Отключение питания от аккумуляторной батареи при разных напряжениях

Если я запитываю устройство последовательно соединенными аккумуляторными батареями, могу ли я получать разные напряжения в разных точках и направлять их на разные компоненты? Мне нужно запустить соленоид на 12 В, Arduino (рекомендуется 6–12 В), несколько шаговых двигателей (около 5 или 6 В) и, возможно, сервопривод (хотя, вероятно, он может прийти прямо от Arduino).

Если у меня есть, например, четыре 3-вольтовых элемента, могу ли я получить 6 В из двух из них и 12 В из всех четырех одновременно, или это плохо скажется на относительном заряде элементов? Пространство и сложность здесь являются ограничениями, поэтому добавление регулятора возможно, но усложнит ситуацию.

В качестве альтернативы, можно ли использовать элементы большей емкости, добавляющие до 6 В, и повышающий преобразователь, чтобы получить 12 В? Я бы беспокоился о токе, но мои опасения могут быть беспочвенными.

Ответы (2)

Ваша схема отпайки батарей в разных точках будет работать. Однако ничего не бывает бесплатно. Батареи, используемые как в цепи 6 В (назовем их Bat1), так и в цепи 12 В (назовем их Bat2), потребляют больше энергии, чем две, используемые только для цепи 12 В.

Проблема возникает, когда вы хотите перезарядить их последовательно. Bat2, который будет иметь больше энергии, чем Bat1, повысит напряжение Bat1 + Bat2 быстрее, чем обычно. Часто это приводит к тому, что зарядное устройство снижает ток, в результате чего Bat1 остается недозаряженным. Их цикл может ухудшаться при многократном использовании, в результате чего Bat1 либо недозаряжается, либо перезаряжается Bat2.

Вот почему большинство электронных устройств получают необходимую им энергию от батарей, поддерживающих идентичные пути заряда и разряда.

Вы можете либо повысить 6В, либо отрегулировать 12В. Обычно решение принимается исходя из того, какая схема нуждается в наибольшей подводимой к ней мощности. В вашем примере, если двигатели потребляют в 2 раза больше тока, чем остальная часть конструкции, то имеет смысл оптимизировать подачу питания на двигатели. Если все примерно одинаково, то нужно смотреть на стоимость / эффективность линейного регулирования (меньше электромагнитных помех и проще) по сравнению с его усилением (шумнее и больше компонентов).

Спасибо! Я, вероятно, пойду с регулятором, чтобы обеспечить плавный выходной сигнал; меня беспокоит только то, что линейный регулятор рассеивает большую мощность. Как вы думаете, возможен ли импульсный регулятор?
@Trebawa В случаях с большими перепадами напряжения или большим энергопотреблением импульсные регуляторы более чем возможны, они необходимы.

Вы должны иметь в виду, что ячейки, используемые всеми нагрузками, будут разряжаться быстрее, чем те, которые используются только некоторыми нагрузками. В конце концов, они подают ток на все нагрузки. Кроме этого, пока вы держите свои общие цепи прямо, у вас все будет в порядке. Ваша идея с повышающим преобразователем также должна работать, но она будет разряжать эквивалентную ячейку 6 В быстрее, чем та же ячейка, соединенная последовательно с другой. В конце концов, вся энергия будет исходить от одной батареи вместо двух.