¿Por qué no aparece el voltaje en el cálculo de la duración de la batería?

No aparece en su ecuación porque esta ecuación supone que está usando la batería a su voltaje de salida durante todo el uso sin conversión.

Este no es el caso aquí, porque estás usando un convertidor reductor. Entonces, para construir la ecuación correcta usted:

• get Vavgbat : el voltaje promedio de la batería durante todo el ciclo de descarga: el gráfico de descarga de la hoja de datos de la batería muestra que es alrededor de 3.6 V para las corrientes bajas, como la que usa.
• get Iavgbat : la corriente que extraerás de la batería, en promedio, durante todo el ciclo. Es no la corriente que utiliza en la salida del convertidor DC-DC (creo que es donde se perdió algo, creo). Si decimos que la corriente de salida del convertidor es Iout , entonces Iavgbat = ( Iout * Vout / Vavgbat ) / eficiencia ( eficiencia es la eficiencia del convertidor DC-DC, generalmente alrededor del 80-90%, consulte la hoja de datos).
• luego aplica el foro que mencionaste: tiempo = capacidad / Iavgbat .

Entonces tienes: $$ tiempo = \ frac {capacidad} {Iout \ frac {Vout} {Vavgbat}} eficiencia $$

Ahora, puedes ver el voltaje de salida en la fórmula.

Entonces, si capacidad = 3.4Ah, Iout = 400µA y eficiencia = 85%, tenemos:

• tiempo = 8670 horas (aproximadamente un año) para una salida de 3V
• tiempo = 14450 horas (más de un año y medio) para una salida de 1.8V

Una cosa más : dados los grandes tiempos resultantes, creo que debe tener en cuenta la autodescarga de las baterías (o la corriente de fuga), que puede ser importante. Desafortunadamente, no lo vi mencionado en la hoja de datos de las baterías.

Detalles adicionales : ¿Dónde está Iavgbat = ( Iout * Vout / Vavgbat ) / la eficacia viene de la fórmula?

Viene del hecho de que un convertidor DC-DC, a diferencia de un regulador lineal, es capaz de emitir (casi) tanta potencia como extrae de su entrada. Entonces Pin = Pout / eficiencia . Si decimos Pin = Vavgbat * Iavgbat y Pout = Vout * Iout , podemos obtener la fórmula anterior.

Por el contrario, con un regulador lineal, el voltaje se reduce sin ninguna consecuencia en la corriente de entrada / salida. Así que Iavgbat sería igual a Iout (sin tener en cuenta la corriente de reposo), que fue su suposición inicial (inexacta).

  

Mi pregunta es, ¿por qué el voltaje no aparece en ninguna parte del cálculo de la duración de la batería?

Porque a tu cálculo le falta un aspecto.

Puedes usar dos tipos de reguladores de voltaje:

• lineal o
• modo de cambio descendente.

Ahora, con lineal, la energía por carga (= definición física de voltaje) que es "demasiado" se convierte en calor (y, posteriormente, se pierde).

Entonces, la corriente que entra en el regulador lineal es más o menos la misma que la corriente utilizada en la salida regulada. La potencia que ingresa al regulador es más alta que la que sale de ella, porque la corriente es la misma, pero el voltaje es más bajo.

Con los convertidores de modo de conmutación, la energía del lado de "entrada" se almacena, generalmente en un campo magnético dentro de una bobina (pero para sus potencias bajas, los ICs reguladores de voltaje de capacitancia conmutados baratos y pequeños también podrían tener sentido, también donde la energía se almacena solo dentro de un campo eléctrico).

Entonces, solo la cantidad de voltaje se "genera" a partir de la energía almacenada según se requiera.

Eso significa que el poder que entra en el regulador es el mismo que el poder que sale (aparte de la eficiencia que no es del 100%), lo que implica que si, por ejemplo, la mitad del voltaje en su regulador, ¡su regulador solo consume la mitad de la corriente que suministra!

Ahora, la pregunta es, si todos sus módulos admiten un amplio rango de voltaje de entrada, significa que todos tienen reguladores de suministro integrados. Ahora, si estos son lineales, es probable que tenga razón al usar un convertidor reductor de modo conmutado para aumentar la eficiencia. Si estos módulos contienen fuentes de alimentación de modo conmutado, no debería usar su propio regulador, es muy probable que la cascada de reguladores sea menos eficiente que la integrada solo.

Independientemente de la eficiencia del convertidor (o suponiendo un 100%), el voltaje de la batería se está utilizando para calcular la capacidad (mah) de la batería. Más correctamente, la caída de voltaje utilizable , 1.4v ( 4.2v - 2.8v).

En su uso particular, su caída de voltaje es de solo 1.2v (4.2 - 3.0) y la eficiencia real puede ser del 90%, ambos tienden a reducir la duración del tiempo. Sin embargo, su corriente promedio es de solo 400 uA, lo que tiende a aumentar el tiempo, por lo que su respuesta de alrededor de un año parece correcta.