「死んだ」バッテリーで電圧ブースター(Batteriserなど)を使用する利点はありますか?


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Batteriser [編集:削除されたデッド、有害なリンク]は、電圧を上げることでバッテリー寿命を延ばすことを目的としたクラウド資金による製品です。それは基本的に、セルをすり抜ける小さなパッケージに入っているジュール泥棒です。

EEVBlogのデイブ・ジョーンズは、製品を暴くビデオをしました:

Batteriserの人々が自分のビデオで応答したもの:

そして、デイブからの応答:

後者の2つのビデオは、主にバッテリー負荷プロモチームが負荷下でのバッテリーと回路外で提供される電圧を測定する方法を理解していないことを扱っています。彼らは、電源はバッテリーとは異なる振る舞いをするため、または懐疑論者がバッテリーの内部抵抗などを考慮しなかったため、「不公平」なテストであると考えています。

Batteriserの人々がいくつかの基本的な概念を理解できていないことは明らかだと思いますが、ジュール泥棒型の回路がセルの残りのエネルギーを利用する良い方法であるかどうかは疑問です。(確かに、Batteriserが捨てたと主張する80%ではありません。)

デバイスのカットオフ/動作電圧未満のバッテリーで電圧ブースターを使用することに利点はありますか?


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デイブは、このビデオでは無意味なほどエネルギーがほとんど残っていないことを示しています。
マットヤング

下の私の回答をご覧ください。これには、廃棄されたバッテリーが600個以上あり、そのうち廃棄されたバッテリーの平均で33%以上が未使用のままであることが示されています。この研究と図は、デイブによって「The Batteriser Explained」というタイトルの記事で参照されました。
MicroservicesOnDDD

回答:


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「デバイスのカットオフ/動作電圧未満のバッテリーで電圧ブースターを使用することには利点がありますか?」

もちろん、そのような状況には利点があります。そうでなければ死んでしまうバッテリーをしばらく使用することができます。しかし、おそらく長くはないので、これが有用かどうかは議論の余地があります。

DJ(IMOが正しく)が主張しているのは、Batterooの主張はせいぜい大げさな誇張であり、カットオフ電圧下回っていないバッテリーでデバイス使用すると、追加のエネルギー使用につながるため、全体的な効果がマイナスになる可能性があるということです。


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...まだカットオフ電圧を下回っていないバッテリでデバイスを使用すると、エネルギーがさらに消費されるため、全体的な効果はマイナスになる可能性があります。私はこの点が十分になされたとは思わない。最近のほとんどのデバイスに何らかの種類のDC-DCコンバーターが搭載されていることを考慮すると、非効率性はさらに悪化し、バッテリー寿命の損失につながります。多くの人々がこのナンセンスに投資しているのは残念です。
マットヤング

@MattYoung:スイッチング電源の出力電圧がリニア電源の最小入力電圧と一致するように調整されている場合、バッテリーとリニア電源の間にスイッチング電源を配置すると、リニア電源の効率が大幅に向上します。有用なバッテリー寿命を50%以上改善できるデバイスがあったとして驚かないでしょう。ただし、どのデバイスがそのようなデバイスの恩恵を受けるかがわからない限り、それらをランダムに配置することは大きな利点にはなりません。
supercat

私は、リニア電源レギュレーターを使用する多くのバッテリー駆動デバイスを知りません。
ウーターヴァンOoijen

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私たちの目標は、バッテリーの負荷を可能な限り長く保つことです。一般に、これらの負荷は、固定抵抗(基本的な懐中電灯など)または固定電力(特定の複雑さを超えるほとんどすべての電子機器など)です。固定電力負荷は、一般に最小のドロップアウト電圧を持つスイッチングレギュレータです。

固定抵抗負荷は、入力電圧がどうであってもかまいません。バッテリーの出力は電圧の2乗で低下します。バッテリーが切れると電球は暗くなりますが、電球はより少ないエネルギーを消費します。明るく走るには少し時間がかかり、薄暗く走るには長い時間がかかります。バッテリーのブーストコンバーターを抵抗負荷に入れることで、ランプを効果的に固定電力負荷に変えることができます。これで、ランプはドロップアウト電圧に達するまで明るくなり、その時点でランプは完全に停止します。

負荷が既に固定電力であった場合、その前に別のレギュレータを追加してもそれは変わりません。考えられる唯一の効果は、ドロップアウト電圧を変更することです。ドロップアウト電圧を以前よりも高くした場合、デバイスの実行時間は短くなりました!ドロップアウト電圧を低くした場合は、バッテリーの電圧が低くなるまで同じデバイスを実行できるはずです。

ただし、バッテリーに固定の電力負荷をかけることでバッテリーから得られる総エネルギーは非常に複雑です。低い電圧では、固定電力(P = VI)を補うために必然的により多くの電流を引きます。あなたが描くより、現在、多くの端子電圧が速く、バッテリーのダイを内部直列抵抗に起因する低下し、そしてあなたはそれから抜け出す少ない総エネルギー。そのため、バッテリーからの総エネルギー消費量を非常にわずかしか増やすことができず、その量は、システムに別のスイッチングレギュレータを追加することによる効率の低下によって消費されることはほぼ確実です。

私はこれについて良い議論を見ていません。充電式バッテリーの方が良いでしょう。


デバイスに最小入力電圧が過度に高いリニア電源がある場合(たとえば、動作に5.2ボルトを必要とする4セルデバイス)、ブースターを前に置くと、エネルギーの80%が残っている間にバッテリーが動作できなくなるのを防ぐことができます。リニア電源がその電圧要件に過度に大きなバッテリースタックを使用する場合(たとえば、5.2ボルトで十分な場合に6つのセルを使用する)、バックモードスイッチャーは消費電流を大幅に削減できます。これらのシナリオはそれほど典型的なものではありませんが、スイッチを使用するデバイスにスイッチャーを追加すると、サービス寿命が大幅に向上します。
supercat

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動作に必要な最低電圧を超える電圧で連続して20mAを消費し、そのような電圧でも同等に機能するデバイスがある場合、スキャンするバックブーストスイッチャーは、バッテリーの電圧を上下にスケーリングするため、デバイスは常に最小電圧は、デバイスが必要とするよりも多くの電圧を出力するバッテリーから引き出される電流の量を減らし、より低い電圧を生成するバッテリーでの連続動作を可能にします。双方にとって好都合です。

デバイスの動作に必要な電圧よりも大幅に高い電圧を上げる昇降圧スイッチャーは、バッテリー電圧がデバイスの必要な電圧とブースターがデバイスに与える電圧の間にあるときはいつでもエネルギーを浪費します。

デバイスの有用なパフォーマンスが電圧によって異なる場合、バッテリー電圧を上げると、バッテリー寿命が短くなりますが、パフォーマンスが向上する場合があります。それを縮小すると、パフォーマンスの低下と引き換えにバッテリー寿命が長くなる可能性があります。

デバイスが断続的に電力を消費し、電力が必要な時間は電圧によって変化します(たとえば、モーターが一定の距離を定期的に移動する必要がある場合)期間に影響する量よりも大きいか小さい。

デバイスにスイッチング電源が組み込まれている場合、デバイスの前に2つ目の電源を追加してもほとんど利点はありません。

つまり、スイッチング電源を追加すると、バッテリーの寿命が大幅に向上する場合があります。それが役に立たない、または逆効果である他の人がいるでしょう。


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バッテリーをテストするときは、バッテリーに負荷をかける必要があります。そうしないと、残りの寿命を考慮して、電圧が本来よりもはるかに高くなります。

需要の高いアプリケーションでは、バッテリーの内部抵抗が、バッテリーが供給できる電圧の要因となり、バッテリーがカットオフ電圧に到達するのが早すぎます。

カメラフラッシュを例として使用してみましょう。これは特に需要の高いアプリケーションです。

特に、カメラを氷点下の温度で使用している場合、内部抵抗が増加し、バッテリーの化学反応がより遅いペースで進行する場合、バッテリーを非常に速く使い果たします。そして、それらの使い古されたバッテリーは、その寒い設定で、そのアプリケーションのために、カメラによって「死んでいる」と見なされます。

しかし、これらの「カメラが死んだ」バッテリーを内部に戻し、ウォームアップさせてください。実際にまだ多くの寿命が残っており、テスト負荷下でもまともな電圧を示します。

多くの需要の高いアプリケーションがあります。おもちゃやモーターを備えたもの、そしてデザインが貧弱な製品。私はいつも見かけますが、さまざまな方法でデザインが不十分です。しかし、標準的なシナリオでも、ほとんどすべてが0.8ボルト以上で遮断され、0.5ボルトまでエネルギーが残り、低電力需要のアプリケーションと何らかのブーストコンバーターに使用されます。

要約すると、この問題を理解するための鍵は、高需要のアプリケーションにとって「死んだ」と考えられるセルは低需要のアプリケーションにとって死んだとは見なされないが、何らかのブーストコンバーターなしではエネルギーにアクセスできないことを認識することです。

また、重要なのは、バッテリーに本当に十分なエネルギーが残っている場合、低電圧のアプリケーションが電圧のために遮断される可能性があることを理解することです。これは、電圧ブースターであり、Batteriser製品も品質であると信じています間違いなく便利です。そのため、ブーストがないために低電圧ベースでカットオフする低電力需要製品は、ブーストの恩恵を確実に受けます。

シンプルな安価なLED懐中電灯は、低需要のアプリケーションと、電圧に基づいて遮断するデバイスの両方の良い例です。安いLED懐中電灯は、抵抗とLEDの順方向電圧降下を使用して遮断を決定するためです。 。

したがって、典型的な3セルの懐中電灯の場合、3x1.5 = 4.5ボルトの新品です。LEDは約3ボルト低下します。したがって、安価なLED懐中電灯の自然な電圧カットオフは実際にはかなり高く、3ボルト/ 3セル=セルあたり1ボルトです。

しかし、これらのLEDを点灯することは、実際にはかなり低需要のアプリケーションです。これらのセルには間違いなく十分なエネルギーが残っています。

したがって、これは、セルあたり1ボルトまでしか使用されていないこれらのセルから残りのエネルギーを取り出すためにブースト回路を使用することが有益である場合の完璧な例です。

EEVblogのDaveがBatteriserに与えた治療を見て、彼はおそらくBatteriserが間違っていた場所を強調しすぎたと思いますが、Joule Thiefを徹底的に研究したので、私が中継した上記のことを十分に考えていなかったかもしれませんデイブがこれをやったとは思わないでください。私はデイブが指摘したポイントを理解しており、いくつかはまだ有効な懸念事項かもしれませんが、私は常にジュール泥棒のサーキットを使用しており、まともなブーストの選択肢と同様に、それらが間違いなく有益であることを証明できます。

最後に、緊急時には、Joule Thief、Batteriser、または別の製品などのブースト製品が便利になり、ハリケーンフローレンスやその他の災害シナリオでも重要になる可能性があります。ときどき作業用の懐中電灯を持っているだけで十分な場合があります。1つまたは2つのバッテリーが横になっていることがそれを可能にする場合は、その追加カウントで、バッテリーバッテリーとジュール泥棒を呼び出します。

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編集#1

尋ねられた質問に答えるために、私はBatteriser、Batteroo Boost、またはBatteroo、またはその中の誰とも絶対に提携していません-ジュール泥棒が大好きであり、彼らができない第三世界にそれらを提供しようとしています電気やバッテリーを買う余裕があり、Batterooの過膨張した主張がJoule Thiefを魚雷で攻撃したくない。

私が言ったことをバックアップするために、私はEEVblogのデイブと彼が直接言及した調査研究論文に訴えるつもりです。

彼のEEVブログの投稿「The Batteriser Explained」(私の意見では主題のかなり徹底した扱いであり、読む価値があります)で、デイブは次のように述べています。

こちらは、使用済みバッテリーに関する優れた研究です。約33%がデータに基づいて無駄になっています。

デイブがこれを言ってくれて感謝しています。なぜなら、廃棄された平均的なバッテリーには使用すべきエネルギーが本当に残っていると述べているからです。また、彼は次のように述べています。これは、Batteroo製品がまだ有用であることを意味します(誇張したほど有用ではありません)。

Batterooが人生の8倍の主張に頼る必要がある理由について、私は本当に困惑しています。彼らは現実的な実用的な数字を主張した場合、このことはまだホットケーキのように売れるでしょう。バッテリー寿命が50%増加しましたか?–素晴らしい、数え切れないほどの人々がまだそれを超低価格で購入するでしょう...

この調査のDaveの参照は、この特定のスタック交換の質問に答えるのに非常に役立ちます。そのため、デューデリジェンスの一部を示すために、テストフローチャートを示します。

研究試験方法論を示す研究研究フローチャート

そして、個々のデータポイントを示し、良好な相関関係があることを示す散布図とカーブフィットがあります。

4次多項式曲線近似を使用した調査研究散布図

このグラフは、実際に廃棄された多くのバッテリーの残りの実際の容量を示しています。

彼らのテストでは、19個のリサイクルボックスから廃棄されたバッテリーを収集し、バッテリーを1.1ボルトから1.5ボルトに及ぶ5種類の電圧クラスに分けました。バッテリーはランダムに選択され、120mAの定電流負荷で0.9ボルトまで放電されました。636バッテリーの研究では、残りの寿命(mAh)を決定するために265個が0.9vまで放電されました。廃棄されたバッテリーのテスト結果によると:

  • 約10%が新しいと見なすことができます(上記の図4の1.58vデータポイントを参照)
  • 約30%のエネルギーの50%以上が残っています
  • 約40%が完全に放電されています(研究では1ボルト未満と定義されています)

そして、彼らの研究のために1ボルトが完全に放電されると思わないように、彼らはまた言う:

...初期電圧が1.0V未満のすべてのバッテリーは0Vとして登録され、完全に放電したと見なされます。もちろん、ほとんどの場合、これは事実ではなく、低電力デバイス(クロック、小型ラジオなど)に電力を供給するために使用できる小さな容量が残っています。これは私たちの仕事では重要とは考えられていませんでした。

次に、人々があまりにも多くの(> = 30%)のエネルギーを残してバッテリーを捨てる理由を説明します。

  • 高出力デバイス(早期カットオフ)
  • バッテリーが良好であることを確認してください(使用するたびに交換してください)
  • バッテリーテスターなし(または不良)(不明な充電状態)

私の最も一般的な個人的な理由は、「バッテリーが良いことを確認する」です。私はオーディオレコーダーを持っていますが、それほど頻繁に使用することはありませんが、使用するときには、何か重要なこと(子供のリサイタル)の途中で失敗しないようにしたいです。ですから、私のデフォルトのアクションは、新しい電池を入れるだけです。

伝えたいのは、Batterooの膨らんだ主張が真実を台無しにしないようにすることです。廃棄されたバッテリーには本当にエネルギーが残っているということです。流出量が少ないほど圧力が高くなるため、漏れに注意してください。

「死んだ」バッテリーで電圧ブースター(Batteroo BoostやJoule Thiefなど)を使用することには、間違いなく利点があります。


Batterizerとの関係は?
ウィニー

@winny私は、Batteroo、Batteriser、Batteroo Boost、または関連する製品、会社、または従業員とはまったく関係がありません。会社やその製品にはまったく興味がありません。私は単にジュール泥棒に固執しているだけです。これは、Batteroo製品の基本的な使用例が同じであるため、Batteroo製品が「利点なし」であることが判明した場合も「利益なし」になります。編集した回答をご覧ください。これは現在、ハードデータで私の立場をサポートしています。EEVblogのDaveからの回答は、私に同意しているようです。
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