两节电池串联还是并联的问题

西瓜冰乐

Jack315 发表于 2022-5-9 18:38
电池串联还是并联，然后再 DC-DC 变换，从效率和使用时间上来说差别并不大。
选择的依据是 DC-DC 电路的相 ...

十分感谢您详细的回复！！
帮助非常大
我准备明天粗略搭建一下试试看，再一次表达感谢！

红河310

很多12V锂电池就是3串三元电池串联的。负载要求不是很精确电压的直接3节锂电池串联使用是最佳。12V的三串保护板网购最简单。

随梦惜缘

这个看你需要的电压多少！  比如只要3V  你两节电池并联 大于3V多  这个损耗最小！
比如你需要12V供电   那3v就需要升压到12V （4倍）  那就不如串联，串联6V 升压到12V  损耗会小一点点！

理论上，质量守恒， 2节电池不管你怎么用，也就那么多电量。现在就是看你需要的目标电压怎么接更接近！  

sjtx1971

西瓜冰乐 发表于 2022-5-9 17:35
我如今是两节电池并联升压到12V 2A给负载用
但是发现电压低于3.6V后的效率太差了
所以想能否用两节电池 ...

电压要求不严格的话，可以三块锂电串联供电，效率最高，如果需要升压，当然是电压越接近效率越高，压差越大效率越低

西瓜冰乐

Jack315 发表于 2022-5-9 18:38
电池串联还是并联，然后再 DC-DC 变换，从效率和使用时间上来说差别并不大。
选择的依据是 DC-DC 电路的相 ...

大佬下午好！
我试了一下发现是可行的，但是还有如下疑问，不知道大佬能不能抽空帮我答疑解惑一下
①我发现MCU的AD采集推荐电阻只有50K，高了好像会有影响，用这个方法是否能规避掉这个问题，我想用1M和2M来形成一个1:2的电压差，这样功耗也比较低
②接地的那个10K电阻的作用有些不明白，不知道阻值是否能修改？
③对三极管是否有什么特殊要求？普通的NPN都可以胜任吗？
④这个电路设计的时候会有什么隐患吗？比如什么情况需要规避掉这样的使用方案？到时候可能会把电路板放在浴室的环境下
⑤Y=KX+B，这个K，B的值，只要电阻的大小和三极管的型号一致，是否得出的KB的值也具有普遍性，在任意同配置的电路板上都能用
感觉有几个问题都非常的小白，希望大佬可以不嫌我愚笨

Jack315

西瓜冰乐 发表于 2022-5-13 17:35
大佬下午好！
我试了一下发现是可行的，但是还有如下疑问，不知道大佬能不能抽空帮我答疑解惑一下
①我 ...

回复 LZ 的问题：

①我发现MCU的AD采集推荐电阻只有50K，高了好像会有影响，
用这个方法是否能规避掉这个问题，我想用1M和2M来形成一个1:2的电压差，这样功耗也比较低

作为一般的设计原则，电阻一般在 1K~100K 内选择。100 ~ 1K 和 100K ~ 1M 是两个“灰色地带”。

②接地的那个10K电阻的作用有些不明白，不知道阻值是否能修改？

15楼的图是个参考电路，其中的三个电阻都需要根据实际情况进行设计，不能完全照抄。

③对三极管是否有什么特殊要求？普通的NPN都可以胜任吗？

三极管没有特殊的要求，普通的 NPN 一般都可以胜任。

④这个电路设计的时候会有什么隐患吗？比如什么情况需要规避掉这样的使用方案？
到时候可能会把电路板放在浴室的环境下

潮湿环境中使用的电子产品，线路板需要刷三防漆进行保护。

⑤Y=KX+B，这个K，B的值，只要电阻的大小和三极管的型号一致，
是否得出的KB的值也具有普遍性，在任意同配置的电路板上都能用

具体看实际使用情况对精度的要求而定：

• 精度要求低的情形，如电池电量的指示，可以考虑使用平均意义上的 k, b 值。
  即用 N 个电路板通过测试、计算后得到的 k, b 值取个平均。
• 精度要求高的情形，则每个电路板都要有自己的 k, b 值。
  

zmc5354

TP5100单双电池通用

西瓜冰乐

Jack315 发表于 2022-5-13 20:27
回复 LZ 的问题：

感谢大佬的耐心回复！
不过我还想再请教一下
实际情况下，这三个电阻的取值需要考虑到哪些因素呢？
我只希望功耗能低，所以选了1M和2M（但通过测试ad出来的电压发现并不是分压这么简单一回事了？我本来是想电阻比1:2，峰值8.4V刚好输入2.8V进入AD通过，没有超过参考电压）
如果这个电路再不需要关断的情况，消耗的电流在10ua~100ua级别，电阻选多少比较合适？

精度不需要太高，因为是测串联电池的电压，可能每个电路相差上下0.1V的误差都是可以允许的，这样的话直接取一个普遍值可以嘛

Jack315

西瓜冰乐 发表于 2022-5-15 16:57
感谢大佬的耐心回复！
不过我还想再请教一下
实际情况下，这三个电阻的取值需要考虑到哪些因素呢？

这是一个电路设计的问题。
这里把前后的输入输出画在一起，如下图所示：



图中 VBAT 代表电池的电压，VDD 是单片机的供电电压。
一般有 VBAT > VDD，这是需要有分压电路的原因。

【设计】
一般电池的电压的变化范围为标称值的 0.85~1.15 倍。
设计中放些余量，即设电池的电压范围为标称值的 0.8~1.2 倍。
当电池电压为 1.2 倍标称值（Vimax）时，应对应于 ADC 的满量程电压输入值（Vomax)。
因此得到 R1 和 R2 应满足的第一个关系式：

Vimax * R2 / (R1 + R2) = Vbe + Vomax

其中 Vbe 是 Q1 的导通压降，一般取为 0.65V ~ 0.70V
上面这个公式隐含一个假设条件：两个电阻上的电流远大于基极电流 Ib。
即：

VBAT / (R1 + R2) >> Ib

或

VBAT / (R1 + R2) = N1 * Ib
一般取 N1 = 10 或更大的数值。
由此即可求出 R1、R2 的值。

单片机的 ADC 电路可以等效为一个 RC 电路。
在 CADC 上的电压为 0，ADC 的输入电压为 Vomax 时有最大的充电电流：

Iadc = Vomax / RADC

此时应使得 R3 上的电流远小于这个电流。
即：

IR3 << Iadc

或

IR3 = Iadc / N2
一般取 N2 = 10 或更大的数值。
由此可确定：
① R3 = N2 * RADC
R3 的实际取值应大于计算值。
理论上可以取消 R3 这个电阻，工程上不建议这么做。

② 集电极的最大电流为：

Icmax = (1 + 1 / N2) * Iadc

根据三极管的电流放大倍数，即可求出计算分压电阻 R1、R2 时所需的基极电流这个参数。
一般三极管的电流放大倍数取 50，或查阅三极管的数据手册来确定。
由于元件参数的离散性，基极电流的取值也应比计算值略大一点。

即使做了比较保守的估计，射极跟随器的输出电压仍有可能大于单片机的供电电压，
因此这里需要一个钳位二极管 D1 以保护单片机。

另外参数 K，B 是否可以取一个统一的值，可以通过实验检查误差的大小是否满足要求来确定。

西瓜冰乐

Jack315 发表于 2022-5-15 19:15
这是一个电路设计的问题。
这里把前后的输入输出画在一起，如下图所示：

感谢！十分的感激！！
但是看完后我突然想到个问题
这个电路和普通的两个电阻分压采集的电路区别在于
这个电路可以匹配单片机的阻抗，电阻可以随便自己调整是嘛？
因为一般MCU外部阻抗都只能50K

西瓜冰乐

Jack315 发表于 2022-5-15 19:15
这是一个电路设计的问题。
这里把前后的输入输出画在一起，如下图所示：

大佬我刚才算了一下，根据大佬你提供的算法

集电极电流大概为3.63ma
那基极电流是它的50分之1的话，大概也有700ua左右
如果r1+r2的电流要大于基极电流的话，功耗也必将大于700ua
功耗还是太大了，这怎么办呢

Jack315

西瓜冰乐 发表于 2022-5-15 20:09
感谢！十分的感激！！
但是看完后我突然想到个问题
这个电路和普通的两个电阻分压采集的电路区别在于

可以这么理解：
分压电阻可以取得大点而不影响 DAC 的正常工作。

Jack315

西瓜冰乐 发表于 2022-5-15 22:04
大佬我刚才算了一下，根据大佬你提供的算法

集电极电流大概为3.63ma

假设电池的整个功耗为 Ptotal，而这个电路的功耗为 Padc，
则只要 Padc << Ptotal，功耗就没有问题。

在第一次进行 AD 转换时 CADC 上的电压为 0，充电电流比较大；
在此之后，CADC 上的电压就不再为 0，而是与 ADC 的输入电压非常接近，ADC 的充电电流会特别小。
这时分压电阻上的电流就成为这个电路的主要功耗。

如果有必要可以将分压电阻尽可能增大，
这时最初的几次 ADC 结果可能不正确（推测，不确定）。
分压电阻增大后，只要没有影响 ADC 的正常工作就行。
建议通过实验来验证是否可行。

西瓜冰乐

Jack315 发表于 2022-5-16 07:14
假设电池的整个功耗为 Ptotal，而这个电路的功耗为 Padc，
则只要 Padc

哥，最后一个小小的请求，你看这个电路合理的嘛。因为马上就ddl了，打板估计只有一次机会。想要一次通过
奈何学术不精，希望大佬能过目一下，得到肯定了我才比较放心~