Regulowany od 9 V do 5 V czy od 6 V do 5 V regulowany? Który jest bardziej wydajny?

Mam do wyboru 1 baterię Duracell 9 V lub 4 baterie AA Duracell. Chcę wyregulować napięcie do 5V za pomocą 7805. Z tego, co rozumiem, regulatory napięcia po prostu przekształcają niepożądaną energię w ciepło, aby osiągnąć regulowane napięcie.

Podejrzewam, że pod względem wydajności używam czterech baterii AA, mniej marnowanej energii i wyższej mAh. Czy powinienem patrzeć na spadające napięcie dla tych różnych źródeł zasilania?

Moja aplikacja polega na zasilaniu MCU podczas rejestrowania danych bez konieczności częstej wymiany baterii. Najlepiej byłoby mieć najwyższą opcję mAh, ale przy zachowanym napięciu.

Czy jest gdzieś, gdzie mogę uzyskać więcej informacji na ten temat? Czy mógłbym zostać oświecony?

Nie jest to również dobry wybór.

Jak mówisz, bateria 9 V będzie dość nieefektywna. Baterie 9 V są dość ubogie pod względem gęstości energii, a następnie zmarnujesz 44% tego, co dostajesz w regulatorze.

4 baterie AA wytwarzają co najwyżej około 6 V, czyli znacznie poniżej tego, czego wymaga regulator 7805 na wejściu, aby uzyskać niezawodne wyjście 5 V. Jeśli pójdziesz tą drogą, potrzebujesz regulatora LDO (low drop-drop). Dostępnych jest wiele elementów, które mogą regulować od 6 V do 5 V.

Wydajność jest wystarczająca z 4 bateriami AA (83%), ale problem polega na tym, że nie uzyskasz pełnego życia z tych baterii. Nawet LDO potrzebuje pewnej przestrzeni do działania, z grubsza 300 mV, chociaż trzeba zapoznać się z arkuszami danych dla prawdziwych liczb. Oznacza to, że 4 baterie muszą zasilać co najmniej 5,3 V, czyli 1,33 V na ogniwo. W normalnym ogniwie AA wciąż pozostaje znaczna energia o wartości 1,33 V. Otrzymana energia zostanie wystarczająco wydajnie wykorzystana, ale dużo pozostawisz w akumulatorze.

Co więc zrobić? Istnieje kilka opcji:

1. Nie używaj 5 V. Dlaczego w ogóle chcesz 5 V? Nowoczesne mikrokontrolery pracują z napięciem 3,3 V, podobnie jak większość innych obwodów, które do niego podłączasz. Te również wydają się być bardziej wydajne pod względem obliczeń / Joule, więc wygrywasz również na tym koncie. 4 AA do 3,3 V LDO jest mniej wydajne w wytwarzaniu docelowego napięcia docelowego, ale prawdopodobnie będziesz potrzebować mniejszego prądu i będziesz w stanie rozładować akumulatory do ich końca.

2. Użyj małego przełącznika. Istnieją różne małe układy przełączające przeznaczone właśnie do tej aplikacji. Microchip robi kilka fajnych, z których korzystałem kilka razy, ale nie pamiętam numeru części z głowy. Sprawdź ich przewodnik wyboru. Za pomocą przełącznika nie musisz już dopasowywać napięcia akumulatora i napięcia obwodu. Teraz możesz użyć 2 AA, które wciąż zawierają więcej energii niż jedna bateria 9 V, możesz efektywnie wykorzystać ich energię i całkowicie wyssać. To razem z obwodem 3,3 V byłoby najlepszym podejściem z punktu widzenia mocy. Zrobiłem to sam kilka razy.

Jak już wspomniałeś, 7805, regulator liniowy, zamienia wyższe napięcie na niższe, a różnicę rozprasza się w postaci ciepła. Nie jest bardzo wydajny, szczególnie przy wyższych napięciach. Regulator przełączający jest znacznie bardziej wydajny.

Jeśli chodzi o stosowanie 4 AA, zakładając, że ogniwa alkaliczne 1,5 V, a nie NiCD / NiMH Rechargeable 1.2 V, miałbyś 6 woltów. 6 woltów to za mało dla 7805. Lepszym rozwiązaniem byłby porównywalny LDO (Low Dropout Regulator). Chciałbyś / potrzebujesz takiego, który ma zanik (Minimalna wymagana różnica napięcia między wejściem a wyjściem) mniejszy niż 1 wolt, ponieważ musisz również wziąć pod uwagę rozładowanie akumulatorów do 5,6 V (0,1 V na akumulator) lub mniej po trochę użycia.

Ale lepsze pytanie brzmi, czy potrzebujesz 5v? 4 akumulatory 1,2 V dają 4,8 V, co mieści się w większości 5 V ic zakresu roboczego. Lub użyj 3 zwykłych baterii dla 4,5 (lub 2 dla 3v), jeśli twój układ scalony / mikrokontroler ma szerszy zakres wejściowy. W zależności od konfiguracji możesz nie potrzebować nawet regulatora.

Inną opcją byłoby zasilenie mikrokontrolera 5 V z 2 baterii (3 V) za pomocą regulatora podwyższającego, z których wiele ma sprawność od 75 do 90%.

7805 potrzebuje około 7 V napięcia wejściowego, aby poprawnie regulować, czego nie dostaniesz z czterech ogniw AA. Regulator LDO byłby bardziej rozsądny. Wolałbym użyć ogniw AA zamiast baterii 9 V, będą one działać znacznie dłużej.

Wiele współczesnych MCU nie potrzebuje regulatora (marnuje energię) i może działać z dwóch ogniw AA.

Wybierając akumulatory, należy dążyć do uzyskania napięcia wejściowego, które przez cały okres użytkowania akumulatora będzie zawsze wyższe lub zawsze niższe od napięcia docelowego. Jeśli użyjesz dobrego układu zasilająco-przełączającego (i powiązanych elementów), uzyskasz znacznie lepszą wydajność niż w przypadku 7805. Jeśli potrzebujesz pięciu woltów, użycie 9-woltowej baterii z przyzwoitym przełącznikiem pozwoli ci pracować do momentu akumulator jest zasadniczo rozładowany (0,9 V na ogniwo). Jeśli myślisz o 7805 ze względu na prostotę, powinieneś zamiast tego rozważyć użycie trzy-pinowego modułu zasilacza, który został zaprojektowany do wpadania w miejsca, które normalnie używałyby 7805. 7805 jest dość przestarzały o dowolnym celu; nawet jeśli chcesz czegoś prostego i taniego, użycie innego liniowego regulatora prawdopodobnie podwoiłoby żywotność baterii 9-woltowej, zanim zasilanie +5 zaczęło zwisać; przełącznik mógłby prawdopodobnie rozszerzyć sprawę jeszcze bardziej.