バッテリー寿命計算ツール
平均消費電流、デューティサイクル、自己放電率、および放電深度カットオフを考慮して、IoT およびポータブルデバイスのバッテリー稼働時間を推定します。LiPo、アルカリ、NiMH、コイン電池に適しています。
公式
I_{eff} = I_{avg} \cdot \frac{D}{100},\quad t = \frac{C \cdot (1 - SoC_{min}/100)}{I_{eff} + R_{sd}}
参考: Nordic Semiconductor PWR Profiler methodology; Texas Instruments SLUA364
仕組み
バッテリ寿命の計算は電力システム設計の重要な側面であり、理論的な電気化学と実際の電気工学をつなぐ役割を果たします。基本的な原則は、利用可能な合計充電容量と、さまざまな要因がバッテリーの性能をどのように低下させるかを理解することです。自己放電は、内部化学反応と電子移動によってバッテリーがアクティブに使用されていないときでも電荷が失われるという、見過ごされがちな現象です。デューティ・サイクルの概念は、ピーク電流消費が平均消費電流と大きく異なる現実世界の断続的なデバイス動作を反映しています。リチウムイオン、鉛蓄電池、アルカリ電池は放電特性が異なるため、エンジニアは電池の化学的特性を考慮する必要があります。温度、負荷プロファイル、内部抵抗によってバッテリのランタイム予測がさらに複雑になるため、電力効率の高い電子システムの設計には正確なモデリングが不可欠です。
計算例
実践的なヒント
- ✓特定のバッテリーロットの実際の自己放電率を常に測定してください
- ✓正確なバッテリー特性については、メーカーのデータシートを使用してください
- ✓バッテリー性能に対する温度の影響を考慮してください
よくある間違い
- ✗長期間のバッテリ寿命推定における自己放電率の軽視
- ✗非線形電池の化学的性質の線形放電曲線を想定
- ✗ランタイム計算に平均電流の代わりにピーク電流を使用する
よくある質問
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