9V 到 5V 稳压还是 6V 到 5V 稳压?哪个效率更高?

电器工程 电压调节器
2022-01-17 05:20:20

我可以选择 1x 9V Duracell 电池或 4x AA Duracell 电池。我想用 7805 将电压调节到 5V。据我了解,电压调节器只是将不需要的能量转换为热量以达到调节电压。

我对效率的最佳猜测是使用四节 AA 电池,更少的能量浪费和更高的 mAh。我应该研究这些不同电源的压降吗?

我的应用是在数据记录时为 MCU 供电,而无需经常更换电池。最好有最高 mAh 的选项,但要保持电压。

有什么地方可以让我获得更多关于这方面的信息吗?或者我能开悟吗?

4个回答

两者都不是一个好的选择。

正如您所说,9 V 电池的效率会很低。9 V 电池在能量密度方面非常差,然后你会浪费掉你在稳压器中得到的 44%。

4 节 AA 电池最多可以产生大约 6 V 的电压,这远低于 7805 稳压器作为输入以产生可靠的 5 V 输出所需的电压。如果你确实走这条路,你需要一个 LDO(低压降)稳压器。有很多产品可以将 6 V 调节至 5 V。

使用 4 节 AA 电池 (83%) 的效率足够好,但问题是您无法从这些电池中获得完整的使用寿命。即使是 LDO 也需要一些余量才能运行,大致为 300 mV,尽管您需要查阅数据表以获取真实数据。这意味着您的 4 节电池必须提供至少 5.3 V 的电压,即每节电池 1.33 V。1.33 V 的普通 AA 电池中仍有大量能量。您获得的能量将得到足够有效的利用,但您会在电池中留下很多能量。

那么该怎么办?有几种选择:

  1. 不要使用 5 V。为什么还要使用 5 V?现代微控制器从 3.3 V 运行,您连接到它的大多数其他电路也是如此。这些在计算/焦耳方面也往往更有效,因此您也可以在该帐户上获胜。4 AA 到 3.3 V LDO 在产生最终目标电压方面效率较低,但您可能需要更少的电流,并且您可以将电池耗尽。

  2. 使用小型切换器。有各种小型切换器芯片专门用于此应用。Microchip 制造了一些我用过几次的不错的产品,但我不记得头顶上的零件号了。检查他们的选择指南。使用切换器,您不必再匹配电池电压和电路电压。现在您可以使用 2 节 AA,它仍然比 1 节 9 V 电池包含更多能量,您可以有效地利用它们的能量,并且可以将它们完全吸干。从功率的角度来看,这与 3.3 V 电路一起是最好的方法。我自己做过几次。

正如您所说,线性稳压器 7805 将较高的电压转换为较低的电压,差值以热量的形式消散。它不是很有效,尤其是在更高的电压下。开关稳压器效率更高。

至于使用 4 节 AA,假设碱性 1.5v 电池,而不是 NiCD/NiMH 可充电 1.2v,你将有 6 伏。对于 7805 来说,6 伏是不够的。更好的选择是类似的 LDO(低压差稳压器)。您可能希望/需要一个电压差(输入和输出之间所需的最小电压差)小于 1 伏的电池,因为您还需要考虑电池在使用后会消耗到 5.6 伏(每个电池 0.1 伏)或更低一些用法。

但更好的问题是,你需要 5v 吗?4 节可充电 1.2v 电池提供 4.8V,这在大多数 5v ic 工作范围内。或者,如果您的 IC/微控制器具有更宽的输入范围,则使用 3 节普通电池 4.5(或 2 节 3v)。根据您的设置,您甚至可能不需要调节器。

另一种选择是使用升压稳压器从 2 节电池 (3v) 为您的 5v 微控制器供电,其中许多电池的效率为 75% 到 90%。

7805 需要 7 V 左右的输入才能正常调节,这不是从四节 AA 电池获得的。LDO 稳压器会更明智。我会使用 AA 电池而不是 9 V 电池,它们会持续更长时间。

许多现代 MCU 不需要稳压器(它会浪费电力),并且可以从两个 AA 电池运行。

在选择电池时,应努力使输入电压在电池的使用寿命内始终高于或低于目标电压。如果您使用良好的开关电源芯片(和相关组件),您将获得比使用 7805 更好的效率。如果您需要 5 伏电压,则使用带有合适开关的 9 伏电池可以让您一直运行到电池基本耗尽(每个电池 0.9 伏)。如果您出于简单的原因考虑使用 7805,则应考虑使用三针开关电源模块,该模块旨在放入通常使用 7805 的地方。7805 已经过时了关于任何目的;即使你想要简单又便宜的东西,在 +5 电源开始下降之前,使用其他一些线性稳压器可能会使 9 伏电池的寿命增加一倍;切换器可能会进一步扩展。