"¿Hay algún beneficio en usar un amplificador de voltaje en baterías que están por debajo del voltaje de corte/operativo de un dispositivo?"

Por supuesto, hay beneficios en esa situación: una batería que de otro modo estaría agotada aún se puede usar durante algún tiempo. Pero probablemente no por mucho tiempo, por lo que es discutible si esto es útil.

Lo que DJ (OMI correctamente) argumenta es que las afirmaciones de Batteroo son exageradas en el mejor de los casos, y el uso de su dispositivo con baterías que aún no están por debajo del voltaje de corte conducirá a un uso de energía adicional, por lo que el efecto general podría ser negativo.

Nuestro objetivo es mantener la carga de las baterías funcionando el mayor tiempo posible. En general, estas cargas son de resistencia fija (como una linterna básica) o de potencia fija (como casi cualquier cosa electrónica más allá de cierta complejidad). Una carga de energía fija es generalmente un regulador de conmutación, que tiene un voltaje de caída mínimo.

A una carga de resistencia fija no le importa mucho cuál sea el voltaje de entrada; la energía de las baterías caerá con el cuadrado del voltaje. Su bombilla se atenúa a medida que se agotan las baterías, pero la bombilla tenue consume menos energía. Tienes un poco de tiempo funcionando brillante y mucho tiempo funcionando tenue. Al colocar un convertidor elevador en las baterías en una carga resistiva, está convirtiendo efectivamente la lámpara en una carga de energía fija. Ahora, la lámpara brilla intensamente hasta que se alcanza el voltaje de caída, momento en el que la lámpara se detiene por completo.

Si la carga ya era de potencia fija, agregar otro regulador al frente no cambia eso. El único efecto posible que puede tener es cambiar el voltaje de caída. Si ha hecho que el voltaje de caída sea más alto de lo que ya era, ¡ha hecho que el dispositivo funcione por menos tiempo! Si ha reducido el voltaje de caída, entonces debería poder ejecutar el mismo dispositivo hasta un punto de voltaje más bajo en las baterías.

Sin embargo, la energía total que se obtiene de una batería al colocarle una carga de energía fija es muy compleja; a voltajes más bajos, necesariamente consume más corriente para compensar la potencia fija (P = VI). Cuanta más corriente consume, más cae el voltaje del terminal debido a la resistencia en serie interna, más rápido se agota la batería y menos energía total obtiene de ella. Por lo tanto, solo podría aumentar el consumo total de energía de las baterías en una cantidad muy pequeña, y es casi seguro que esa cantidad se consumirá por la eficiencia reducida al agregar otro regulador de conmutación al sistema.

No veo un buen argumento para esto. Sería mejor con baterías recargables.

Si uno tiene un dispositivo que consumirá 20 mA continuamente a cualquier voltaje por encima del mínimo requerido para la operación, y funcionará igual de bien a cualquier voltaje, un conmutador buck-boost que escanea escala el voltaje de una batería hacia arriba o hacia abajo para que el dispositivo siempre vea que El voltaje mínimo puede reducir la cantidad de corriente extraída de las baterías que emiten más voltaje del que necesitaría el dispositivo y permitir el funcionamiento continuo con baterías que producen menos voltaje. Un ganar-ganar.

Un conmutador reductor-elevador que eleva el voltaje significativamente por encima de lo que el dispositivo necesitaría para funcionar desperdiciará energía siempre que el voltaje de la batería esté entre lo que el dispositivo necesita y lo que el amplificador le da al dispositivo.

Si el rendimiento útil del dispositivo varía con el voltaje, aumentar el voltaje de la batería puede ofrecer un rendimiento mejorado a costa de una vida útil reducida de la batería; reducirlo puede ofrecer una mejor duración de la batería a cambio de un rendimiento reducido.

Si el dispositivo consume energía de manera intermitente, y la cantidad de tiempo que requiere energía variará con el voltaje (por ejemplo, es un motor que periódicamente necesita mover algo una cierta distancia), la cantidad en la que escala el voltaje aumenta o disminuye la corriente extraída de la batería puede ser mayor o menor que la cantidad por la cual afecta la duración.

Si el dispositivo tiene un suministro de conmutación incorporado, agregar un segundo frente a él puede ofrecer pocos beneficios.

En resumen, habrá algunos casos en los que agregar un suministro de conmutación puede mejorar en gran medida la vida útil de la batería; habrá otros donde sea inútil o contraproducente.

Cuando prueba una batería, debe cargarla, de lo contrario, el voltaje flota mucho más alto de lo que debería, considerando su vida útil restante.

En la aplicación de alta demanda, la resistencia interna de la batería se convierte en un factor mucho más importante en el voltaje que la batería puede entregar, lo que hace que la batería alcance su voltaje de corte demasiado pronto.

Usemos el flash de una cámara como ejemplo, ya que es una aplicación particularmente exigente.

Especialmente si está utilizando su cámara en temperaturas bajo cero, donde la resistencia interna aumenta y la reacción química de la batería se produce a un ritmo más lento, consumirá las baterías increíblemente rápido. Y la cámara considerará que esas baterías gastadas están "muertas", para su aplicación, en ese entorno frío.

Pero vuelva a colocar esas baterías "cameramente muertas" y déjelas calentar, y de hecho aún les quedará gran parte de su vida útil, e incluso presentarán un voltaje decente, incluso bajo carga de prueba.

Hay muchas aplicaciones de alta demanda. Juguetes o cualquier cosa motorizada, y también productos mal diseñados, que veo todo el tiempo, mal diseñados en una variedad de formas. Pero incluso en el escenario estándar, casi todo se corta a 0,8 voltios o más, lo que deja energía de 0,5 voltios para usar en la aplicación de baja demanda de energía y algún tipo de convertidor elevador.

En resumen, la clave para comprender este problema es darse cuenta de que una celda considerada "muerta" para la aplicación de alta demanda no se considerará muerta para la aplicación de baja demanda, pero esa energía puede ser inaccesible sin algún tipo de convertidor elevador.

También es clave comprender que las aplicaciones de baja demanda pueden cortarse debido al voltaje cuando realmente queda mucha energía en las baterías, que es donde el refuerzo de voltaje, y creo que el producto Batteriser también, si es de calidad, lo hará. definitivamente resultar útil. Entonces, los productos de baja demanda de energía que se cortan en base a un bajo voltaje porque NO tienen un impulso, DEFINITIVAMENTE se beneficiarán del impulso.

Una simple linterna LED barata es un buen ejemplo tanto de una aplicación de baja demanda como de un dispositivo que se apaga según el voltaje, porque la linterna LED barata usa una resistencia y la caída de voltaje directo del LED para decidir el corte. .

Entonces, para una linterna típica de 3 celdas, 3x1.5 = 4.5 voltios nueva. El LED cae alrededor de 3 voltios. Entonces, el corte de voltaje natural para una linterna LED barata es en realidad bastante alto, a 3 voltios/3 celdas = 1 voltio por celda.

Pero encender esos LED es en realidad una aplicación de demanda bastante baja. Definitivamente queda mucha energía en esas células.

Por lo tanto, este es el ejemplo perfecto de cuándo SERÍA beneficioso usar un circuito de refuerzo para sacar la energía restante de estas celdas que solo se han usado hasta 1 voltio por celda.

Observé el tratamiento que Dave de EEVblog le dio a Batteriser, y creo que tal vez haya enfatizado demasiado en qué se equivocó Batteriser, pero es posible que no haya pensado lo suficiente en las cosas anteriores que transmití, ya que he estudiado el Joule Thief extensamente, y yo No creas que Dave ha hecho esto. Entiendo los puntos que planteó Dave, y algunos pueden seguir siendo preocupaciones válidas, pero uso mis circuitos Joule Thief todo el tiempo, y puedo atestiguar que definitivamente son beneficiosos, al igual que lo sería cualquier alternativa de impulso decente.

Finalmente, en caso de emergencia, los productos de impulso, ya sea Joule Thief o Batteriser, u otro producto, serían útiles e incluso podrían volverse críticos en el caso del huracán Florence u otro desastre. A veces, el simple hecho de tener una linterna que funcione es esencial, y si tener uno o dos Batteriser por ahí me permite hacerlo, entonces también en ese sentido adicional, llamo a Batteriser y al Joule Thief beneficiosos.

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Editar #1

Para responder a una pregunta, no tengo absolutamente ninguna afiliación con Batteriser, Batteroo Boost, o la compañía Batteroo, o cualquier persona en ella, solo una gran afición por Joule Thief y trato de proporcionarlos al tercer mundo, donde no pueden. pagar la electricidad o las baterías, y no quiero que las afirmaciones demasiado infladas de Batteroo torpedeen al Joule Thief.

Para respaldar lo que dije, voy a apelar a Dave de EEVblog y un estudio de investigación al que hizo referencia directamente.

En su publicación de EEVblog " The Batteriser Explained " (en mi opinión, un tratamiento bastante completo del tema y que vale la pena leer), Dave afirma:

AQUÍ hay una gran investigación sobre baterías usadas. Alrededor del 33% se desperdicia según sus datos.

Aprecio que Dave diga esto, porque afirma que realmente queda energía para usar en la batería desechada promedio. También afirma lo siguiente, lo que para mí significa que el producto Batteroo sigue siendo útil (solo que no tan útil como exageraron):

Estoy realmente desconcertado en cuanto a por qué Batteroo tendría que recurrir a reclamos como 8 veces la vida. Esta cosa todavía se vendería como pan caliente si reclamaran cifras prácticas realistas. 50% de aumento en la duración de la batería? – Genial, innumerables personas aún lo comprarían al precio súper bajo en el que se encuentra...

Este estudio al que Dave hace referencia ayuda mucho a responder esta pregunta de intercambio de pila en particular, por lo que, para mostrar algo de su debida diligencia, aquí está el diagrama de flujo de prueba:

Y aquí hay un gráfico de dispersión y un ajuste de curva que muestra los puntos de datos individuales y que hay una buena correlación:

Este gráfico muestra cuánta capacidad real quedó para muchas baterías desechadas reales.

Para sus pruebas, recolectaron baterías desechadas de 19 cajas de reciclaje, luego separaron las baterías en 5 clases de voltaje que abarcan 0,1 voltios desde 1,1 voltios hasta 1,5 voltios. Las baterías se seleccionaron al azar y se descargaron utilizando una carga de corriente constante de 120 mA hasta 0,9 voltios. En el estudio de la batería 636, 265 se descargaron a 0,9 V para determinar la vida útil restante (mAh). De acuerdo con los resultados de sus pruebas para baterías desechadas:

• Alrededor del 10 % puede considerarse nuevo (consulte el punto de datos de 1,58 V, figura 4 anterior)
• Aproximadamente al 30% le queda más del 50% de su energía
• Alrededor del 40% están completamente descargados (definido en el estudio como menos de 1 voltio)

Y para que no piense que 1 voltio está completamente descargado debido a su estudio, también dicen:

...todas las baterías con un voltaje inicial de menos de 1,0 V se registran como 0 V y se supone que están completamente descargadas. Por supuesto, esto no es cierto para la mayoría de ellos, todavía contienen una pequeña capacidad restante que podría usarse para alimentar dispositivos de baja potencia (por ejemplo, un reloj o una radio pequeña). Esto no se consideró importante en nuestro trabajo.

Luego explican las razones por las que las personas tiran las baterías cuando les queda tanta energía (>=30%):

• Dispositivos de alta potencia (corte anticipado)
• Asegúrese de que las baterías estén en buen estado (reemplácelas para cada uso)
• Sin probador de batería (o en mal estado) (estado de carga desconocido)

Mi razón personal más común es "Asegúrese de que las baterías estén en buen estado". Tengo una grabadora de audio y no la uso con tanta frecuencia, pero cuando lo hago, quiero asegurarme de que no falle en medio de algo importante (un recital infantil). Entonces, mi acción predeterminada es simplemente poner baterías nuevas.

La conclusión que quiero transmitir es que no permita que las afirmaciones infladas de Batteroo arruinen la verdad: que realmente queda energía en las baterías desechadas. Solo tenga cuidado con las fugas, porque cuanto menor sea la descarga, mayor será la presión.

Definitivamente es beneficioso usar un amplificador de voltaje (como Batteroo Boost o un Joule Thief) en baterías "muertas".