При наличии двух батарей устройство, исходя из напряжения, измеренного на их полюсах, выбирает ту, которая будет подключена к нагрузке. Его также можно использовать для коммутации источников питания постоянного тока.
Растущий спрос на портативные устройства, способные работать там, где нет электросети или где ее использование неудобно, быстро повышает интерес к батареям для электронных устройств, обеспечивающим максимальную плотность энергии, то есть наилучшее соотношение емкости и занимаемого объема. Когда у нас нет батареи, подходящей для нашего приложения, мы часто испытываем искушение соединить параллельно две батареи с одинаковым номинальным напряжением. Однако это решение не идеально, поскольку, хотя в начале оно и может работать, оно не гарантирует ни равномерного распределения мощности, ни длительного срока службы батарей, ни даже надежности, особенно если соединенные параллельно батареи имеют разную емкость.
На самом деле, электротехника учит нас, что параллельное соединение двух идеальных генераторов с разным напряжением неосуществимо, поскольку при нулевом внутреннем сопротивлении генератор с более высоким напряжением будет отдавать бесконечный ток в генератор с более низким напряжением. Но даже если генераторы реальные, генератор с более высоким напряжением отдает часть своего тока тому, у которого напряжение ниже. Давайте проясним концепцию с помощью Рисунка 1. Предположим, у нас есть источник напряжения V1 12.4 В (внутреннее сопротивление которого равно RI1) и источник V2 с напряжением 12.8 В. Установим внутреннее сопротивление второго (RI2) равным сопротивлению RI1 и равным 5 мОм. Эти генераторы будут питать нагрузку RL = 4 Ом, которая, соответственно, будет поглощать ток порядка 3 А.
 | |
| Рисунок 1. | Генераторы с нагрузкой. |
Однако даже без нагрузки (как показано на Рисунке 2) мы уже можем заметить, что источник V2 будет подавать в V1 ток:
Поэтому значительная часть энергии теряется на внутренних резисторах генераторов, которые рассеивают мощность, равную:
тогда как в нагрузку поступает порядка 36 Вт, что означает потери примерно 30%.
 | |
| Рисунок 2. | Генераторы без нагрузки. |
В случае, если эти генераторы являются аккумуляторными батареями, батарея с более высоким напряжением будет немного подзаряжать батарею с более низким напряжением, пока напряжения не выровняются. Однако процесс подзарядки происходит в условиях, сильно отличающихся от тех, которые указаны производителем батареи. В предыдущем примере, хотя и в течение очень короткого промежутка времени (несколько секунд или даже меньше), батарея заряжается током примерно в 20 раз большим, чем тот, который должен подаваться при нормальных условиях работы. Аналогично, более заряженная батарея в течение того же короткого промежутка времени будет испытывать нагрузку в 40 А!
Два условия, которых следует избегать любой ценой, чтобы обеспечить батарее долгую жизнь. Кроме того, как в случае батарей, так и в случае источников питания со ступенчатой регулировкой, небезопасно допускать протекание таких больших токов, в 10-20 раз превышающих номинальные.
Итак, становится ясно, что проблема параллельного соединения батарей нетривиальна. Первое, что приходит на ум для решения этой проблемы, – использование двух диодов, как показано на Рисунке 3. Таким образом, батарея с более высоким напряжением будет питать нагрузку RL до тех пор, пока она не разрядится и не достигнет уровня батареи с более низким напряжением, после чего последняя начнет подавать ток. В случае равных напряжений, например при одинаковых падениях напряжений на двух элементах цепи, обе батареи будут подавать ток параллельно. На первый взгляд, теперь все работает нормально; больших токов нет, даже если разница между V1 и V2 значительна, а различие между RI1 и RI2 очень мало.
 | |
| Рисунок 3. | Параллельное соединение генераторов с использованием диодов. |
Однако проблема заключается в падении напряжения на диодах, составляющем 0.6–0.7 В для диодов c p-n переходом и 0.2–0.3 В для диодов Шоттки. К падению напряжения на переходе необходимо добавить падения напряжений на объемных сопротивлениях диодов, которые у мощных диодов, способных выдерживать токи 5–10 А, в сумме нередко дают падение напряжения более 1.1–1.2 В.
По этой причине нагрузка RL будет получать более низкое напряжение, чем выдают генераторы, и мощность, пропорциональная напряжению, будет рассеиваться в диодах. Предположим, что токи обоих генераторов равны, и, используя значения из предыдущего примера, мы получим мощность PD, рассеиваемую на каждом диоде, примерно равную
где VD – падение напряжения на диоде.
Если теперь нагрузка питается напряжением
V1 = V2 = 12 В,
она получает
VL = V – VD = 11 В,
а мощность на ней составляет порядка 30 Вт. Поскольку потери составляют около 4 Вт, КПД системы, показанной на Рисунке 3, будет близок к 87%. Для обеспечения низких потерь при коммутации необходимо искать альтернативные решения, например, описанное на этих страницах.