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【電子工作】
例えば10ボルトの電池が2個あります。15ボルトで出力して使いたいのですが、DC-DCコンバーターを使うことにしました。

で、その場合、
並列にして5ボルト昇圧して使う 10v→15v

のと、
直列にして5ボルト降圧して使う 20v→15v
のでは、

どのようなメリット・デメリットがありますが。また、出力を安定的に長い時間使い切るのはどちらが優れていますか?

●質問者: ZZR250
●カテゴリ:コンピュータ 科学・統計資料
✍キーワード:DC コンバーター デメリット ボルト メリット
○ 状態 :終了
└ 回答数 : 5/5件

▽最新の回答へ

1 ● garyo
●20ポイント

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B7%E3%83%AA%E3%83%BC%E3%82%B... シリーズレギュレータ

安くて簡単なのはシリーズレギュレーターで降圧する方法だと思います。

この場合は電圧差×電流分の電力を消費して電圧を下げているので効率的には悪いです。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%82%A4%E3%83%83%E3%83%8... スイッチング電源

昇圧の場合はスイッチング電源を使用しますが、この場合は回路が複雑になりノイズが多くでますが、効率は良くなります。

ですので、特にノイズが問題でなく、費用の点でも問題がないのであればスイッチング電源を使うのが良いと思います。その場合は昇圧も降圧も可能なのでどちらでも選べます。

※シリーズレギュレータを選ぶ場合は降圧のみになります。

◎質問者からの返答

うーん、そこまでは私もたどり着いたんですよね。


2 ● くまっぷす
●20ポイント

http://www.linear-tech.co.jp/pc/downloadDocument.do?navId=H0,C1,...

こういうのとかですね>使うの。

コンバータの効率についてですが、以下の資料だと

http://www.sii-ic.com/jp/param_chrt.jsp?subcatID=24

降圧型の方がやや効率が高い(5%〜10%程度)だけです(実際昇圧でも効率95%程度までいくものもあるようなので誤差範囲かと)。

したがって10Vをパラにして昇圧したほうが、ベースになる電池容量が倍になるので長時間持つと思われます。

こういう用途だと昇圧/降圧ともに非絶縁なチョッパ型コンバータであり回路形式にさほど差はなく回路によるメリット/デメリットも違いはないでしょう。

直列にして楽なのはコンバータの利用がめんどくさかったときにどこにでもある3端子レギュレータ一発で動かせる点でしょうか。

(ところで10Vというとリチウムイオンの4セル構成ですか?最近話題になってるように充電回路も設計される場合は過熱に十分注意してくださいね。)

◎質問者からの返答

10vは例えです。

実際には3.7vで、どのんな電池を使うか、降圧しようか昇圧しようか悩んでいます。


3 ● kurukuru-neko
●20ポイント

電池:

並列

電流増える

直列

電圧が上がる

http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf/ACG4000/ACG4000PJ2....

・直列だと放電による電圧の下がりが大きくなる

ので調整が必要。 又電池のばらつきに影響される。

・並列だと動作中の交換、足りなければ後で増やす事も可能。

・長持ちするのは、放電を無視すると普通は発生させる

電流がより少ない方

・サイズ無視なら密封型鉛電池を使う方法もあり。

http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?c=batt

◎質問者からの返答

サイズは重要です。


4 ● l-lol-l
●20ポイント

電圧は低いほうが、耐圧の低いコンデンサでいいのでコストは下がりますよ。

あと電池は並列のほうが内部抵抗のばらつきの影響がありません。

http://q.hatena.ne.jp/1165892495

◎質問者からの返答

とりあえず1個しか作らないので、常識の範囲内でコストは無視です。


5 ● T_SKG
●20ポイント

効率重視なら、普通の機器の使い方なら、恐らく直列で降圧でしょう。


電源回路の設計に慣れておられないなら、完成品のDC/DC電源を強くお勧めします。


使用電池や負荷回路の特性に最適化した電源回路の設計はそれなりに難しいですし

特にインダクタンス類の必要な定数のものを入手するのは、アマチュアでは大変です。

コアを選び、インダクタンスを設計しコイルを巻くところからとか。


しかも設計コストや部品コストを追求するのではなく、効率を追求したいなら、

なおさらプロが作った、基板や部品の実装にも気を使ったものをお勧めします。


これを機会に電源回路の勉強をしたいというのであれば、書籍を購入してじっくり

読まれることをお勧めします。

http://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/31/31681.htm

http://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/30/30811.htm

http://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/34/34391.htm

http://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/34/34461.htm


先ず、入手できる、DC/DC電源のスペックシートをみて、必要な電圧と電流が出せる

ものを選び、そのDC/DCが必要とする入力電圧を供給できるような、電池の直列なり

並列なりの組み合わせを選択することになります。もっとも、通常は、降圧型の製品

の方が効率が良いでしょう。


DC/DC電源の例

http://www.yutakadenki.jp/japanese/top/indexj.html


ただし電池は、放電に従って電圧が下がりますから、放電曲線をみて、電池からの

放電開始時や放電終了時の電圧が、必要な範囲に収まるようする必要があります。

また、余り低電圧まで放電させると、充電池の場合、過放電となり電池を傷めること

になります。過放電の保護回路が必要となる場合もあります。

また、DC/DC電源の入力電圧範囲が非常に広い製品は使い易いですが、

変換効率はやや劣ると思います。

◎質問者からの返答

コンバーターの選定にも悩んでいます。

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