Descubrí que es posible pasar de 1.2 a 5 v con el TPS61200 y de 50 mA a 500 mA con el L272, pero ¿qué pasa si se usan juntos? ¿Conservará la vida útil de mi batería?
Digamos que la respuesta es "sí". Digamos que tenía una batería de 1.2V que ahora puede proporcionar 5V, y donde podría proporcionar 50mA, ahora podría proporcionar 500mA, sin reducción en el tiempo de ejecución.
Di que necesito para alimentar mi casa. Necesito aproximadamente 120V y 40A. Luego podría tomar esta pequeña batería, luego conectar en cascada estos "amplificadores de voltaje" y "amplificadores de corriente" hasta que alcance la potencia necesaria. No hay necesidad de la utilidad eléctrica! ¡Solo cambia un par de baterías AAA cada pocos meses!
Claramente, esto sería una violación de la ley de conservación de la energía. La batería solo contiene tanta energía, y nada de lo que nos conectamos (que no contenga energía almacenada) puede permitirnos obtener más energía de ella.
¿Cómo funcionan los convertidores de impulso? Claramente, es posible obtener 5V de una batería de 1.2V, pero ¿cómo?
Recuerde que el voltaje es una fuerza que funciona con la carga eléctrica, como los electrones. Existen máquinas análogas para impulsar los convertidores que funcionan con fuerza mecánica, en lugar de con voltaje (fuerza de carga). Por ejemplo:
- palancas
- conectores
- poleas
- rampas
Si un sistema mecánico no tiene pérdidas, la potencia de entrada (mi trabajo moviendo la manija del gato) debe ser igual a la potencia de salida (aumento del potencial gravitatorio de la cabina elevada). Recuerde (o referencia en Wikipedia ) que la potencia mecánica es el producto de la fuerza y la velocidad:
$$ P = Fv $$
Entonces, si estoy levantando un automóvil con un gato, y el coche se está moviendo a la mitad de velocidad que cuando muevo el mango del gato, la fuerza aplicada al coche debe ser el doble de la que estoy aplicando al mango, De lo contrario, la potencia de entrada y salida no sería igual. Esto sería una ventaja mecánica . Así es como puedo levantar un auto muy pesado con solo fuerza muscular: aplico menos fuerza, pero a una distancia mayor.
Los convertidores Boost (y, de hecho, todas las fuentes de alimentación en modo conmutado) son esencialmente lo mismo. Sin embargo, la energía eléctrica es el producto del voltaje y la corriente:
$$ P = IE $$
Digamos que tengo un convertidor boost que me da 5V de una batería de 1.2V, y mido la corriente de carga (en el lado de 5V) como 50mA, entonces la corriente de la batería debe ser:
$$ \ require {cancel} \ begin {align}
P_ {batería} & = P_ {cargar} \\
I_ {batería} \ cdot E_ {batería} & = I_ {carga} \ cdot E_ {carga} \\
I_ {batería} \ cdot 1.2V & = 50mA \ cdot 5V \\
I_ {batería} & = \ frac {50mA \ cdot 5 \ cancel {V}} {1.2 \ cancel {V}} \\
I_ {batería} & \ approx 208mA
\ end {align}
$$
Esto también funciona en la otra dirección: si un convertidor reductor reduce el voltaje de la batería, entonces se extraerá menos corriente de la batería. O de manera equivalente, si un dispositivo reduce la carga de corriente en la batería, necesariamente debe reducir el voltaje disponible en la carga.