цифровая электроника
вычислительная техника
встраиваемые системы

 
» » Как правильно конфигурировать батареи из элементов питания


Как правильно конфигурировать батареи из элементов питания

Автор: Mike(admin) от 3-10-2021, 23:55

Сегодня портативная электроника есть повсюду, и для питания этих устройств используются батарейки. Батарейки – это пример того, как электрическая энергия генерируется с помощью химической реакции.


Как правильно конфигурировать батареи из элементов питания

Батарейки могут составлять батарейные блоки из двух или более элементов. Батарейный элемент – это устройство, вырабатывающее электричество при фиксированном напряжении с ограниченной допустимой силой тока. Согласно этому определению небольшие батареи, продаваемые потребителям, являются не батареями, а элементами или просто батарейками. Различные типы элементов имеют разные напряжения и токи и поддерживают разные нагрузки.


Как правильно конфигурировать батареи из элементов питания

Различные емкости показывают, как долго батарея прослужит при данной нагрузке, и указываются в ампер-часах (Ач). Например, если батарейка типа AA использовалась с нагрузкой 10 мА, то она прослужит 240 часов (2400 мАч ÷ 10 мА = 240 часов). Типичная нагрузка обеспечивает максимальный срок службы элемента. Более высокие нагрузки сокращают срок службы элементов ниже указанной емкости.


Предположим, у нас есть следующая задача. Портативный источник напряжения должен быть сконфигурирован для для работы в системе, которая требует 6,0 В при нагрузке 600 мА. Система также должна автономно работать более 100 часов. Для увеличения напряжения до 6 В несколько элементов можно соединить последовательно.


Как правильно конфигурировать батареи из элементов питания

Но для начала выберите конфигурацию элементов, которая обеспечивает правильное напряжение. Используемые элементы обеспечивают напряжение 1,5 В каждый. Для увеличения напряжения несколько ячеек подключают последовательно, как на приведенном выше рисунке. Для обеспечения необходимого напряжения необходимо определить количество требуемых последовательных элементов.


Как правильно конфигурировать батареи из элементов питания

Чтобы создать необходимый источник напряжения, в общей сложности четыре элемента по 1,5 В соединяются последовательно, образуя батарею 6 В. При последовательном подключении источников напряжения допустимая токовая нагрузка ограничивается величиной, обеспечиваемой отдельным элементом. Например, если используются четыре элемента AA, батарея на 6 В имеет емкость 2400 мАч, поддерживая типичную нагрузку до 50 мА. Требуемая емкость аккумулятора устанавливается токовой нагрузкой и временем. Это определяется путем умножения токовой нагрузки на часы с целью получения ампер-часов.


Необходимая емкость (в мАч) = токовая нагрузка (в мА) × время (в часах)


Необходимая емкость (в мАч) = 600 мА × 100 ч = 60000 мАч


Поскольку одиночный элемент не может обеспечить эту токовую емкость, емкость необходимо увеличить. Для увеличения емкости батареи добавляются параллельные батареи. Каждая параллельная батарея должна соответствовать исходному напряжению батареи. В данной системе каждая параллельная батарея должна выдавать напряжение 6 В. Чтобы найти необходимое количество параллельных батарей (для батареи размера D), требуемая емкость делится на емкость батареи следующим образом:


Как правильно конфигурировать батареи из элементов питания

N = количество параллельных батарей, CТ = общая требуемая емкость (в мАч), C B = емкость аккумулятора (в мАч).


Для данного примера: N = 60 000 мАч ÷ 13 000 мАч = 4,62, то есть N = 5 параллельных батарей.


Наконец, необходимо проверить максимальный срок службы батареи, убедившись, что не превышена типичная нагрузка. Для батареи типа D типичная нагрузка составляет 200 мА. Каждая параллельная батарея поддерживает типичную нагрузку. Чтобы найти поддерживаемую типичную нагрузку, умножьте количество параллельных батарей на типичную нагрузку элементов.


ТПН = ТНЭ × N


ТПН = типичная поддерживаемая нагрузки (в мА), ТНЭ = типичная нагрузка элемента (в мА), N = количество параллельных батарей.


Для данного примера: ТПН = 200 мА × 5 = 1000 мА


Итого, получаем батарею на 6 В, емкость 65000 мАч и номинальная нагрузка 1000 мА.


Как правильно конфигурировать батареи из элементов питания

Конфигурация батареи в этом приложении поддерживает типичную нагрузку 1000 мА, что превышает требование 600 мА. Как показано на рисунке выше, окончательная конфигурация батареи, необходимая для этого приложения, состоит в общей сложности из 20 элементов типа D (пять параллельных батарей с каждой ветвью, содержащей четыре элемента, соединенные последовательно).




© digitrode.ru


Теги: батарейки, аккумулятор




Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий