Блок живлення - Team Aying
Мартін | 6 грудня 2017 р. | Коментарі 3 коментарі
Великою проблемою для електроніки в побудові кеш-пам'яті є джерело живлення. Ця стаття насамперед описує незалежний постійне живлення для електроніки, а не ступенів, які постачаються з батареями, які ви взяли з собою. Завданням завжди має бути якомога менше робіт з технічного обслуговування електроніки. Окрім енергозберігаючої електроніки, вибір правильного джерела живлення також відіграє важливу роль. Багато дизайнерів кеш-пам’яті використовують лише акумулятори і навіть можуть мати стандартизовану систему акумуляторів. Інші залишають його за допомогою звичайних лужних батарей, таких як блоки АА, ААА або 9В. Оскільки всі системи мають свої переваги та недоліки, ми вважаємо наступну процедуру найбільш корисною:
1. Виберіть правильну напругу
Спочатку ви повинні знати, яка напруга чи яка напруга використовуються в електроніці. Ми рекомендуємо вибирати найнижчу можливу напругу при плануванні або підборі електроніки, якщо це можливо. Часто потрібно кілька різних напруг, що, звичайно, доводиться враховувати при плануванні. Ось кроки напруги для звичайних батарей та акумуляторів:
Лужні батареї = 1,5 ВЛітієво-марганцеві батареї = 3,0 В (див. статтю: спеціальні батареї)
Літій-тіонілхлоридні акумулятори = 3,6 В (див. статтю: спеціальні батареї)
Нікель-металгідридні батареї = 1,2 ВЛітій-іонні батареї = 3,6 ВСвинцеві батареї = 6В або 12В
Наприклад, якщо вам потрібно поставити звуковий модуль, який працює від 4,5 В до 5 В, ви можете використовувати 3-х лужні або 4-х Ni-MH акумулятори.
Наприклад, якщо вам потрібні 3 В для радіоелектроніки і 4,5 В для звукового модуля, залишається насправді версія з 3-кратним лужним з додатковим краном 3 В.
Якщо неможливо забезпечити необхідну напругу, ви, звичайно, можете також використовувати перетворювачі постійного/постійного струму або послідовні регулятори. Однак споживання енергії в режимі очікування значно збільшується, а час автономної роботи значно скорочується.
2. Виберіть правильний дизайн
Залежно від доступного місця, звичайно, завжди доцільно використовувати більший акумулятор. Чим більше акумулятор або акумуляторна батарея, тим більше у неї заряду або ємності. Тримачі батарейок тут є основним джерелом помилок - це додатковий внесок у тримачі акумуляторів. Якщо є можливість взяти з собою електроніку для технічного обслуговування, є також деякі типи акумуляторів, на які можна припаяти. Ось ще раз огляд різних типів:
| Конструкції | Випускається з паяльним наконечником | Доступний у вигляді комірки кнопки | |
| Лужні батареї | Акумулятор AA, акумулятор AAA, C елемент, D елемент, 9 В блок | Ні | Так |
| Ni-MH акумулятори | Такі ж розміри, як лужні батареї, різні підрозділи лужних батарей, напр. 1/2 AA | Так | Так |
| Літій-іонні акумулятори | наприклад 18650, 14500, 26650 | Так | Так |
| Свинцеві батареї | різних кубоподібних розмірів із плоскою заглушкою | Так | Ні |
Залежно від споживаної потужності та необхідної вихідної потужності, кнопочні елементи, звичайно, також можуть використовуватися як джерело живлення, див. Статтю Джерело живлення: Спеціальні батареї. Але слід врахувати, що комірки з кнопками мають набагато гірше співвідношення ціни/продуктивності. Тому ми використовуємо їх лише в тому випадку, якщо ви залежате від компактної або тонкої конструкції.
3. Зусилля з технічного обслуговування
Якщо у вас є деяка свобода в діапазоні напруги, для багатьох виникає принципове питання: акумулятор чи акумулятор?
У наведеному нижче невеликому прикладі розрахунку з лужним акумуляторним блоком АА 4,5 В порівняно з різними акумуляторами. Існує два різні типи Ni-MH акумуляторів. Деякі мають більшу ємність, але також мають високий саморозряд. Інші мають меншу ємність і їх часто називають "низьким саморозрядом", "мінімальним саморозрядом" або "LSD-Ni-MH". Для порівняння, акумуляторний блок Ni-MH типу 4,8 В типу AA у кожній з двох версій та класичний 3,6-літровий акумулятор на 3,6 В. Середнє енергоспоживання електроніки становить 0,2 мА.
Лужна
Типова ємність 2100 мАг, ціна (Aldi) 0,20 €, саморозряд 6% на рік
Споживання енергії на добу = 0,2 мА * 24 год = 4,8 мАг
Кількість днів = 2100 мАг/4,8 мАг = 438 днів
Саморозряд = 94% * 2100 мАг = 1974 мАг
Кількість днів із саморозрядом = 1974 мАг/4,8 мАг = 411 днів = приблизно 13-14 місяців
Ni-MH (висока ємність)
Типова ємність 2700 мАг (Emmerich), ціна 3,75 €, саморозряд 25% на місяць
Споживання енергії на добу = 4,8 мАг
Споживана потужність на місяць = 144 мАг
Залишок заряду через 4 місяці = 2700 * 75% ^ (4) = 854 мАг
Залишок заряду через 4,5 місяця = 2700 * 75% ^ (4,5) = 740 мАг
Залишок заряду через 5 місяців = 2700 * 75% ^ (5) = 641 мАг
Споживання енергії через 5 місяців = 720 мАг -> акумулятор розряджений трохи більше 4,5 місяців порожній
Ni-MH (низький саморозряд)
Типова ємність 1900 мАг (eneloop), ціна 3,75 €, саморозряд 20% на рік
Залишок заряду через 10 місяців = 1900 * 80% ^ (10/12) = 1578 мАг
Залишок заряду через 10,5 місяців = 1900 * 80% ^ (10,5/12) = 1562 мАг
Залишок заряду через 11 місяців = 1900 * 80% ^ (11/12) = 1548 мАг
Споживання енергії через 11 місяців = 1584 мАг -> акумулятор розряджений трохи більше 10,5 місяців порожній
Літій-іонний
Типова ємність 3000 мАг (Sony), ціна 5,00 євро, саморозряд 4% на місяць
Залишок заряду через 12 місяців = 3000 * 96% ^ (12) = 1838 мАг
Залишок заряду через 12,5 місяців = 3000 * 96% ^ (12,5) = 1801 мАг
Залишок заряду через 13 місяців = 3000 * 96% ^ (13) = 1765 мАг
Споживання енергії через 12,5 місяців = 1800 мАг -> акумулятор розряджений приблизно 12,5 місяців порожній
оцінка
| тривалість роботи | витрати на рік | Вартість за 5 років (Час роботи акумулятора) | Поїздки на обслуговування кожні 5 років | |
| Лужна | 13-14 місяців | 0,60 євро | 3,00 € | 5 |
| Ni-MH (велика ємність) | 4,5 місяці | 15,00 € | 15,00 € | 13-15 |
| Ni-MH (низький SE) | 10,5 місяців | 15,00 € | 15,00 € | 5-6 |
| Літій-іонний | 12,5 місяців | 5,00 € | 5,00 € | 5 |
Що саме нам говорить цей розрахунок зараз? Перш ніж зробити висновок, слід згадати, що саморозряд знову значно збільшується, коли температура нижча. Це означає, що взимку ми маємо лише близько 50-75% часу роботи, залежно від виробника та типу акумулятора.
Висновок
В принципі можна коротко сказати, що Ni-MH акумулятори з високою ємністю для тривалої експлуатації абсолютний невідповідний оскільки вони мають щомісячний саморозряд 25%. Ці Ni-MH акумулятори ідеально підходять, коли на короткий час потрібно багато енергії, наприклад, в інструментальних пристроях або у виробництві моделей. Батареї Ni-MH з низьким рівнем саморозряду також коштують набагато вище, ніж типи порівняння, і гірше.
З лужними та літій-іонними це справді зводиться лише до цього тривалість роботи в. Якщо ми обчислюємо приклад з меншим споживанням енергії, лужні батареї явно випереджають літій-іонні. Отже, якщо ви будуєте дуже енергозберігаючу електроніку і хочете звести витрати на технічне обслуговування якомога нижчими, вам обов’язково слід використовувати лужні батареї. Якщо електроніці потрібно трохи більше електроенергії, і вам все одно доведеться щороку чекати, ви точно можете подумати про літій-іонні або Ni-MH акумулятори
Про що не слід забувати: вам потрібні батареї спеціальні зарядні пристрої а лужні батареї є на кожній АЗС. Як бачимо навпаки: стосовно тієї самої енергії вам потрібно приблизно в 2-3 рази більше місця для лужних батарей, ніж, наприклад, для іонів літію. Якщо вам потрібна напруга 4 В - 5 В, вам доведеться працювати з літій-іонним з перетворювачем напруги, що, в свою чергу, тягне за собою більше енергоспоживання. Якщо ви працюєте з 3,3 В, ви можете оптимально використовувати 3,6 В літій-іонну батарею та невеликий блок живлення.
Звідси наш висновок: Загальних тверджень немає - Потрібно визначити, яке джерело живлення використовується для кожної мети. Загалом можна сказати, що лужні батареї часто виграють у порівнянні та оптимально відповідають вимогам. Однак є також достатньо випадків, коли доводиться думати про інше постачання.