Калькулятор времени работы батареи

Для простой нагрузки постоянного тока срок службы батареи в часах равен емкости в миллиампер-часах (мАч), разделенной на ток нагрузки в миллиамперах (мА). Элемент емкостью 3000 мАч, обеспечивающий ток 150 мА, в идеале работает около 20 часов до разрядки.

Реальное время работы короче — провалы напряжения, температура, возраст и схемы отключения останавливают устройства при нулевом напряжении. Пики тока выше среднего (всплески Wi-Fi, двигатели) снижают эффективную мощность по сравнению с постоянной стендовой нагрузкой.

Пример: 2500 мАч при среднем токе 500 мА → номинальное время работы 5 часов. При токе 50 мА для маломощного сенсорного узла → около 50 часов. Размер восходящего тока для пикового тока, а не только для среднего.

На литий-ионных аккумуляторах для телефонов указано значение мАч при номинальном напряжении элемента — фактическое полезное значение мАч падает по мере старения элемента и после сотен циклов зарядки. Запланируйте 80–90 % мощности этикеток для многолетних проектов.

Пики имеют значение: устройство, которое в среднем выдает ток 150 мА, но резко возрастает до 800 мА во время радиопередачи, может выйти из строя при источнике питания, рассчитанном только на средний показатель. Добавьте объемную емкость или запас к номиналу регулятора.

Рабочий пример со значениями по умолчанию: емкость 3000 мАч ÷ потребление 150 мА = номинал 20 часов. Удвоение тока до 300 мА сокращает время работы вдвое до 10 часов — для этой идеальной модели зависимость линейная.

Устройствам с рабочим циклом нужен средневзвешенный ток, а не только пиковый. Датчик Wi-Fi, потребляющий ток 150 мА в течение 2 секунд каждые 60 секунд, в среднем составляет примерно 5 мА — гораздо большее время работы, чем можно было бы предсказать, если бы вы выбрали всплеск мощности 3000 мАч ÷ 150 мА. Пакетный сигнал Wi-Fi при токе 150 мА в течение 2 с каждые 60 с в среднем составляет ~5 мА — линейное значение 3000 ÷ 150 завышает срок службы, если не моделировать рабочий цикл.

Закон Пейкерта (для свинцово-кислотных аккумуляторов) и кривые разряда лития означают, что номинальные значения мАч предполагают определенный уровень C. Подача тока 3000 мА от телефонного аккумулятора емкостью 3000 мАч (1С) часто занимает менее одного часа; при токе 150 мА (0,05°С) вы можете немного превысить линейную оценку. Потребление 1C из элемента емкостью 3000 мАч часто заканчивается менее чем за час — 150 мА при 0,05C может немного превышать идеальную линейную оценку.

Параллельные идентичные элементы добавляют мАч, а последовательные — напряжение. Две ячейки емкостью 3000 мАч, подключенные параллельно при одинаковом напряжении, по-прежнему обеспечивают нагрузку 150 мА, но разделяют ее — каждая ячейка выдерживает ~75 мА, что продлевает срок службы по сравнению с одной ячейкой, работающей на полную мощность. Параллельные элементы емкостью 3000 мАч разделяют нагрузку 150 мА (~75 мА каждый) — последовательное добавление напряжения, а не часов работы при одном и том же токе.