) ti.com/tool/loaddetectpwrsupply-ref
Ну, если бы вы хотели, чтобы 5 В были там номинально , вы могли бы добавить суперкап.

Ответы (3)

Любая цепь, которую вы подключите к батарее, будет потреблять некоторую мощность, но без нагрузки она может быть очень низкой. Проблема возникает, когда применяется нагрузка, и ей необходимо удерживать напряжение. Чем большую мощность он должен обеспечить под нагрузкой, тем выше должен быть ток покоя, чтобы он работал должным образом.

То, о чем вы говорите, называется усилителем напряжения или повышающим преобразователем постоянного тока в постоянный. Два наиболее распространенных способа повысить напряжение постоянного тока:

  1. Коммутируемый конденсатор

Конденсатор подключается параллельно аккумулятору для его зарядки, а затем подключается последовательно для удвоения выходного напряжения. Без нагрузки конденсатор будет оставаться заряженным в течение длительного времени, но под нагрузкой он начнет разряжаться, поэтому его необходимо периодически дозаряжать.

Схема переключения потребляет небольшой ток даже при отсутствии нагрузки. Этот ток покоя можно уменьшить, снизив частоту коммутации, но тогда выходное напряжение будет падать больше по мере увеличения нагрузки.

  1. Индуктивный усилитель

Катушка индуктивности (катушка провода) включается через батарею, вызывая возрастающий ток и создавая в ней магнитное поле. Затем переключатель размыкается, и по мере того, как магнитное поле индуктора разрушается, он пытается поддерживать протекание тока, увеличивая напряжение до тех пор, пока это не произойдет. Диод направляет это напряжение на выход, где он заряжает конденсатор.

Индуктивный усилитель должен потреблять некоторый ток от батареи даже без нагрузки. Однако он может работать в «прерывистом» режиме, когда он потребляет короткий импульс тока для зарядки выходного конденсатора, а затем ждет, пока напряжение немного упадет. Если утечка конденсатора незначительна, то рабочий цикл (отношение времени включения ко времени выключения) может быть очень низким, что приводит к очень небольшому среднему потреблению тока от батареи. Потребляемый ток покоя будет определяться тем, какая мощность необходима схеме для работы в этом режиме.

Я думаю, вам нужен повышающий преобразователь со сверхнизким током покоя.

Вот один из TI...

http://www.ti.com/product/tps61200

Он может принимать входное напряжение от 0,7 вольт и повышать его до выбираемого выходного напряжения от 1,8 до 5,5 вольт. Он потребляет всего 55 микроампер (миллионных долей ампера), когда на выходе нет нагрузки, но может подавать до 600 мА при 5 вольтах, когда есть нагрузка.

Существуют и другие подобные чипы, которые имеют еще более низкое потребление тока покоя (некоторые ниже, чем скорость внутренней разрядки батареи), но обычно имеют более низкие пределы максимального тока, поэтому правильный выбор зависит от вашего приложения.

Я предполагаю, что в зависимости от типа нагрузки, которую вы хотите установить, и от того, насколько стабильным должно быть напряжение, вы можете использовать зарядный насос, чтобы утроить напряжение до 4,5 В постоянного тока, вы даже можете попытаться увеличить напряжение в четыре раза до 6 В постоянного тока, но вы бы быть действительно раздвигая границы. Я думаю, что лучше всего, если вы пойдете по этому пути, использовать 2 батареи и использовать зарядный насос, чтобы удвоить это напряжение. Все это, конечно, зависит от того, для чего вы используете потенциал.