איך לבחור סוללות? איך לחשב זמן חיים של סוללה?

נניח שאנו צריכים 4.5 עד 5.5 וולט להפעלת מעגל מיקרו מעבד.

• ברור שקיימת אפשרות להשתמש בספק המתחבר לרשת החשמל [AC ל DC ] אבל לפעמים נחוצה ניידות ולכן נרצה להפעיל מסוללות.

• פיתרון אפשרי הוא שימוש ב – 3 סוללות AA בטור – סה"כ 4.5V . החיסרון: המתח המקסימלי שלנו קרוב למתח מינימום של המעגל ולכן פריקה חלקית ביותר של הסוללות תגרום לנו לקבל מתח מתחת לנדרש.

• פיתרון אחר הוא להשתמש בסוללה מרובעת של 9V.
  החיסרון שצריך להפיל את עודף המתח על מייצב וזה אומר בזבוז הספק.
  אומנם אם הזרם קטן מאוד הבזבוז גם קטן אבל גם לרכיב הייצוב עצמו צריכת זרם משלו ולכן אנו מפסידים פה הספק.
  המקרה שהזרם הנצרך משמעותי – נניח מעל ל 200mA כבר הגיוני להשתמש בממיר DC – DC, הממיר אומנם צורך זרם לפעולתו אבל היתרון הוא שהספק המוצא קטן רק במקצת מההספק שנכנס [הנצילות אינה 100%] .
  
  
• ממיר DC DC בוסט ממיר זה מעלה את המתח למתח הנדרש כך שניתן במקרים רבים לפרוק את הסוללה עד למתח נמוך יותר מאשר בחיבור ישיר לעומס. חיסרון גודלו של הממיר, מחירו ולעיתים נצילות לא גבוהה.
  

מהנאמר אנו מבינים שכדאי להשתמש במתח הסוללות ללא המרה או מייצב, כי כך בד"כ ננצל טוב יותר את הסוללה.

הזנה ללא ממיר יכולה להיות מיושמת
אם מתאפשר לנו לבחור מעבד [וגם את שאר הרכיבים] בתחום מתחי עבודה רחב יותר.
זה אפשרי לדוגמא עם : AT89C2051 או ATMEGA8

זרם פיק

נתון נוסף חשוב בבחירת סוללה זהו זרם מקסימלי נדרש [זרם פיק]
לסוללות קטנות התנגדות פנימית גבוהה יותר ולכן זרם זה יהיה מוגבל ביותר.

קיבולת הסוללה

קיבולת [capacity] של סוללה ביחידות mAH.
מדד זה אומר לנו כמה שעות תהיה מסוגלת לספק הסוללה זרם של mA אחד.
לדוגמא סוללה בעלת קיבולת של 600mAH
תספק 600 שעות של 1mA
או 60 שעות של 10mA
לפעמים גם 1A במשך 0.6 שעה.
הבעיה עם המקרה האחרון היא שהסוללה לא בהכרח מסוגלת לספק אמפר שלם.

מרבית העומסים אינם צורכים זרם קבוע ולכן פריקת הסוללה לא תהיה אחידה.
דוגמאות:
– מגבר שמע צורך זרם משתנה שהולך וגדל עם העוצמה של הצליל [גם בזמן המחזור הזרם משתנה].
– מנועי DC יצרכו יותר זרם אם נעמיס אותם בעומס מכאני גדול יותר.
לדוגמה מנוע DC עם גיר מרים 200 גרם לגובה של מטר ב- 10 שניות, יצרוך פחות זרם ממנוע שמרים 800 גרם באותו קצב.

כדי לפשט חישובים של צריכת זרם מחשבים לעיתים צריכת זרם ממוצעת.

על חישוב זמן חיי הסוללה ראו פה

עם פריקת הסוללה המתח שהיא מספקת יורד וההתנגדות הפנימית שלה עולה.
כשהמתח יורד בד"כ ירד גם הזרם.
מכאן שקשה להפיק מסוללה את הקיבולת הנקובה.
הבעיה קשה יותר ככל שהזרם הנצרך גדול יותר.
לדגמא: סוללה של 600mAH מסוימת מאפשרת ניצול של 92% מהקיבולת בצריכה של 40mA אבל רק 72% מהקיבולת בזרם של 300mA .

לכל טכנולוגיה של סוללה מאפיינים משלה ועקום מתח על ציר הזמן שונה.
עקומה זו עשויה להשתנות עם העומס.

בנוסף, סוללה חלשה שתחשב ריקה לגמרי לצורך הפעלת נורת הולוגן [2A], עשויה לשמש זמן עבודה רב, מעגל הצורך 5mA