先前買了18650 鋰電池轉 5V USB 供電電池座,多並聯一顆 18650 電池做電子鐘,但嫌兩個電池的電容量還是太小,想串到第三顆,但水壺空間有限,電池座體積有點大很難塞。逛電子零件網拍時看到有種 DC-DC 升壓模組,可將 0.9 ~ 5V 升壓到 5V,附 USB 插孔,一個只要 15 元。

在電路板末端+-接點接上電池,不管是 1.5V 乾電池、1.2V 充電電池還是 3.3V 18650 鋰電池,都能轉成 5V,插上 USB 線便是行動電源,非常方便,最神奇的是只要花一段公車票的錢。

我把原本的 18650 電池座換掉,並聯了三個 18650 電池盒焊上新買的 DC 升壓 USB 板提供電子鐘電源,重新 3D 列印了框架,開心測試。

不料,這個三電池版的續航力並未如預期增加,跟之前的雙電池版差不多,而且我發現一個嚴重問題 - 它會造成 18650 鋰電池過度放電。

之前買的電池座有提供 3V 及 5V 兩種電壓,可插 USB 線充電,並有過充過放保護,電力不足斷電後拆下來的電池大約還有 2V 左右。但三電池版本的 18650 拆下來,電壓只剩 0.6V 左右,呈現過度放電狀態,丟進智慧型充電器還能充,但充電電壓偏低且很快就結束顯示已充飽,取下再裝一次繼續充電看起來就正常,但電池是否受損就需要長期觀察。

總之,我應該不會再用它接充電電池,過度放電可能對鎳氫或鋰電池會造成傷害,如果是可拋式的碳鋅或鹼性電池,倒是可以考慮。

比較一下電池座跟升壓板,前者元件較多,包含電池保護晶片、充電晶片、4.5A DC 升壓轉換晶片、3.3V 電壓調節晶片(有興趣的朋友可以看這篇 Portable Power- 18650 Battery Shield for Raspberry Pi & Arduino 有詳細剖析),後者只有一顆升壓轉換器(Boost IC, E50D)、蕭基二極體(SS14 1A 40V),電感、電阻、SMD 電容跟陶瓷電容各一個,線路非常簡單(有興趣的朋友可以看這篇 0.9升5V固定升压模块改可调 有電路分析甚至還魔改成可調電壓)。而價格部分,在台灣網拍電池座大概一百元,升壓板約 15 塊(淘寶再更便宜一些)。

若撇去電池過放疑慮,升壓板的 CP 值簡直破表,但我遇有一個疑問是,升壓的轉換效能不知如何?會不會有大量的損耗?查到國外有網友做過實測 - Cheap ebay boost module comparison and performances – 5V from one or two batteries,直接看結論:


圖表來源

供電電流愈大,轉換效率愈差,20mA 有 80%,100mA 時剩下 60%,若要用乾電池輸出 200mA,串聯兩顆 3V 效率只有 50%,三顆 4.5V 時可達到 70%。

由於長期使用有過度放電的危險,看來沒法拿來接 Arduino,但串聯三個乾電池或接一個 18650 當成手機緊急行動電源應急,應是很不錯的應用。


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