Расчет аккумуляторной батареи

Во-первых, указав фон на основе устройства, которое теперь показано в вопросе:

Показанное аварийное зарядное устройство предназначено для подачи 5 Вольт при 500 мА от 2 элементов типа АА.

Только по фотографии устройства и без предоставления спецификаций неясно, использует ли устройство батареи последовательно ( не будет работать с одной вставленной ячейкой ) или параллельно, как следует из вопроса ( будет работать даже с одной вставленной ячейкой). ).

Схема внутри будет повышающим преобразователем, генерирующим 5 вольт от входного напряжения от 1 до 3 вольт. Типичный КПД повышающего преобразователя составляет от 75 до 90 процентов, в зависимости от конструкции и выбора компонентов.

Предположения:

• 85% КПД повышающего преобразователя для расчетов
• NiMH-аккумуляторы Eneloop HR-3UTGA AA
• Устройство использует элементы AA параллельно (также следуют последовательные расчеты)

---

Output power: 500 mA @ 5 Volts = V x I = 2.5 Watts
Required input power:  2.5 / 0.85 = 2.941 Watts (at 85% efficiency)
Required min current: 2.45 Amperes (P / V, fully charged NiMh 1.2 Volt battery)
Required max current: 2.94 Amperes (with depleted battery, at 1 Volt)

Предположим, что примерно поровну распределяется текущее потребление...

Min current from each: 1.225 Amperes
Max current from each: 1.47 Amperes
Actual capacity: ~ 1800 mAh per AA (Discharge graph in datasheet, between 1 and 2 A)
Capacity of 2xAA: ~ 3600 mAh
Time to Discharge: Capacity / Input Power = 3600 / 2941 =  ~1.224 hours

Таким образом, даже в оптимистичных условиях ожидается, что зарядное устройство будет обеспечивать мощность менее 1 часа 14 минут , исходя из приведенных выше расчетов. В действительности потребляемый ток будет расти при падении напряжения, что приведет к более быстрому истощению. Кроме того, тот элемент, который имеет более низкое внутреннее сопротивление из-за различий в производстве и сроке службы, будет разряжаться первым, а второй будет быстрее разряжаться.

Таким образом, наблюдаемый 1 час работы не является неожиданным.

---

Теперь, если батареи были соединены последовательно, насколько это возможно, меняются следующие расчеты, остальное остается как указано выше:

Required min current: 1.226 Amperes (fully charged, 2 x 1.2 = 2.4 Volts)
Required max current: 1.47 Amperes (with depleted battery, 2 x 1 Volt)
Actual capacity: ~ 1800 mAh per AA (Discharge graph in datasheet, between 1 and 2 A)
Capacity of 2xAA: ~ 3600 mAh
Time to Discharge: Capacity / Input Power = 3600 / 2941 =  ~1.224 hours

Таким образом, время работы будет примерно таким же, но работа от одной батареи невозможна.

---

Дополнительные примечания :

• Типичный КПД повышающего преобразователя снижается с увеличением разрыва между входным и выходным напряжением. Это влияет как на более быстрое истощение к концу заряда батареи, так и на более низкую эффективность при параллельном расположении батарей.
• Таким образом, в действительности вариант с параллельными батареями, вероятно, прослужит намного меньше, чем с батареями, соединенными последовательно.
• Вероятная причина, по которой устройство нагревается больше с перезаряжаемыми элементами, чем со стандартными элементами на 1,5 В, заключается в том, что более низкое напряжение вызывает большие потери эффективности. Такие потери обычно рассеиваются в виде тепла в электронных устройствах.