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输入输出电压和器件常数对最大输出电流的影响

专家
2024-11-07 14:46:52     打赏
要点

・负载电流相同时,输入电压越低,输入所需的电流越大,流向低边开关的电流也越大。

・在电池驱动的情况下,不仅要考虑输入电压下降问题,还需要考虑由于电池内阻上升而导致的电池端子电压下降、以及因电池端子电压下降导致电流进一步增加这种恶性循环。

输入输出电压的组合和器件常数对最大输出电流的影响

在能量来源是电池的情况下,由于输入电压会出现波动,因此需要注意使用时电池电压会降到多少伏,以及最低电压时可输出的电流是多少。

以干电池为例,假设新电池的电压为1.55V左右,终止电压为0.9V,那么当将两节干电池的电压提升至3.3V时,输入电压将从3.1V开始,并一直使用到终止电压1.8V。需要注意的是,在升压转换器的情况下,输入电流会随着输入电压的降低而变大。当输入功率为3W时,如果输入电压为3V,则输入电流为1A。但当输入电压降至1.8V时,电流将增加至1.67A。

使用电池驱动时要注意:当输入电压降低时,最大输出电流会减小

如果采用稳压电源供电,由于稳压电源具有电流供给能力,所以即使在1.8V的供电电压下工作也不会出现问题。但如果采用电池供电的话,由于电池内阻会随着电池电压的下降而变大,因此当电池电压下降、电池内阻增大、电流增加时,电池端子电压会显著降低。当输入电流因供给电压的下降而进一步增加时,由于导通损耗以“电流的平方”增加,功率转换效率η降低,输入电流进一步增加。这会形成电池电压进一步下降、输入电流进一步增加的恶性循环,并使电源电压快速降至可工作的最低输入电压以下。可能会发生即使电池仍有剩余电量,但负载电流一增加电源就会关断,设备突然无法使用的情况。

电池的内阻与电池的种类也密切相关,新电池的内阻约为数十mΩ,但在其使用寿命的末期,会增加至数百mΩ~数Ω的程度。为了防止设备运行时间变短和系统意外停机,需要注意电池的内阻。
*除了干电池外,锂离子等二次电池的内阻也会随着电池剩余电量的减少而增加。

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在可以监测电池电压的情况下,随着电池电压的降低,通过切换到低功耗工作模式(比如减慢CPU时钟、降低负载电流峰值等),即使电池的内阻上升,也可以抑制电池端子电压的下降。虽然在电池寿命的末期电子设备的处理能力会下降,但这种低功耗工作模式可以有效防止意外断电,并有效利用电池的剩余电量来保存运行数据,以及确保系统的安全关闭时间。




关键词: 懒猫的学习笔记    

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