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배터리 수명 계산기

평균 전류 소비, 듀티 사이클, 자체 방전율, 방전 깊이 차단을 고려하여 IoT 및 휴대용 장치의 배터리 사용시간을 추정합니다.LiPo, 알카라인, NiMH 및 코인셀 배터리에 적합합니다.

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공식

I_{eff} = I_{avg} \cdot \frac{D}{100},\quad t = \frac{C \cdot (1 - SoC_{min}/100)}{I_{eff} + R_{sd}}

참고: Nordic Semiconductor PWR Profiler methodology; Texas Instruments SLUA364

I_effEffective current after duty cycle (mA)
I_avgAverage current draw (mA)
DDuty cycle (%)
CBattery capacity (mAh)
SoC_minCutoff state of charge (%)
R_sdSelf-discharge per hour (mAh/h)

작동 방식

배터리 수명 계산은 이론적인 전기 화학과 실제 전기 공학을 연결하는 전력 시스템 설계의 중요한 측면입니다.기본 원칙에는 사용 가능한 총 충전 용량과 다양한 요인이 배터리 성능을 저하시키는 방식을 이해하는 것이 포함됩니다.자가 방전이란 흔히 간과되는 현상으로, 배터리를 사용하지 않는 상태에서도 내부 화학 반응과 전자 이동으로 인해 충전이 끊어지는 현상입니다.듀티 사이클 개념은 피크 전류 소비가 평균 전류 소비량과 크게 다른 실제 간헐적 장치 작동을 반영합니다.리튬 이온, 납산 및 알카라인 배터리는 뚜렷한 방전 특성을 보이므로 엔지니어는 배터리 화학적 특성을 고려해야 합니다.온도, 부하 프로파일 및 내부 저항은 배터리 사용시간 예측을 더욱 복잡하게 만들기 때문에 전력 효율이 높은 전자 시스템을 설계하려면 정밀한 모델링이 필수적입니다.

계산 예제

10% 듀티 사이클에서 50mA 피크 전류로 무선 센서에 전원을 공급하는 2000mAh 리튬 이온 배터리를 생각해 보십시오.월간 자체 방전율은 3% 입니다.예상 사용시간을 계산하세요.피크 전류: 50mA.듀티 사이클: 10%.평균 전류 계산: 50mA × 0.1 = 5mA.월별 자체 방전: 3%.시간당 월간 자체 방전: 3% ÷ 720시간 = 0.0042mA.런타임 계산: (2000mAh × 0.9) ÷ (5mA + 0.0042mA) = 323시간 또는 약 13.5일의 연속 작동.

실용적인 팁

  • 특정 배터리 로트의 실제 자체 방전율을 항상 측정하십시오.
  • 제조업체의 데이터시트를 사용하여 정확한 배터리 특성을 확인하십시오.
  • 배터리 성능에 미치는 온도 영향 고려

흔한 실수

  • 장기 배터리 수명 추정치에서 자체 방전율 무시
  • 비선형 배터리 화학에 대한 선형 방전 곡선 가정
  • 런타임 계산에 평균 전류 대신 피크 전류 사용

자주 묻는 질문

온도가 낮아지면 배터리 용량이 감소하고 내부 저항이 증가합니다.온도가 높을수록 자체 방전이 가속화되고 배터리 화학 성능이 더 빨리 저하될 수 있습니다.
듀티 사이클은 특정 작동 기간 동안 장치가 활발하게 전력을 소비하는 시간과 저전력 또는 유휴 상태에 있는 시간의 백분율을 나타냅니다.
차단 백분율은 배터리의 화학 구조를 영구적으로 손상시킬 수 있는 완전 방전을 방지하고 사용 가능한 용량을 줄여 배터리 수명을 연장합니다.
계산기는 합리적인 추정치를 제공하지만 실제 상황을 완벽하게 예측할 수는 없습니다.실제 배터리 수명은 온도, 부하 변화, 배터리 수명에 따라 달라집니다.
아니요, 자체 방전율은 배터리 화학 물질에 따라 크게 다릅니다.리튬 이온 배터리는 일반적으로 납축전지 또는 알카라인 배터리에 비해 자체 방전율이 낮습니다.

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