効率が優れているのは、昇圧または降圧スイッチング電圧レギュレータですか？

4.2V（2つの4.2Vセルを並列に）を5Vに変換するリチウム電池パック回路があります。別のオプションは、8.4V（直列の2つの4.2Vセル）から5Vへの降圧コンバータを使用することです。上記の両方の回路が適切に実装されていることを考慮して、電力消費の観点からどちらの選択がより効率的でしょうか？

「ステップアップは常にステップアップよりも望ましい」または「絶対電圧差が重要」などの一般的なルールを探しています。

ブーストコンバーターは通常、バックコンバーターよりも効率が劣りますが、それほどではありません。基本的な理由は、降圧コンバータの場合のように、負荷を介するのではなく、オン時間中にインダクタ電流がグランドに直接流れることに関係しています。これについて言及しているEE-Timesの記事があります。スイッチングブーストコンバーターでの電力損失の解読

ただし、一般的には、オン時間中にインダクタ電流がグランドに流れるため、図2のパルス電流で示されるように、ほんの一部（オフ時間と周期の比）が出力に流れます（これが一般にブーストコンバータが少ない理由です）降圧コンバータよりも電力効率が高い）

効率の違いはそれほど重要ではないため、次のようなレギュレーターの効率だけでなく、追加の基準を決定する方が適切です。

• 充電器の複雑さ（単一セルの方が簡単です）。
• 費用
• サイズ
• 直列のセルは、最も弱いセルによって制限されます。
• 並列のセルは互いに充電する傾向があり、化学プロセスにより効率が低下します。
• 低い電圧での高い入力電流による損失（並列セル）。

バッテリーは、直接並列に配線することをあまり好まないことがよくあります。これは、開回路電圧の不一致により、より高い電圧のバッテリーがより弱いバッテリーに電流を供給するためです。再充電可能なバッテリーを使用していて、充電状態が十分に近い場合、バッテリーが互いに均等化しようとするだけです。ただし、一次電池を使用する場合、または充電状態が特に近くない場合、この電流の流れは両方の電池に悪影響を与える可能性があります。

バッテリーの電圧が最低安全レベルを下回る前に電流が遮断されれば、バッテリーを直列に配線する方が安全です。一次電池の場合、最小安全レベルは約0ボルトです（死んで無用な電池が「損傷」するのではなく、逆駆動する一次電池が近くの回路に有害な化学物質を投棄する可能性があります）。充電式電池の場合、最小安全電圧ははるかに高くなります（その点より下の電池を消耗すると、摩耗が大幅に促進される場合があります）。

ステップアップ変換とステップダウン変換の効率の違いは、直列または並列のバッテリー接続に起因する問題と比較すると、わずかなものになりがちです。