¿Cuál tiene mejor eficiencia: regulador de voltaje de conmutación elevador o reductor?

Tengo un circuito de batería de litio que convierte 4.2V (dos celdas de 4.2V en paralelo) a 5V. Otra opción es usar un convertidor reductor de 8.4V (dos celdas de 4.2V en serie) a 5V. Considerando que los dos circuitos citados están bien implementados, ¿qué opción sería más eficiente en términos de disipación de potencia?

Estoy buscando alguna regla general como "reducir siempre es preferible a subir" o "importa la diferencia de voltaje absoluta", etc.

Los convertidores Boost suelen ser menos eficientes que los convertidores Buck, pero no mucho. La razón fundamental tiene que ver con la corriente del inductor que fluye directamente a tierra durante el tiempo de encendido, en lugar de a través de la carga, como lo hace en los convertidores Buck. Hay un artículo de EE-Times que menciona esto: descifrar las pérdidas de energía en el cambio de convertidores de impulso

En general, sin embargo, dado que la corriente del inductor fluye a tierra durante el tiempo de encendido, solo una fracción (tiempo de apagado / relación de período) fluye a la salida, como lo ilustran las corrientes de pulso en la Figura 2 (esta es la razón por la cual los convertidores de impulso son generalmente menos energía eficiente que los convertidores de dinero)

Dado que las diferencias de eficiencia no son significativas, probablemente sea mejor que usted decida sobre criterios adicionales en lugar de la eficiencia del regulador solo, que incluyen:

• Complejidad del cargador (una sola celda es más simple).
• Costo
• Talla
• Las células en serie estarán limitadas por su célula más débil.
• Las células en paralelo tienden a cargarse entre sí, y hay un impacto de eficiencia debido al proceso químico.
• Pérdidas debido a una mayor corriente de entrada con voltajes más bajos (celdas paralelas).

Las baterías a menudo no son muy aficionadas a ser cableadas directamente en paralelo, ya que cualquier desajuste en el voltaje de circuito abierto dará como resultado una corriente de alimentación de batería de mayor voltaje en la más débil. Si uno está usando baterías recargables y los estados de carga están lo suficientemente cerca, esto simplemente puede provocar que las baterías intenten igualarse entre sí. Sin embargo, cuando se usan baterías de celda primaria, o si los estados de carga no son particularmente cercanos, este flujo de corriente puede ser perjudicial para ambas baterías.

El cableado de las baterías en serie es a menudo más seguro, siempre que la corriente se corte antes de que el voltaje de la batería caiga por debajo de su nivel mínimo de seguridad. Para las baterías de celda primaria, el nivel mínimo de seguridad es de aproximadamente cero voltios (la preocupación no es el "daño" a una batería muerta e inútil, sino la posibilidad de que una batería de celda primaria de retroceso pueda descargar productos químicos nocivos en los circuitos cercanos). Para las baterías recargables, el voltaje mínimo seguro es mucho más alto (el agotamiento de las baterías por debajo de ese punto puede acelerar en gran medida el desgaste).

Cualquier diferencia en la eficiencia de la conversión ascendente frente a la conversión descendente tiende a ser menor en comparación con los problemas derivados de las conexiones de batería en serie o en paralelo.