Могу ли я увеличить количество часов работы аккумулятора без увеличения его емкости?

Настройка
Допустим, у меня есть аккумуляторная батарея 12 В / 1 Ач. Устройство, потребляющее 0,1 А, будет работать 10 часов. Когда заряд батареи упадет до 8В, напряжение будет недостаточным, и устройство больше не будет работать.

Большая часть тока протекает через транзистор , который посылает импульсы на катушку (металлоискателя). Ширина импульса становится короче по мере увеличения напряжения, поэтому я думаю, что потребление остается неизменным независимо от напряжения батареи.

Вопрос:
Могу ли я увеличить количество часов работы этого устройства БЕЗ увеличения емкости (Ач) аккумулятора? Точнее, добавляя в пачку дополнительные аккумуляторы (серийно) и таким образом повышая напряжение с 12В до 14В? (Мы предполагаем, что устройство может работать и до 14В).

Мое объяснение/мысли:
Емкость батареи 1 Ач означает, что она может обеспечивать ток 1 А в течение одного часа без падения выходного напряжения ниже 75%. Если устройство перестает работать при напряжении 8В, это означает, что аккумулятор можно использовать при напряжении от 12В до 8В. Это разница в 4В.

При добавлении еще одной батареи общая емкость по-прежнему составляет 1 Ач. Но общее напряжение теперь 14В. Таким образом, аккумулятор можно использовать от 14 В до 8 В. Это разница в 6В! Поэтому при добавлении еще одной батареи требуется больше времени, пока напряжение не упадет с максимального до минимального. ОДНАКО нагрузка будет «сжигать» больший ток, поскольку теперь она работает при напряжении 14 В вместо 12 В (I = U/R).

Вы можете добавить еще один аккумуляторный блок 12 В / 1 Ач параллельно, что удвоит срок службы, однако при добавлении аккумуляторов таким образом напряжения должны совпадать, чтобы разрядка каждого блока была одинаковой.
Хорошая дискуссия 2011 года, связанная с GSR, в моем ответе здесь: techref.massmind.org/techref/…

Ответы (3)

12 В, 1 Ач означает, что у вас есть 12 Втч. 14 В, 1 Ач даст вам 14 Втч.

Так что да - у вас больше "мощности" (и вы тем самым увеличили емкость батарей...)

Теперь это зависит от того, как ваша схема будет использовать эту энергию. Когда ему нужно менее 0,1 Ач при 14 В, он будет работать дольше. Если он «сожжет» избыточное напряжение, а ему все равно потребуется 0,1 Ач, независимо от того, работает ли он на 8, 12 или 14 В, он будет работать одинаковое время.

Большая часть тока протекает через транзистор, который посылает импульсы на катушку. Так что, я думаю, энергопотребление будет расти по мере увеличения напряжения.

Все, что вам нужно, это Joule Thief

в основном он может использовать почти всю энергию одноэлементной электрической батареи, даже намного ниже напряжения, при котором другие схемы считают батарею полностью разряженной (или «разряженной»). Выходное напряжение увеличивается за счет увеличения потребляемого тока на входе.

Преобразователи типа Joule Thief имеют свое место, и о них стоит знать, но они обычно не предназначены для работы в режиме понижения-повышания, а эффективность обычно ужасна из-за отсутствия (в большинстве случаев) формального дизайна или даже проектируемости. Они могут быть забавными и полезными, но в качестве продления срока службы батареи для серьезных нагрузок они могут не удовлетворить потребности.
Я должен согласиться с Расселом. Не совсем хорошая идея. Особенно для перезаряжаемых аккумуляторов.

Если приемлемо более низкое напряжение, поможет понижающий регулятор с низким током покоя и разумной эффективностью. Если, как вы подозреваете, Iработа постоянна с падением напряжения, то продолжительность времени увеличится на 1/В. I более низкое V обеспечивается понижающим преобразователем с эффективностью Z (0 < Z < 1).
Обычно Z = от 0,8 до 0,9)

Тогда новая продолжительность ~= старая продолжительность x 12/Vновая x Z
, например, для Z = 0,85 и Voperate = 8,5 В, тогда Tновая = Told x 12/8,5 x 0,85 = 1,2 =
усиление 20%.

Максимально возможное усиление составляет 8 В (ПРОСТО работает) и 100% эффективности (недостижимо)
= 12/8 x 1 = 1,5 = увеличение на 50%.

МОЖЕТ быть возможно работать с устройством с импульсом 12 В уменьшенной сетевой длительности - возможно ли это, зависит от аспектов, о которых вы нам не сказали. Необходимо правильное описание проблемы и оборудования. Возможно, что ГОРАЗДО более длительный срок службы возможен, но нам нужна полная информация.


Потребляемый ток выражается в ампер(эр)с (А),
а не в Ач.
А х Н = Ах.


Похититель джоулей G_G имеет благие намерения, НО, как правило, большинство схем с таким названием построены людьми, которые не осознают, что они делают, и результаты обычно не изумительны. (Общий пример Википедии, как правило, неоптимален). Это НЕ ДОЛЖНО быть так, но часто бывает. Современный (или древний) понижающий регулятор OC (или правильно спроектированная дискретная схема) обычно намного лучше.

Вот пример хорошо работающего понижающего преобразователя дискретных компонентов от Elliot Sound Products, а версия постоянного тока здесь.


Я знаю, что это работает хорошо, потому что: Вот очень похожий дизайн, основанный на схеме, данной мне Богом в 2001 году (но это уже другая история* :-)). В качестве переключателя верхнего плеча используется PFET, но в данном случае это может быть и небольшой биполярный транзистор. Конструкция удивительно похожа на схему ESP. Поскольку мой появился в сети за некоторое время до него, он, возможно, скопировал GSR (что любому было и разрешено делать свободно) или он мог черпать вдохновение из другого источника. Это «гистерезисный преобразователь», идея которого в то время была достаточно известна, но до этого я о нем ничего не слышал. и требуется для работы.Вывод "хаотичный" и красиво разносит ЭМИ-сигнатуру.Для Вин < Vout_design хорошо себя ведет при включенном верхнем переключателе. Переключение начинается плавно, как только Vout достигает проектной точки.

введите описание изображения здесь


Полу-связанные:

*. Отметьте конкретное время и дату на схеме - с точностью до минуты :-). Спросите вне списка, если интересно. Неизвестное количество этих устройств было построено тысячами и, возможно, десятками тысяч, и они очень хорошо удовлетворяли потребности. [Я должен был получать гонорары - это была небольшая часть более крупного проекта, но «с платежами что-то пошло не так»] [В результате было несколько платных визитов на Тайвань, так что в целом это было весело.] Когда использовалась схема, преобразованная Вин от 12В до 200В+ до 12В на выходе. КПД в обычном диапазоне 12–50 В был приемлемо хорошим, и хотя КПД составлял всего около 50% при 200 В, это значительно превосходило КПД 12/200 = 6% линейного регулятора. Например, при выходной мощности 5 Вт потери энергии составляют 5 Вт при 200 В с этим регулятором и 78+ Вт с линейным регулятором. В большинстве источников говорится, что понижающий регулятор с 200/12 = 16: 1+ диапазон входного напряжения непрактичен, но черт его знает почему. [ :-)].