筆記本基本知識(shí)解讀——電源適配器

　　關(guān)于電源電壓，電源功率，電源和負(fù)載匹配與否的討論，有幾個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題如下：

　　1、電源適配器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)電源）的標(biāo)稱(chēng)電壓和電流是什么意思？
　　2、都是同樣標(biāo)稱(chēng)電壓的電源，輸出電流不同，能不能用在同一臺(tái)本本上？
　　3、一模一樣的機(jī)器，別人的電源溫溫的，我的總是很燙，為什么？
　　4、電源標(biāo)稱(chēng)電壓比我的本本電池電壓高很多，不會(huì)出事吧？
　　5、為什么理論上原配的電源通常比非原配的電源要好？

　　首先電源適配器的標(biāo)稱(chēng)電壓通常指的是開(kāi)路輸出電壓，也就是不接任何負(fù)載，沒(méi)有電流輸出的電壓值。因此也可以認(rèn)為這是該電源的輸出電壓上限。對(duì)于電源內(nèi)部使用了主動(dòng)穩(wěn)壓?jiǎn)卧蛘?a target="_blank">電壓基準(zhǔn)元件的情況，一般來(lái)說(shuō)使用高內(nèi)阻的直流電壓表可以直接測(cè)得標(biāo)稱(chēng)電壓（更準(zhǔn)確的應(yīng)該用電動(dòng)勢(shì)電橋的方法，屬于大學(xué)普通物理課程實(shí)驗(yàn)，不贅述），即使市電電壓發(fā)生一定的波動(dòng)，其輸出也是穩(wěn)穩(wěn)的恒定值；但是對(duì)于市面上廉價(jià)的小變壓器，比如給隨身聽(tīng)之類(lèi)使用的那種，基本上是傳統(tǒng)磁芯變壓器加上四個(gè)整流二極管橋式整流再加上一個(gè)大的濾波電容就完事了，這樣的話(huà)如果使用普通直流電壓表測(cè)得的數(shù)值將大于標(biāo)稱(chēng)電壓，原因是橋式整流的輸出為脈動(dòng)直流，簡(jiǎn)單的說(shuō)是一個(gè)一個(gè)正弦電壓信號(hào)的正半周連接成的時(shí)間鏈，經(jīng)過(guò)大電容濾波之后會(huì)變得平坦一些，但是紋波系數(shù)仍然很大（紋波系數(shù)就是電壓信號(hào)波動(dòng)的幅度同電壓平均值之比，越小說(shuō)明電壓越接近直流），所謂標(biāo)稱(chēng)電壓指的是這種電壓對(duì)時(shí)間積分再除以積分時(shí)間，簡(jiǎn)單理解就是對(duì)時(shí)間的平均值，如果用普通直流電壓表測(cè)量，測(cè)量值十分接近該電壓信號(hào)的最大值，所以測(cè)不準(zhǔn)。同時(shí)，如果市電發(fā)生波動(dòng)，該類(lèi)電源的輸出也會(huì)隨之變化。

? 　一般來(lái)講普通電源適配器的真正空載電壓也不一定和標(biāo)稱(chēng)電壓完全一致，因?yàn)?a target="_blank">電子元件的特性不可能完全一致，所以允許有一定的誤差，民用情況根據(jù)用途的需要控制在0.1%到5%左右。誤差越小，對(duì)電子元件的一致性要求越高，工業(yè)生產(chǎn)中的成本也就越高，價(jià)格當(dāng)然也就越貴。

　　其次是電源的標(biāo)稱(chēng)電流值。無(wú)論任何電源都有一定的內(nèi)阻，因此當(dāng)電源輸出電流的時(shí)候，會(huì)在內(nèi)部產(chǎn)生壓降，等于輸出電流乘以電源內(nèi)阻。導(dǎo)致兩件事情，一個(gè)是產(chǎn)生熱量，等于輸出電流的平方乘以?xún)?nèi)阻，所以電源會(huì)熱，另一個(gè)是輸出電壓變?yōu)闃?biāo)稱(chēng)電壓減去內(nèi)部壓降，導(dǎo)致輸出電壓降低。通常的設(shè)計(jì)在考慮完畢散熱問(wèn)題之后，一般限制一個(gè)電流值，當(dāng)輸出電流達(dá)到這個(gè)值得時(shí)候，輸出電壓降低為標(biāo)稱(chēng)電壓的95%，或者其他比例，各廠家根據(jù)負(fù)載產(chǎn)品的不同需要可以設(shè)定更高或者更低的比例，這個(gè)電流值就是標(biāo)稱(chēng)電流。比如72W的ibm16V電源適配器的標(biāo)稱(chēng)電流是4.5A（16*4.5=72，廢話(huà)）。如果負(fù)載電阻過(guò)低，導(dǎo)致輸出電流超過(guò)標(biāo)稱(chēng)電流，一般會(huì)發(fā)生兩件事情，一個(gè)是個(gè)別元件由于發(fā)熱超過(guò)了散熱容量導(dǎo)致燒毀引起電源損壞，另一個(gè)是散熱設(shè)計(jì)留有余量，僅僅體現(xiàn)為輸出電壓進(jìn)一步降低，如果降低太多可能導(dǎo)致負(fù)載無(wú)法正常工作。

　　理解了上述概念，就可以判斷本文的第二個(gè)問(wèn)題。同樣標(biāo)稱(chēng)電壓的電源，輸出電流不同，能不能用在同一臺(tái)本本上?；镜脑瓌t是大標(biāo)稱(chēng)電流的電源可以代替小標(biāo)稱(chēng)電流的電源。有些朋友有誤解，覺(jué)得大標(biāo)稱(chēng)電流的電源會(huì)燒壞本本，因?yàn)殡娏鞔罅寺?。?shí)際上電流多大在電壓相同的情況下取決于負(fù)載，也就是本本的工作情況，當(dāng)本本高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，電流大些，本本進(jìn)入待機(jī)的時(shí)候，電流就小些，總之電流等于加在本本上的電壓除以本本的等效電阻。大標(biāo)稱(chēng)電流的電源有足夠的電流余量，不會(huì)在代替小標(biāo)稱(chēng)電流電源之后發(fā)生過(guò)熱或者輸出電壓過(guò)低的情況。反之，用小電流電源代替大電流電源就存在上述危險(xiǎn)。但是有的朋友用56w的電源代替72w的用起來(lái)也沒(méi)什么問(wèn)題，原因是通常電源適配器的設(shè)計(jì)留有一定的余量，負(fù)載功率都要小于電源功率，所以這種代替在一般使用上是可行的，但是剩余的電源功率余量就很少了，一旦你的本本接了很多外設(shè)，比如兩塊usb硬盤(pán)，然后cpu全速運(yùn)轉(zhuǎn)，再有一個(gè)底座，上面來(lái)個(gè)光驅(qū)全速讀盤(pán)，再加上同時(shí)給電池充電，估計(jì)就危險(xiǎn)了，要隨時(shí)用手摸摸你的電源是不是已經(jīng)可以煮雞蛋了。72w比56w適配器多出的16w就是應(yīng)付這種情況的。所以最好不要用小電流電源代替大電流電源。如果實(shí)在要做，有條件的朋友可以想辦法測(cè)測(cè)你的本本最大消耗的時(shí)候的實(shí)際需要電流，測(cè)量方法十分簡(jiǎn)單，一個(gè)插座，一個(gè)插頭，一塊電流表，幾根導(dǎo)線，一把烙鐵即可。如果在你的電源標(biāo)稱(chēng)電流之內(nèi)，當(dāng)然是安全的。

回答了第二個(gè)問(wèn)題，第三個(gè)問(wèn)題就很簡(jiǎn)單了。先不要懷疑你的電源有問(wèn)題，先看看你的本本在干什么，是不是像上面說(shuō)的兩塊usb硬盤(pán)，cpu全速運(yùn)轉(zhuǎn)，硬盤(pán)瘋狂讀寫(xiě)，光驅(qū)全速讀盤(pán)，同時(shí)給電池充電，大聲放著音樂(lè)，屏幕亮度最大，無(wú)線網(wǎng)卡一直在偵測(cè)信號(hào)等等，善用電源管理，根據(jù)任務(wù)合理調(diào)整本本的工作狀態(tài)是很重要的。很多人不喜歡用電源管理，我甚至看到很多朋友在安裝了電源管理軟件之后不希望任何一種管理模式被啟用，那還裝他干什么？不會(huì)是只想看看電池還剩余百分之多少吧？

　　至于第四個(gè)問(wèn)題，提問(wèn)的人有可能對(duì)電子電路是外行。電源給本本供電與電池給本本供電是不同的，首先說(shuō)電池供電，電池的輸出是純直流，干凈得很，直接接入直流變壓模塊即可，電池的電壓既不可能也不需要設(shè)計(jì)得很高，微電子電路中模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的電壓需求目前基本上以5V為界，除掉變壓模塊的效率和壓差需求，10.8V足夠了，而且鋰電池的化學(xué)電動(dòng)勢(shì)決定了一節(jié)電芯的輸出電壓只能在3.6V左右，所以很多電池都是采用三級(jí)串聯(lián)的方式，10.8V也就成了很流行的電池電壓。有些電池的標(biāo)稱(chēng)值比3.6V的整數(shù)倍稍大一些，比如3.7V或者11.2V等等，其實(shí)是為了保護(hù)電池（極少數(shù)廠家會(huì)將電池的放電中止電壓定為3.7V）或者在計(jì)算電池設(shè)計(jì)容量時(shí)候的取巧行為。如果使用電源供電，情況就復(fù)雜一些，首先需要對(duì)加入電壓進(jìn)行進(jìn)一步的穩(wěn)壓濾波，以保證在電源性能不很好的情況下穩(wěn)定工作，穩(wěn)壓后的電壓兵分兩路，一路給本本工作供電，另一路給電池充電，給本本供電的那部分的遭遇同電池供電的時(shí)候相同，而給電池充電的那部分需要通過(guò)電池的充電控制電路才可以加在電芯上，控制電路可以很復(fù)雜，簡(jiǎn)單說(shuō)應(yīng)該包括初級(jí)穩(wěn)壓、精密可調(diào)諧穩(wěn)壓、可控硅調(diào)節(jié)脈動(dòng)輸出、穩(wěn)壓輸出、電流反饋、芯片充電過(guò)程記錄與運(yùn)算、充電程序自反饋調(diào)節(jié)參數(shù)等等，所以電源電壓必須大于電芯電壓才有充分的壓差余量供應(yīng)給充電控制電路的各單元。最后真正加到電芯上的電壓決不是16V，請(qǐng)擔(dān)心的朋友放心就是。

　　下面說(shuō)說(shuō)為什么原配的電源通常比非原配的電源要好。我想說(shuō)理論上原配的電源要相對(duì)好一些，實(shí)際上可能感覺(jué)不到差別。通常的負(fù)載允許的輸入電壓有一個(gè)安全范圍，比如標(biāo)稱(chēng)值加減5%，一個(gè)例子就是很多2.5英寸硬盤(pán)的輸入要求就是5v加減5%。筆記本也一樣，如果輸入電壓過(guò)大或者過(guò)小都會(huì)導(dǎo)致保護(hù)電路動(dòng)作，從而停止工作。但是在保護(hù)電路動(dòng)作之前，本本內(nèi)部的穩(wěn)壓電路已經(jīng)偏向工作上限或者下限，原則上對(duì)器件壽命有一定影響，但是按照今天的觀點(diǎn)來(lái)看，電子元件的可靠性已經(jīng)相當(dāng)不錯(cuò)，只要是在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，很少會(huì)出問(wèn)題，壽命也不會(huì)比本本的壽命短，所以這并不是最主要的問(wèn)題。更重要的問(wèn)題可能是本本的數(shù)據(jù)安全，突然的自動(dòng)保護(hù)而停止工作對(duì)于計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)是很恐怖的事情，尤其是很多不用電池的朋友。有的時(shí)候計(jì)算機(jī)莫名其妙的重新啟動(dòng)也和此有關(guān)。對(duì)于原配的電源來(lái)說(shuō)，廠家知道要接入的是什么樣的負(fù)載，因此可以很容易計(jì)算出電源的標(biāo)稱(chēng)電壓和標(biāo)稱(chēng)電流，即電源標(biāo)稱(chēng)電壓應(yīng)該滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件，第一是最大電流輸出的時(shí)候標(biāo)稱(chēng)電壓減去電源本身壓降應(yīng)該大于負(fù)載所需電壓的95%，第二是最小電流輸出的時(shí)候設(shè)計(jì)電壓減去電源本身壓降應(yīng)該小于負(fù)載所需電壓的105%。然而如果使用的是非原配適配器，比如通用型的變壓器之類(lèi)，上述問(wèn)題不能得到認(rèn)真考慮，這是用戶(hù)就只能從電源參數(shù)上盡量想辦法獲得兼容，但是每種適配器的內(nèi)阻是不同的，標(biāo)稱(chēng)電壓的允許誤差可能不同，標(biāo)稱(chēng)電流輸出下電壓的變化范圍的定義也可能有所不同，甚至輸出紋波系數(shù)是不是夠小都不一定，如果不是仔細(xì)測(cè)量了其輸出功率同輸出電壓的關(guān)系，原則上存在一定風(fēng)險(xiǎn)，但是這種風(fēng)險(xiǎn)很小，因?yàn)橹灰氵x擇足夠大標(biāo)稱(chēng)電流的電源就不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)阻過(guò)大的問(wèn)題，紋波系數(shù)也可以通過(guò)本本內(nèi)部的穩(wěn)壓來(lái)減低，所以我說(shuō)原配的電源通常比非原配的電源要好。這就是原配電源和普通電源的不同。