Primero, indicar el fondo en función del dispositivo que ahora se muestra en la pregunta:
El cargador de emergencia que se muestra está diseñado para proporcionar 5 voltios a 500 mA, desde 2 celdas AA.
No queda claro solo en la foto del dispositivo, y sin las especificaciones proporcionadas, si el dispositivo utiliza las baterías en serie ( no funcionará con una sola celda insertada ), o en paralelo como la pregunta implica ( funcionará incluso con una sola celda insertada ).
El circuito interior sería un convertidor elevador, que genera 5 voltios desde una entrada de 1 a 3 voltios. La eficiencia típica del convertidor elevador es de 75 a 90 por ciento, dependiendo del diseño y la selección de componentes.
Asunciones:
- 85% de eficiencia del convertidor boost para cálculos
-
Eneloop HR-3UTGA Células AA recargables NiMH
- El dispositivo utiliza las celdas AA en paralelo (los cálculos de serie también se incluyen)
Output power: 500 mA @ 5 Volts = V x I = 2.5 Watts
Required input power: 2.5 / 0.85 = 2.941 Watts (at 85% efficiency)
Required min current: 2.45 Amperes (P / V, fully charged NiMh 1.2 Volt battery)
Required max current: 2.94 Amperes (with depleted battery, at 1 Volt)
Suponga una división aproximadamente igual del dibujo actual ...
Min current from each: 1.225 Amperes
Max current from each: 1.47 Amperes
Actual capacity: ~ 1800 mAh per AA (Discharge graph in datasheet, between 1 and 2 A)
Capacity of 2xAA: ~ 3600 mAh
Time to Discharge: Capacity / Input Power = 3600 / 2941 = ~1.224 hours
Por lo tanto, incluso en condiciones optimistas, se espera que el cargador ofrezca menos de 1 hora y 14 minutos de potencia , a partir de los cálculos anteriores. En realidad, la corriente consumida aumentaría a medida que caiga el voltaje, lo que causaría un agotamiento más rápido. Además, cualquiera que sea la celda que tenga menor resistencia interna debido a las diferencias de fabricación y ciclo de vida, se descargaría primero, y la segunda se agotaría más rápidamente.
Por lo tanto, la hora de operación observada no es inesperada.
Ahora, si las baterías se conectaron en serie, como es posible, los siguientes cálculos cambian, el resto sigue siendo el anterior:
Required min current: 1.226 Amperes (fully charged, 2 x 1.2 = 2.4 Volts)
Required max current: 1.47 Amperes (with depleted battery, 2 x 1 Volt)
Actual capacity: ~ 1800 mAh per AA (Discharge graph in datasheet, between 1 and 2 A)
Capacity of 2xAA: ~ 3600 mAh
Time to Discharge: Capacity / Input Power = 3600 / 2941 = ~1.224 hours
Por lo tanto, el tiempo de operación sería aproximadamente el mismo, pero la operación con una sola batería no sería una opción.
Notas adicionales :
- La eficiencia del convertidor de refuerzo típico se reduce con el aumento del espacio entre la tensión de entrada y la de salida. Esto afecta tanto al agotamiento más rápido hacia el final de la carga de la batería como a la menor eficiencia para una disposición de batería paralela.
- Por lo tanto, de manera realista, la opción de batería paralela probablemente dure mucho menos que con las baterías en serie.
-
La razón probable por la que el dispositivo se calienta más con celdas recargables que con celdas estándar de 1.5 voltios, es porque la tensión más baja causa mayores pérdidas de eficiencia. Estas pérdidas generalmente se disipan como calor en los dispositivos electrónicos.
