Compré para mi Raspberry Pi 2 un módulo que convierte una entrada de CC de 4.5-40V a 5V 2A y tiene una salida USB. Al conectar dos baterías de iones de litio de 3,7 V en serie (7,4 V), mi Raspberry Pi funciona bien.
Tengo curiosidad por lo que sucede en el interior: ¿qué sucede con el voltaje que se corta (en este caso, 2,4 V)?
Estoy pensando si conectar más baterías en serie ayudaría a mi Raspberry Pi a vivir más. ¿lo hará?
¿Más voltaje más allá del límite de 5V aumenta de alguna manera el amperaje * hora?
Como es un convertidor reductor, realizará la conversión de voltaje con cierta eficiencia que depende del voltaje de entrada (entre otras cosas). Una regla general es que con una mayor diferencia de voltaje, su eficiencia disminuirá.
Entonces, por ejemplo, si reduce de 12 V a 5 V, tendrá una eficiencia del 85 %, si reduce de 45 V a 5 V, será del 70 % (esos no son números reales, solo algunos valores agregados, la caída en eficiencia será probablemente mucho menor para un diseño decente).
Dejando ese efecto a un lado por un momento, aumentará el tiempo de ejecución si coloca otra batería en serie con las existentes. Básicamente, aumentas la cantidad de energía disponible. La energía se transfiere a la salida con dicha eficiencia. Entonces, tiene 7.4 V y (solo adivinando) 2000 mAh en la entrada, es decir, 14.8 Wh con una eficiencia del 80%, tendrá aproximadamente 12 Wh en la salida.
Si coloca otra batería en serie, el voltaje aumentará a 11,1 V, la capacidad se mantendrá en 2000 mAh, pero la energía ahora es de 22,2 Wh y con la eficiencia reducida (75 %) aproximadamente 16,5 Wh en la salida. Entonces aumentó la energía disponible para su Raspberry y funcionará por más tiempo.
Dicho esto, para aumentar el tiempo de ejecución, sería mejor poner otra batería en paralelo, aumentaría la capacidad pero no el voltaje, por lo que la eficiencia se mantendrá en el valor. Entonces, en lugar de 7,4 V con 2000 mAh, podría usar un segundo paquete y obtener 7,4 V con 4000 mAh, duplicando la energía y el tiempo de ejecución.
Una nota sobre las topologías buck-boost: la eficiencia puede ser muy diferente en los diferentes modos de operación, para obtener las mejores eficiencias, es mejor que se mantenga fuera de la región de operación boost y solo en el modo buck. (Por lo tanto, la entrada siempre debe ser más grande que la salida, un paquete de 7.4 V está bien en ese sentido)
Una nota sobre los paquetes de baterías: la conexión de baterías de litio en serie requiere una carga equilibrada o fallarán prematuramente (comienzan a separarse y una celda se dañará).
La conexión de baterías en paralelo debe tener todas las celdas conectadas en paralelo, no solo los paquetes (para que cada celda pueda equilibrarse con las compañeras).
Se recomienda utilizar celdas del mismo tipo para construir un paquete.
Una nota sobre las baterías recargables: no las descargue en exceso, implemente algún tipo de corte de batería baja.
bimpelrekkie