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¿Cuál tiene una mejor eficiencia: regulador de voltaje de conmutación de step-up o step-down?

Tengo una batería de Litio circuito que convierte 4.2 V (dos 4,2 V de las células en paralelo) a 5V. Otra opción es utilizar un paso hacia abajo el convertidor de 8,4 V (dos 4,2 V celdas en serie) a 5V. Considerando ambos citados circuitos están bien implementados, que opción sería la más eficiente en términos de disipación de energía?

Estoy buscando algunos regla general como "step-down siempre es preferible que el paso" o de "la absoluta diferencia de voltaje asuntos", etc.

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Rob Lachlan Puntos 7880

Impulsar convertidores suelen ser menos eficientes que los convertidores Buck, pero no por mucho. La razón fundamental tiene que ver con la corriente del inductor fluye directamente a tierra durante el tiempo, en lugar de a través de la carga, como lo hace en convertidores Buck. Hay un EE-artículo del Times que habla de esto: Descifrar las pérdidas de potencia en conmutación de los convertidores boost

Generalmente, sin embargo, ya que la corriente del inductor fluye a tierra durante la en el tiempo, sólo una fracción (fuera de tiempo para el período de relación) que los flujos de la de salida, como se ilustra en la pulsación de las corrientes en la Figura 2 (este es el motivo por el impulso de los convertidores son generalmente menos eficiente de la energía de convertidores buck)

Figure 2.  Current composition and distribution across a boost converter

Puesto que la eficiencia diferencias no son significativas, usted es probablemente mejor servido de decidir sobre los criterios adicionales en lugar de regulador de la eficiencia, incluyendo:

  • Cargador de complejidad (de una sola célula es más sencillo).
  • Costo
  • Tamaño
  • Las células en serie estará limitado por sus más débil de la célula.
  • Las células en paralelo tienden a cargo de una a otra, y no es la eficiencia de un golpe debido a que el proceso químico.
  • Las pérdidas debido a la mayor corriente de entrada con voltajes inferiores (celdas en paralelo).

2voto

Alex Andronov Puntos 178

Las baterías no son a menudo muy aficionado a ser cableada directamente en paralelo, ya que cualquier desajuste en el voltaje de circuito abierto resultará en la mayor voltaje de la batería corriente de alimentación en el más débil. Si se utilizan pilas recargables y el cargo de los estados están lo suficientemente cerca, esto puede simplemente el resultado de las baterías tratando de igualar el uno al otro. Cuando el uso principal de las pilas, sin embargo, o si el cargo de los estados no son particularmente cercano, este flujo de corriente puede ser perjudicial para ambas baterías.

El cableado de las baterías de la serie es a menudo más seguro, siempre que la corriente se apaga antes de cualquier voltaje de la batería cae por debajo de su mínimo nivel de seguridad. Para primaria-pilas, el mínimo nivel de seguridad es de aproximadamente cero voltios (la preocupación por no ser "daño" a un muerto e inútil de la batería, sino más bien la posibilidad de que una conducción principal de la batería de mayo de volcado de productos químicos nocivos en las inmediaciones de circuito). Para recargable-pilas, el mínimo de tensión es mucho mayor (el drenaje de las baterías por debajo de ese punto puede acelerar el desgaste).

Las diferencias en la eficiencia de step-up frente a paso de la conversión tienden a ser menores en comparación con los problemas derivados de serie o en paralelo conexiones de la batería.

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