Która ma lepszą wydajność: podwyższający lub obniżający przełącznik napięcia?

Mam obwód akumulatora litowego, który zamienia 4,2 V (dwa równoległe ogniwa 4,2 V) na 5 V. Inną opcją jest zastosowanie konwertera obniżającego napięcie z 8,4 V (dwa szeregowe ogniwa 4,2 V) na 5 V. Biorąc pod uwagę, że oba wymienione obwody są dobrze wdrożone, który wybór byłby bardziej wydajny pod względem rozpraszania mocy?

Szukam jakiejś ogólnej zasady, ponieważ „obniżenie jest zawsze lepsze niż zwiększenie” lub „absolutna różnica napięcia ma znaczenie” itp.

Konwertery wspomagające są zwykle mniej wydajne niż konwertery Buck, ale niewiele. Podstawowy powód ma związek z prądem cewki indukcyjnej przepływającym bezpośrednio do ziemi w czasie włączenia, a nie przez obciążenie, jak ma to miejsce w przypadku przetworników Buck. Jest artykuł w EE-Times, który wspomina o tym: Rozszyfrowanie strat mocy w przełączaniu przetwornic podwyższających

Zasadniczo jednak, ponieważ prąd cewki indukcyjnej płynie do ziemi w czasie włączenia, tylko część (stosunek czasu wyłączenia do okresu) przepływa na wyjście, co ilustrują prądy pulsacyjne na rysunku 2 (jest to powód, dla którego przetworniki podwyższające są generalnie mniejsze energooszczędny niż konwertery buck)

Ponieważ różnice wydajności nie są znaczące, prawdopodobnie lepiej jest zdecydować się na dodatkowe kryteria zamiast samej wydajności regulatora, w tym:

• Złożoność ładowarki (pojedyncza komórka jest prostsza).
• Koszt
• Rozmiar
• Komórki w szeregu będą ograniczone przez najsłabszą komórkę.
• Komórki równolegle ładują się nawzajem, a wydajność chemiczna powoduje uderzenie wydajności.
• Straty spowodowane wyższym prądem wejściowym przy niższych napięciach (ogniwa równoległe).

Baterie często nie przepadają za okablowaniem bezpośrednio równolegle, ponieważ każde niedopasowanie napięcia w obwodzie otwartym spowoduje, że prąd o wyższej napięciu zasila prąd słabszy. Jeśli ktoś używa akumulatorów, a stany ładowania są wystarczająco bliskie, może to po prostu spowodować, że akumulatory spróbują się zrównoważyć. Jednak w przypadku stosowania akumulatorów pierwotnych lub jeżeli stany ładowania nie są szczególnie bliskie, przepływ prądu może być szkodliwy dla obu akumulatorów.

Okablowanie akumulatorów szeregowo jest często bezpieczniejsze, pod warunkiem, że prąd zostanie odcięty, zanim napięcie akumulatora spadnie poniżej minimalnego bezpiecznego poziomu. W przypadku akumulatorów z ogniwami pierwotnymi minimalny bezpieczny poziom wynosi w przybliżeniu zero woltów (obawa nie polega na „uszkodzeniu” zużytej i bezużytecznej baterii, ale raczej na możliwości, że zasilająca z powrotem bateria pierwotna może zrzucić szkodliwe chemikalia na pobliskie obwody). W przypadku akumulatorów minimalne bezpieczne napięcie jest znacznie wyższe (rozładowanie akumulatorów poniżej tego punktu może znacznie przyspieszyć zużycie).

Wszelkie różnice w wydajności konwersji podwyższającej i zmniejszającej mogą być niewielkie w porównaniu z problemami wynikającymi z szeregowych lub równoległych połączeń akumulatorów.