ขณะนี้มีแล็ปท็อปที่ใช้แหล่งจ่ายไฟภายนอกที่มีระดับ 19 โวลต์ นั่นไม่ใช่สิ่งที่เหมาะสมหลายอย่าง จิ๊กซอร์ฉันมาก
นี่ไม่ใช่คำถามการออกแบบตามที่วางไว้ แต่มีความเกี่ยวข้องกับการออกแบบระบบชาร์จแบตเตอรี่
สรุป:
แรงดันไฟฟ้านั้นมากกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ชาร์จเต็มแล้วของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเล็กน้อยซึ่งเป็นชนิดที่ใช้ในแล็ปท็อปสมัยใหม่เกือบทุกรุ่น
แล็ปท็อปส่วนใหญ่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
19 V มีแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมสำหรับใช้ในการชาร์จเซลล์ลิเธียมไอออนสูงถึง 4 x ในซีรีส์โดยใช้ตัวแปลงบั๊กเพื่อปล่อยแรงดันไฟฟ้าส่วนเกินอย่างมีประสิทธิภาพ
สามารถรองรับการผสมผสานระหว่างอนุกรมและเซลล์คู่ขนาน
แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า 19 V เล็กน้อยสามารถใช้ แต่ 19 V เป็นแรงดันไฟฟ้ามาตรฐานที่มีประโยชน์ซึ่งจะตอบสนองเหตุการณ์ส่วนใหญ่
แล็ปท็อปสมัยใหม่เกือบทั้งหมดใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (LiIon) แบตเตอรี่แต่ละก้อนประกอบด้วยเซลล์ LiIon อย่างน้อยหนึ่งชุดใน 'สตริง' และอาจประกอบด้วยจำนวนรวมกันของสายอนุกรมหลายชุด
เซลล์ลิเธียมไอออนมีแรงดันการชาร์จสูงสุด 4.2 V (4.3 V สำหรับความกล้าหาญและความโง่เขลา) ในการชาร์จเซลล์ 4.2 V อย่างน้อยก็ต้องการแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเพื่อให้“ headroom” บางส่วนเพื่อให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุมการประจุทำงาน อย่างน้อยที่สุดประมาณ 0.1 V อาจทำได้ แต่โดยปกติแล้วอย่างน้อย 0.5 V จะมีประโยชน์และอาจใช้มากกว่านี้
หนึ่งเซลล์ = 4.2 V
สองเซลล์ = 8.4 V
สามเซลล์ = 12.6 V
สี่เซลล์ = 16.8 V
ห้าเซลล์ = 21 V
เป็นเรื่องปกติที่เครื่องชาร์จจะใช้แหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์ (SMPS) เพื่อแปลงแรงดันไฟฟ้าที่มีให้เป็นแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ SMPS สามารถเป็นตัวเพิ่มการแปลง (ขั้นตอนแรงดันขึ้น) หรือตัวแปลงบั๊ก (ลดระดับขั้นตอนลง) หรือสลับจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งตามต้องการ ในหลายกรณีตัวแปลงบั๊กสามารถทำให้มีประสิทธิภาพมากกว่าตัวแปลงเพิ่ม ในกรณีนี้ใช้ตัวแปลงบั๊กมันเป็นไปได้ที่จะเรียกเก็บเงินสูงสุดถึง 4 เซลล์ในซีรีส์
ฉันเคยเห็นแบตเตอรี่แล็ปท็อปพร้อม
3 เซลล์ในซีรีย์ (3S),
4 เซลล์ในซีรีส์ (4S),
6 เซลล์ใน 2 สตริงขนานของ 3 (2P3S),
8 เซลล์ใน 2 สายอักขระแบบขนาน 4 (2P4S)
และด้วยแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าที่ 19 โวลต์มันจะเป็นไปได้ที่จะคิดค่า 1, 2, 3 หรือ 4 เซลล์ LiIon ในอนุกรมและจำนวนของสตริงขนานเหล่านี้
สำหรับเซลล์ที่ 16.8 V ออกจากห้องหัวของ (19−16.8) = 2.4 โวลต์สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ สิ่งเหล่านี้ส่วนใหญ่ไม่ต้องการและความแตกต่างจะได้รับการรองรับโดยตัวแปลงบั๊กซึ่งทำหน้าที่เป็น "กล่องเกียร์อิเล็กทรอนิกส์" รับพลังงานที่แรงดันหนึ่งและส่งออกที่แรงดันไฟฟ้าต่ำและกระแสที่สูงขึ้นอย่างเหมาะสม
เมื่อพูดถึง 0.7 V ของ headroom มันจะเป็นไปได้ที่จะใช้ 16.8 V + 0.5 V = 17.5 V จากแหล่งจ่ายไฟ แต่การใช้ 19 V ช่วยให้มั่นใจได้ว่ามีเพียงพอสำหรับเหตุการณ์ที่ไม่คาดคิดและส่วนเกินจะไม่สูญเปล่า แรงดันไฟฟ้าลงตามที่ต้องการ แรงดันตกนอกเหนือจากในแบตเตอรี่สามารถเกิดขึ้นได้ในสวิตช์ SMPS (โดยปกติจะเป็นMOSFET ), ไดโอด SMPS (หรือวงจรเรียงกระแสแบบซิงโครนัส), การเดินสายไฟ, ตัวเชื่อมต่อ, องค์ประกอบความรู้สึกกระแสต้านทานและวงจรป้องกัน การหยดน้ำน้อยที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อลดการสิ้นเปลืองพลังงาน
เมื่อเซลล์ลิเธียมไอออนใกล้กับประจุจนเต็มแล้วแรงดันไฟฟ้าของเทอร์มินัลจะอยู่ที่ประมาณ 3 โวลต์ต่ำเพียงใดที่พวกเขาได้รับอนุญาตให้คายประจุได้ขึ้นอยู่กับการพิจารณาทางเทคนิคที่เกี่ยวข้องกับอายุขัยและความจุ ที่ 3 V / เซลล์ 1/2/3/4 เซลล์มีแรงดันไฟฟ้าเทอร์มินัล 3/6/9/12 โวลต์ ตัวแปลงบัครองรับแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงนี้เพื่อรักษาประสิทธิภาพการชาร์จ การออกแบบตัวแปลงบั๊กที่ดีนั้นมีประสิทธิภาพเกิน 95% และในแอพพลิเคชั่นประเภทนี้ไม่ควรมีประสิทธิภาพต่ำกว่า 90% (แม้ว่าบางอันอาจจะเป็น)
ฉันเพิ่งเปลี่ยนแบตเตอรี่ netbook เป็น 4 เซลล์ด้วยรุ่นความจุที่เพิ่มขึ้นเป็น 6 เซลล์ รุ่น 4 เซลล์ดำเนินการในการกำหนดค่า 4S และรุ่น 6 เซลล์ใน 2P3S แม้จะมีแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าของแบตเตอรี่ใหม่ แต่วงจรการชาร์จก็สามารถรองรับการเปลี่ยนแปลงได้ การเปลี่ยนแปลงแบบนี้ในระบบที่ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อรองรับแบตเตอรี่แรงดันไฟฟ้าต่ำอาจส่งผลเสียต่อสุขภาพของแบตเตอรี่อุปกรณ์และผู้ใช้