Lequel a une meilleure efficacité: régulateur de tension de commutation élévateur ou abaisseur?

J'ai un circuit de batterie au lithium qui convertit 4,2 V (deux cellules de 4,2 V en parallèle) en 5 V. Une autre option consiste à utiliser un convertisseur abaisseur de 8,4 V (deux cellules de 4,2 V en série) à 5 V. Étant donné que les deux circuits cités sont bien mis en œuvre, quel choix serait plus efficace en termes de dissipation de puissance?

Je recherche une règle générale car "l'abaissement est toujours préférable à l'augmentation" ou "la différence de tension absolue est importante", etc.

Les convertisseurs boost sont généralement moins efficaces que les convertisseurs Buck, mais pas de beaucoup. La raison fondamentale a à voir avec le courant de l'inducteur passant directement à la terre pendant le temps de fonctionnement, au lieu de traverser la charge, comme c'est le cas pour les convertisseurs Buck. Il y a un article d'EE-Times qui mentionne ceci: Débrouillage des pertes de puissance dans les convertisseurs boost de commutation

Généralement, cependant, étant donné que le courant d'inductance circule vers la terre pendant le temps de fonctionnement, seule une fraction (rapport temps / période d'arrêt) s'écoule vers la sortie, comme l'illustrent les courants pulsés de la figure 2 (c'est la raison pour laquelle les convertisseurs de suralimentation sont généralement moins économe en énergie que les convertisseurs buck)

Étant donné que les différences d'efficacité ne sont pas significatives, vous êtes probablement mieux servi de décider de critères supplémentaires plutôt que de l'efficacité du régulateur seul, notamment:

• Complexité du chargeur (une seule cellule est plus simple).
• Coût
• Taille
• Les cellules en série seront limitées par leur cellule la plus faible.
• Les cellules en parallèle ont tendance à se charger les unes les autres, et le processus chimique a un impact sur l'efficacité.
• Pertes dues à un courant d'entrée plus élevé avec des tensions plus faibles (cellules parallèles).

Souvent, les batteries n'aiment pas beaucoup être câblées directement en parallèle, car tout décalage dans la tension en circuit ouvert entraînera le courant d'alimentation de batterie à haute tension dans le plus faible. Si l'on utilise des batteries rechargeables et que les états de charge sont suffisamment proches, cela peut simplement conduire les batteries à s'équilibrer. Cependant, lorsque vous utilisez des batteries à cellules primaires ou si les états de charge ne sont pas particulièrement proches, ce flux de courant peut être préjudiciable aux deux batteries.

Le câblage des batteries en série est souvent plus sûr, à condition que le courant se coupe avant que la tension d'une batterie ne tombe en dessous de son niveau de sécurité minimum. Pour les batteries à cellules primaires, le niveau de sécurité minimum est d'environ zéro volt (le problème n'est pas de "l'endommagement" d'une batterie morte et inutile, mais plutôt la possibilité qu'une batterie de cellules primaires à fonctionnement arrière puisse déverser des produits chimiques nocifs sur les circuits à proximité). Pour les piles rechargeables, la tension minimale de sécurité est beaucoup plus élevée (la décharge des piles en dessous de ce point peut accélérer considérablement l'usure).

Toute différence dans l'efficacité de la conversion élévatrice par rapport à la conversion descendante est susceptible d'être mineure par rapport aux problèmes résultant des connexions de batterie en série ou en parallèle.