9V bis 5V geregelt oder 6V bis 5V geregelt? Welches ist effizienter?

Ich habe die Wahl zwischen 1x 9V Duracell-Batterie oder 4x AA Duracell-Batterien. Ich möchte die Spannung mit einem 7805 auf 5 V regeln. Soweit ich weiß, wandeln die Spannungsregler nur die unerwünschte Energie in Wärme um, um die geregelte Spannung zu erreichen.

Meine beste Vermutung für die Effizienz ist die Verwendung der vier AA-Batterien, weniger Energieverschwendung und höherer mAh. Sollte ich die Abfallspannung für diese verschiedenen Stromquellen untersuchen?

Meine Anwendung ist es, eine MCU während der Datenerfassung mit Strom zu versorgen, ohne dass die Batterien häufig gewechselt werden müssen. Es wäre am besten, die höchste mAh-Option zu haben, aber mit einer aufrechterhaltenen Spannung.

Kann ich irgendwo nach weiteren Informationen suchen? Oder könnte ich erleuchtet werden?

Weder ist eine gute Wahl.

Wie Sie sagen, wird die 9-V-Batterie ziemlich ineffizient sein. 9-V-Batterien sind in Bezug auf die Energiedichte ziemlich schwach, und dann verschwenden Sie 44% von dem, was Sie in den Regler bekommen.

4 AA-Batterien liefern bestenfalls 6 V, was weit unter dem Wert liegt, den ein 7805-Regler als Eingang benötigt, um zuverlässige 5 V-Ausgänge zu erzielen. Wenn Sie diesen Weg gehen, benötigen Sie einen LDO-Regler (Low Drop Out). Es gibt viele Möglichkeiten, 6 V bis 5 V zu regeln.

Mit den 4 AA-Batterien (83%) ist der Wirkungsgrad ausreichend, aber das Problem ist, dass Sie mit diesen Batterien nicht die volle Lebensdauer erreichen. Sogar ein LDO benötigt eine gewisse Betriebsreserve (ungefähr 300 mV), obwohl Sie die tatsächlichen Werte in den Datenblättern nachlesen müssen. Das bedeutet, dass Ihre 4 Batterien mindestens 5,3 V liefern müssen, was 1,33 V pro Zelle entspricht. Bei 1,33 V ist in einer normalen AA-Zelle noch viel Energie übrig. Die Energie, die Sie erhalten, wird effizient genug genutzt, aber Sie belassen viel in der Batterie.

Also, was tun? Es gibt verschiedene Möglichkeiten:

1. Verwenden Sie keine 5 V. Warum wollen Sie überhaupt 5 V? Moderne Mikrocontroller werden mit 3,3 V betrieben, ebenso wie die meisten anderen angeschlossenen Schaltkreise. Diese sind in der Regel auch in Bezug auf die Rechenleistung / Joule effizienter, sodass Sie auch in dieser Hinsicht gewinnen. 4 AA in einen 3,3-V-LDO ist weniger effizient, um die endgültige Zielspannung zu erreichen. Wahrscheinlich benötigen Sie jedoch weniger Strom und können die Batterien bis zum Ende entladen.

2. Verwenden Sie einen kleinen Umschalter. Es gibt verschiedene kleine Umschalter-Chips, die genau für diese Anwendung vorgesehen sind. Microchip macht ein paar nette Sachen, die ich ein paar Mal benutzt habe, aber ich erinnere mich nicht an die Teilenummer auf meinem Kopf. Überprüfen Sie die Auswahlhilfe. Mit einem Umschalter müssen Sie die Batteriespannung und die Stromkreisspannung nicht mehr aufeinander abstimmen. Jetzt können Sie 2 AA verwenden, die noch mehr Energie enthalten als eine 9-V-Batterie. Sie können ihre Energie effizient nutzen und sie vollständig trocken saugen. Zusammen mit einer 3,3-V-Schaltung wäre dies vom Standpunkt der Stromversorgung aus der beste Ansatz. Ich habe das selbst ein paar Mal gemacht.

Wie Sie bereits sagten, wandelt der lineare Regler 7805 eine höhere Spannung in eine niedrigere um, wobei die Differenz als Wärme abgeführt wird. Es ist nicht sehr effizient, insbesondere bei höheren Spannungen. Ein Schaltregler ist viel effizienter.

Unter der Annahme, dass 4 AAs Alkaline 1,5 V-Zellen und nicht NiCD / NiMH Rechargeable 1,2 V verwendet werden, würden Sie 6 Volt haben. 6 Volt reichen für den 7805 nicht aus. Eine bessere Option wäre ein vergleichbarer LDO (Low Dropout Regulator). Sie möchten / benötigen eine, die einen Spannungsabfall (minimal erforderliche Spannungsdifferenz zwischen Eingang und Ausgang) von weniger als 1 Volt aufweist, da Sie auch berücksichtigen müssen, dass die Batterien danach auf 5,6 V (0,1 V pro Batterie) oder weniger entladen werden eine gewisse Verwendung.

Aber die bessere Frage ist, brauchen Sie 5v? 4 wiederaufladbare 1,2-V-Batterien liefern 4,8 V, was in den meisten 5-V-Betriebsbereichen liegt. Oder verwenden Sie 3 normale Batterien für 4,5 (oder 2 für 3 V), wenn Ihr IC / Mikrocontroller einen größeren Eingangsbereich hat. Je nach Konfiguration benötigen Sie möglicherweise nicht einmal einen Regler.

Die andere Option ist die Stromversorgung Ihres 5-V-Mikrocontrollers aus 2 Batterien (3 V) mithilfe eines Aufwärtsreglers, von denen viele einen Wirkungsgrad von 75 bis 90% haben.

Der 7805 benötigt einen 7-V-Eingang, um richtig zu regeln, was bei vier AA-Zellen nicht der Fall ist. Ein LDO-Regler wäre sinnvoller. Ich würde die AA-Zellen eher als eine 9-V-Batterie verwenden, sie halten viel länger.

Viele moderne MCUs benötigen keinen Regler (es verschwendet Strom) und können mit zwei AA-Zellen betrieben werden.

Bei der Auswahl der Batterien sollte eine Eingangsspannung angestrebt werden, die für die Lebensdauer der Batterie entweder immer über oder immer unter der Zielspannung liegt. Wenn Sie einen guten Schaltnetzteil-Chip (und die dazugehörigen Komponenten) verwenden, erzielen Sie einen weitaus besseren Wirkungsgrad als mit einem 7805. Wenn Sie fünf Volt benötigen, können Sie mit einer 9-Volt-Batterie mit einem anständigen Umschalter bis zum laufen Die Batterie ist im Grunde genommen leer (0,9 Volt pro Zelle). Wenn Sie aus Gründen der Einfachheit über einen 7805 nachdenken, sollten Sie stattdessen ein dreipoliges Schaltnetzteil-Modul verwenden, das an Stellen eingesetzt werden kann, an denen normalerweise ein 7805 verwendet wird. Der 7805 ist aus Gründen der Einfachheit ziemlich veraltet über irgendeinen Zweck; auch wenn Sie etwas einfaches und billiges wollen, Die Verwendung eines anderen Linearreglers würde wahrscheinlich die Lebensdauer einer 9-Volt-Batterie verdoppeln, bevor eine +5-Versorgung nachgibt. ein switcher könnte das wohl noch weiter ausbauen.