バッテリー。なぜ9Vを使用するのですか？

SMPSを使用して効率的に電圧をブーストできる今日利用可能なすべての技術で、なぜ9Vバッテリーを使用するのですか？私が知らない秘密の利点はありますか？

サイズも見ると、9Vは大きくてかさばり、2xAAバッテリーを使用して電圧を上げることができるプロジェクトを設計しました。これにより、9Vよりも長いバッテリー寿命が得られます。そして、それは同じ量のスペースを占有します。

今日の多くの回路も調整する必要があり、9Vでそれを行う最も簡単な方法はリニアレギュレータ（通常約5V）であり、これはすべての設計に当てはまるわけではないことは承知していますが、エネルギーが無駄になり、さらに、1つまたは2つの単三電池から電圧を上げると、おそらく製品の保管寿命が長くなります。

9VバッテリーといくつかのAAバッテリーを比較したところ、誰かが利用可能なエネルギーを見つけて、このデータになりました：注：これらの結果はEnergizer Alkalineバッテリーからのものでした

それでは、このすべてのデータで、なぜ設計で9Vバッテリーがまだ使用されているのでしょうか？それらを使用することが有利になるアプリケーションはありますか？それとも、通常、AAまたはAAAソリューションを使用することをお勧めしますか？

一部のプロジェクトで9Vバッテリーの使用を検討したことがありますが、計算を行った後は常に他のプロジェクトと同じように保持されないように見えるので、何か不足していますか？

参考のため、比較対象のバッテリーのデータシートはこちらです： AA 9V

編集：私はこれを「意見に基づく」質問にするつもりはありませんが、実際には、他のソリューションよりも9Vを選ぶ利点があるかどうかを実用的な観点から尋ねるつもりでした（単3電池をブーストするなど） 。それを明確にしたかっただけです！

まず、単三電池はバッテリーではありません。それはセルです。バッテリーはセルの「バッテリー」、つまり複数のセルです。9Vバッテリーには6個の1.5Vセルが含まれます。1つを引き裂いて見てください。

まだ9Vバッテリーを使用する理由については、実際には設計の問題です。9Vバッテリーの良いところは、過度に高い電圧にならずに、寿命の間にかなり広い動作電圧範囲を提供することです。彼らはまた、かなり使いやすいクリップを持っている本当に素敵なコンパクトパッケージに入っています。

5Vの電流要件が非常に小さい場合を除き、5Vを生成するためにリニアレギュレータを使用することをお勧めしません。9Vで直接動作するコンポーネントを使用して回路を設計する方が適切です。

ウィジェットの性質にも大きく依存します。より大きな電圧を必要とするセンサーまたはトランスデューサーがあり、バッテリー駆動の場合、9Vバッテリーを使用する方が簡単で、通常は安価です。

低電圧をブーストすることの影響も考慮する必要があります。そうすることで、多くの新しい問題が発生しますが、その多くは、追加して対処する必要のある電磁ノイズです。効率も問題です。

しかし、最終的には、決定に多くのやり取りがあるので、この質問は本当に意見のランクに入ります。

400mAh 9Vバッテリーは、40µAの電流で1年持続します。

次に、煙探知機について考えます。これは、低電力アナログ回路であり、ほとんどの場合、上記の40µA以下の電流を消費します。ブーストコンバーターとAAから電力を供給したい場合は、非常に低いアイドル電流のコンバーターが必要になります。

しかし...火災が発生すると、ピエゾスピーカーを駆動するためにかなりの電力と十分な電圧が必要になります。これらには電圧が必要です。9Vは3Vよりも大きいです。

したがって、非常に低いアイドル電流のDC-DCコンバーターも、必要に応じて高電流を出力する必要があります。

また、AAで充電状態を正確に測定できる必要があります。

これはすべて、9Vと2AAの差よりも費用がかかります。そして、メーカーではなく、お客様が交換用バッテリーの料金を支払うことを忘れないでください！

ブースト回路には静止電流があります。ブーストコンバーターを使用するだけで、いくらかのエネルギーが無駄になります。また、低デューティサイクルでは非常に非効率になります。

そのため、通常非常に小さな電流を消費するが、時にはそれ以上の電流を必要とする回路がある場合、単一のブーストコンバーターで対処することは困難です。

9Vバッテリーの主なユーザーは、このユースケースにぴったりの煙探知器やマルチメーターなどです。低電流の一部またはほとんどの場合です。バッテリーの寿命が9Vバッテリーの場合、たとえば3年未満であると予想される場合は、適切ではない可能性があります。

これを見ると、ラジオを持っているほとんどすべてのもの（おもちゃ、リモコンなど）が、いくつかのAAまたは何らかの充電式リチウムを使用していることになります。

ブーストコンバーターも無料ではなく、部品とスペースがかかります。

（安価な壁時計が単三電池1本で動作できるようにする設計は非常にきちんとしているので、そのリバースエンジニアリングを検討してください。）

私のマルチメーターは9Vバッテリーを使用しており、機能するために約10mAを消費する可能性があります。非常に正確です。

3Vバッテリーで駆動している場合、平均電流は75％の効率で40mAになります。ただし、サージ電流はインダクタを介して80mA上昇する必要があります。基本的に、トレース、バッテリワイヤ、およびインダクタは、マルチメータ内の敏感なコンポーネントにエネルギーを放出するアンテナとして機能します。

それから私の測定値が飛び跳ねて、2 AA電池式メーターを購入することを呪い、誓います。

以前は、単三電池の束で駆動する古いプログラム可能な計算機がありました。それについて迷惑なことは、それを振ると簡単に再起動することでした。これは、9Vバッテリーで動作するマルチメーターでは決して起こりません。

また、約5Vを必要とする電子機器は通常、9V電池ではなく3xAA電池で駆動されます。いくつかの余分な電圧があると、特にレールtoレール出力を提供できなかった古いオペアンプでは、多くの設計が簡素化されます。これは、ほとんどの部品が3.3Vバージョンを備えている今日ではそれほど問題ではありません。

PP3バッテリーは、たとえば、多くのメーターチップで問題ありません。多くの場合、1ドルあたりの総エネルギーはそれほど重要ではないかもしれません。バッテリーが1年または3年持続すれば十分であり、回路で少しのお金を節約できます。別の例としては、バックアップバッテリーがあります。保存寿命はエネルギー密度よりも重要です。

使用するボタンセルがよく見られますが、それはさらに少ないエネルギーを保持し、妥当なバッテリー寿命で消費される総エネルギーがそれほど高くないアプリケーションでは息をのむほど高価（または非常に安価）になります。より多くのエネルギーが必要な場合、充電式リチウムイオン電池がより一般的です。

多くの新しいアプリケーションは、消費財でも9Vバッテリーを使用するとは思いませんが、今後数十年間は古いデバイス（および古いデザイン）が出てくるでしょう。

超低ノイズ機器を設計しようとすると、9Vバッテリーの静かなリニアレギュレータは、ほとんどのDC-DCコンバーターを打ち負かしますが、DC-DCコンバーターは常にスイッチングノイズ（出力または放出のいずれか）を持ちます。それは確かに私たちの天体物理学部門の経験則でした（確かに、それは現実に追い越されたかもしれない古い議論です）。

他の人は、低電力が必要であるが長いバッテリ寿命/高瞬時電力（火災警報など）が必要なシステムで9Vを使用する利点（スタンバイ電流の点）を指摘しています。しかし、あなたは正しいです-パワー密度が主な基準である場合、古いPP9は素晴らしい選択ではありません。そして、それが例えば多くの懐中電灯でそれらを見ない理由です。

バッテリー選択の考慮事項には、漏れの傾向、製品のサポート性、最大電流需要、およびリサイクルの問題が含まれる場合があります。

• AAセルの漏れ：電子機器では、腐食を避けるために特別な設計機能がバッテリーホルダーに組み込まれていない限り、バッテリーの漏れは大きな問題となります。残念ながら、金の接触は高価です。9ボルトのバッテリーが漏れるかどうかはわかりませんが、もしわかるなら、それは何年も無人で行かなければならない機器の選択決定に影響するかもしれません。Duracell AAアルカリの漏れで壊れたギアがあります。
• サポート可能性：将来的には、9ボルトのバッテリーがKodachromeが現在入手できるようになります。その場合、機器の交換が必要になる場合があります。これは、エンジニアリングの決定ではなく、マーケティングの可能性があります。マーケティング担当者は、製品が数年で役に立たなくなり、交換する必要があるという考えを好むかもしれません。
• 最大電流需要：最大電流と電力はテブナンとノートンによって管理されています。バッテリーは、抵抗と直列の完全な電圧源であるかのように機能します。電圧と抵抗は、バッテリーの内部状態に応じて可変です。そして、利用可能な最大電力は、その内部抵抗でバッテリ電圧の半分を降下させる負荷電流で得られます。ピーク電力需要に応じて、アプリケーションに最適なバッテリーを決定するために、いくつかのラボ作業が必要になる場合があります。
• リサイクルの問題：環境上の理由だけのために、もちろん、私はAAデュラセルを充電し、それらを再び使用するという非正統的な手段でリサイクルしたいのです。充電されたAA Duracellは最大電圧に戻りますが、内部抵抗が大きいため、ラジオが最大音量で再生できません。再充電されたセルの寿命も短くなります。しかし、私はより少ない音量でより多くの時間をプレイします。9ボルトのバッテリーを使用すると、6つのうち1つのデッドセルしか存在しない可能性があるため、1つを復元するために再充電すると、過充電によって他の5つが劣化する可能性があります。最善の方法を決定するには、いくつかの実験が必要です。また、実験の結果がどうであれ、バッテリーのサプライヤまたはサプライヤの製造プロセスの変更により、結果が無効になる場合があります。

とても幸運。エンジニアリングでは、正しい答えでも間違った答えでもないかもしれません。ほとんどの決定は、競合する問題間の妥協です。

他の回答では扱われていないいくつかのポイント：

重量の比較は公平ですが、通常、丸いオブジェクトを梱包するときに無駄なスペースがあるため、直接的なボリュームとボリュームの比較は不公平だと思います。AAセルを含む立方体が占めるスペースは約10.5cm3です。それにPI / 4を掛けてシリンダーの体積を取得すると、テーブルの8.1cm3に近くなります。

PP3 9Vバッテリーを使用すると、便利なパッケージで6個の小さな1.5Vセル（AAAよりも小さい）が提供されます。余分な重量と大きさを追加するのは、この「不要な」パッケージです。これらのバッテリーが使用される用途は十分に小さいため、このパッケージングのコストは問題にならないことがよくあります。

機器メーカー（通常「商品に含まれないバッテリー」を販売する）は、2xAAセルと電圧コンバーターまたは1xPP3セルのどちらを使用するかを選択する場合、コンバーターの追加コストだけでなくバッテリーコネクタも考慮する必要があります。PP3バッテリーには、端でクリップする非常にすっきりしたシェルフコネクタがありますが、個々のセルには、両端のバッテリーをつかむために、製品に組み込まれた適切なバッテリーホルダーが必要です。消費者が機器の購入時にバッテリーのコストを考慮することはめったにないことを考えると、PP3を選ぶ2つの理由がメーカーに与えられます。

ブーストレギュレーター（およびそれらを設計するエンジニア）は、常に安価または小型ではありませんでした。その結果、市場には、調整されていない9Vレールまたはリニアレギュレータを使用する多くの機器があります。煙警報器とマルチメーターはいくつかの例です-再設計には費用がかかり、BOMコストを大幅に削減したり、市場性のある機能を向上したりしません。

（今、ソースからのアルファ放出を使用してスーパーキャパシタを再充電し、バッテリー交換を必要としない煙警報は、市場の利点を持っています-物理法則が許すかどうかはわかりません...）