刘晓凡
摘 要:电池的寿命长短不是由总使用时间,而是由充放电次数来决定的。始终将电池装到笔记本上而不取下来,那么即使关闭机器并取下AC电源以后,电池也不会像所想像的那样一直保持充满电时的状态。笔记本电脑电池由于在电池中集成了控制电路,因此即使是在关闭电脑电源的时候也在耗电。由于一接上AC电源,电池就会开始充电,每当打开或关闭电源时,电池就会反复地充电和放电,影响电池寿命。
关键词:笔记本电脑;电池;充电时间;使用寿命;延长
进入了新世纪,电子产品越来越多地走进人们的生活。笔记本电脑以它小巧的外形,方便携带等优点获得了人们的青睐。但是在享受它带来的便捷的同时,我们也发现了它的一些问题,比如我们把笔记本放桌子上,充上电,很少真正长时间使 用电池,但不知不觉中电池的容量却在不断的降低,一块上千元的电池,还没真正派上用 场,就已在日常的使用中丧失了应有的容量,寿命自然也缩短了。
这引发了我们对笔记本充电原理的研究。经过查阅资料,我知道了:电池的寿命主要 取决于充放电的次数。我们平时使用笔记本电脑,基本上并不缺少外部电源,只是经常挪 动笔记本的位置,由于不能及时接上外接电源,需要短时间使用电池,才造成过多的电池 充放电机会。
因此我设想:是否可以将电池分为两块呢?一块是应付短暂断电的便宜的短时电池,一块是在没有外接电源时长时间供电的长时电池。通过合理的自动控制,使得频繁的充放 电只针对短时电池,长时电池不必频繁充放电,从而提高了长时电池的使用寿命。短时电 池由于容量低,价格会便宜很多,即使经常充放电,寿命缩短,需要更换,从经济和环 保角度看,也是合理的。
一、笔记本电脑充电原理研究和改进设计
1、目前笔记本电脑充电原理
当笔记本电脑连接外部电源时,外部电源不仅为笔记本提供工作电源,如果此时电池未充满,外部电源同时给电池充电,直至检测电路测得电池充满,由控制电 路切断电池的充电电路。
只要外部电源可以供电,按照事先设定的阈值,每当电池的容量低于阈值时,外部电 源对电池充电,因而大大降低了电池的寿命。
2、建议改进的笔记本电脑充电原理
图二:改进的笔记本电脑电池充电原理
如图二所示,将笔记本电池分为短时(Es)和长时(El)电池,平时有外接电源时,只连接 Es,只有当没有外接电源并且 Es 不足时,才启动 El。由于 El 较少机会连接进电路,避免 了频繁的充放电,从而提高了长时电池(El)的使用寿命。
控制电路 A 和电路控制 B 可以通过检测电路获知有无外接电源、短时电池和长时电 源的容量信息等,从而决定是否将长时电池从电路中断开或接进电路。
有外接电源 +短时 /长时电池容量未达设定阈值 →充电短时 /长时电池
有外接电源 +长时电池容量达到设定阈值 →仅接入短时电池,断开长时电池
无外接电源 +短时电池容量不足 →接入长时电池,同时断开短时电池
二、经济效益分析(研究价值,应用前景,研究的不足)
电池的使用寿命主要指标为充放电次数,目前市场上的笔记本电脑电池寿命(以 Lenovo 或 IBM ThinkPad系列笔记本为例,下同)在 500次左右,而我们每一次的插拔电源,基本上都是对接在电路里的电池的一次充放电。假设我们一天平均插拔电源 1.5次,一块 电源的使用寿命也就一年左右。
电池的容量跟所配置的电池芯数相关,芯数越多,容量越大,价格也就越高。市场调 查显示每芯的价格在 200-400元左右(平均数,有的可能每芯会更高一些)。
假如我们都用 300元 /芯的电池,将短时电池设计为 1芯,长时电池设计为目前人们常 常选用的 6芯。
假设笔记本使用年限为 5年,那么 5年内,我们在短时电池上的花费为:
300×1(芯)×5(5块,5年)=1500元
而长时电池因为大大减少了充放电次数,5年内基本不用更换。
改进前后在 5年内所需的费用计算如下:
原来费用 =300×6(芯)×5(5块,5年)=9000元
现在费用 =300×1(芯)×5(5块,5年)+300×6(芯)×1(1块,5 年)
=3300元
节约费用 =9000-3300=5700元。
可见,成本比原来降低了 63%。
由于时间所限以及对于电池原理知识的了解不足,不能提出具体的电池参数以供论 证,这是本文不足的之处。
三、其它:由于減少了电池的使用量,还有助于改善地球环境,符合环保发展要求
这次实验探究让我更多的知道了改善电池使用效率和寿命的方法,对于如控制电路的工作原理,充放电 次数以外其他影响电池寿命的因素等都没有详细讨论。同时还应进行更多的市场的调查,以进一步核实所提改进方法的市场需求,获得更精确的成本节省数据,给生产厂商提供更 翔实的数据做出是否改进的决定。
(作者单位:河北省衡水第一中学748班)