Abziehen von Strom aus einem Batteriestapel bei unterschiedlichen Spannungen

Wenn ich ein Gerät mit einem in Reihe geschalteten Akkustapel versorge, kann ich dann an verschiedenen Stellen unterschiedliche Spannungen ziehen und an unterschiedliche Komponenten weiterleiten? Ich muss einen 12-V-Magneten, einen Arduino (6 V-12 V empfohlen), einige Schrittmotoren (ca. 5 oder 6 V) und möglicherweise ein Servo betreiben (obwohl das wahrscheinlich direkt vom Arduino kommen kann).

Wenn ich zum Beispiel vier 3-V-Zellen habe, kann ich 6 V von zwei und 12 V von allen vier gleichzeitig abrufen, oder wirkt sich das negativ auf die relative Ladung der Zellen aus? Platz und Komplexität sind hier Einschränkungen, so dass das Hinzufügen eines Reglers möglich wäre, aber die Dinge komplizierter machen würde.

Würde alternativ die Verwendung von Zellen mit höherer Kapazität, die sich auf 6 V summieren, und eines Aufwärtswandlers verwendet, um die 12 V zum Laufen zu bringen? Ich würde mir Sorgen um den Strom machen, aber meine Befürchtungen könnten unbegründet sein.

Antworten (2)

Ihr Schema, die Batterien an verschiedenen Stellen abzuzapfen, wird funktionieren. Allerdings gibt es nichts umsonst. Die Batterien, die sowohl im 6-V-Stromkreis (nennen wir sie Bat1) als auch im 12-V-Stromkreis (nennen wir sie Bat2) verwendet werden, werden mehr Strom verbrauchen als die beiden, die nur für den 12-V-Stromkreis verwendet werden.

Das Problem tritt auf, wenn Sie sie in Reihe aufladen möchten. Bat2, das mehr Energie als Bat1 hat, erhöht die Spannung von Bat1 + Bat2 schneller als normal. Dies führt häufig dazu, dass das Ladegerät den Strom abschaltet, was dazu führt, dass Bat1 unterladen bleibt. Ihr Zyklus kann sich über mehrere Verwendungen verschlechtern, wodurch Bat1 entweder unterladen oder Bat2 überladen wird.

Aus diesem Grund beziehen die meisten elektronischen Geräte die benötigte Energie aus den Batterien, wobei die Lade- und Entladepfade identisch bleiben.

Sie können entweder die 6 V verstärken oder die 12 V regulieren. Typischerweise wird die Entscheidung dadurch getroffen, welche Schaltung die meiste gelieferte Leistung benötigt. Wenn in Ihrem Beispiel die Motoren doppelt so viel Strom verbrauchen wie der Rest des Designs, wäre es sinnvoll, die Versorgung der Motoren zu optimieren. Wenn alles ungefähr gleich ist, kommt es darauf an, die Kosten/Effizienz der linearen Regelung (weniger EMI und einfacher) im Vergleich zu ihrer Verstärkung (lauter und mehr Komponenten) zu betrachten.

Danke! Ich werde wahrscheinlich mit dem Regler gehen, um eine reibungslose Ausgabe zu gewährleisten; Meine einzige Sorge wäre, eine Menge Verlustleistung in einem Linearregler zu bekommen. Halten Sie einen Schaltregler für machbar?
@Trebawa In Fällen mit großen Spannungsabfällen oder größeren Leistungsaufnahmen sind Schaltregler mehr als machbar, sie sind erforderlich.

Sie müssen bedenken, dass sich die Zellen, die von allen Lasten gemeinsam genutzt werden, schneller entladen als die, die nur von einigen der Lasten verwendet werden. Sie versorgen schließlich alle Verbraucher mit Strom. Abgesehen davon sollte es Ihnen gut gehen, solange Sie Ihre Schaltkreis-Commons gerade halten. Ihre Aufwärtswandler-Idee sollte auch funktionieren, entleert jedoch eine äquivalente 6-V-Zelle schneller als dieselbe Zelle in Reihe mit einer anderen. Schließlich würde die gesamte Energie aus einer Batterie statt aus zwei kommen.