Parce que si la puissance totale reste la même, la chute de tension sur un câble due à des courants élevés peut être évitée avec des tensions plus élevées et un courant plus faible.Le cuivre est cher, et il est plus simple de traiter avec 2,5 A à 20 V qu'avec 10 A à 5 V.

Loi de puissance d'Ohm:

$$ P = V * I = I ^ 2 * R $$

La puissance perdue dans le cuivre, et devant être dissipée sous forme de chaleur, augmente avec le carré du courant.

Les consommateurs n'aiment pas les câbles épais ou les tours chauds.

Donc, si vous pouvez fournir de l'énergie à l'ordinateur portable et l'utiliser dans l'ordinateur portable, avec le moins de courant, mais toujours dans les niveaux ELV (Extra-Low Voltage) (< 50 V) pour des raisons de sécurité / conformité, alorsvos câbles sont moins chers, vos composants internes de gestion de l'alimentation sont moins chers, votre complexité de dissipation thermique & est moindre car vous perdez moins d'énergie sous forme de chaleur.

Les régulateurs de tension à découpage Buck (prenant le N * 4,2V / cellule de plusieurs cellules Lithium en série, & le régulant à des niveaux logiques) peuvent être rendus suffisamment efficaces (> 90%) dans certaines contraintes, ce qui est unbien meilleur compromis que d'alimenter, disons, 5V @ 10A à partir d'un bloc d'alimentation à quelques mètres de l'ordinateur portable.

Vous ne pouvez pas exécuter la logique directement sur la batterie, ni charger la batterie directement à partir d'une alimentation à tension fixe. La partie informatique réelle d'un ordinateur portable moderne a besoin d'une gamme de tensions stables allant de moins d'un volt à environ 5 volts. Traditionnellement, ils avaient également besoin d'une tension alternative élevée pour alimenter le rétroéclairage de l'écran (bien que cela ait pu changer avec le passage du CCFL à la LED)

La tension d'une cellule lithium-ion est généralement répertoriée comme quelque chose comme 3,6 V, mais elle varie en fait d'environ 2,8 V à la fin du cycle de décharge à environ 4,2 V à la fin du cycle de charge.

Il est plus facile / meilleur marché / plus efficace de fabriquer des convertisseurs qui ne font avancer la tension que dans une direction que de fabriquer des convertisseurs qui peuvent augmenter et diminuer la tension et que les pertes résistives diminuent généralement avec une tension plus élevée.

Revenons donc à la question du nombre de cellules à mettre en série.

Une cellule en série signifie que vous avez besoin d'un convertisseur haut / bas pour 3,3V et d'un convertisseur ascendant pour 5V. C'est courant dans des choses comme les smartphones / tablettes de type smartphone qui utilisent relativement peu d'énergie et ont moins besoin de 3,3 V / 5 V.

Deux cellules en série signifient que vous pouvez créer tous les rails de tension communs avec des convertisseurs descendants, mais vous n'avez pas beaucoup de marge pour le convertisseur fournissant 5V. Étant donné que le 5V fournit souvent des charges de pointe comme des moteurs ayant une marge, il est utile.

Il est donc logique d'utiliser 3 cellules en série. La plupart des ordinateurs portables semblent aller pour trois ou quatre, le choix étant décidé principalement par des contraintes physiques et / ou de capacité (certains ordinateurs portables peuvent en fait prendre en charge les deux).

La tension d'entrée doit alors être confortablement au-dessus de la tension complètement chargée, de sorte que le circuit de charge n'a qu'à effectuer une conversion descendante. La tension complètement chargée pour un 4 cellules est d'environ 16,8 V, donc une tension d'entrée d'environ 19 V-20 V est logique.

Il est important de noter que la tension de la batterie n'est pas constante. Les cellules Li-ion courantes varient d'environ 4,2-4,3 V à pleine charge à moins de 3,0 V. La tension de coupure exacte varie en fonction du circuit de protection, vous voulez éviter de tomber au point où la recharge est impossible, mais bien que ce soit 2,7 V ou moins, il y a très peu d'énergie utilisable entre une coupure de 2,7 V et une coupure de 3,0 V. Pourtant, une partie de la plage utile de la batterie est inférieure à l'entrée minimale de 3,6 V (ou à peu près) requise par un régulateur à faible décrochage.

Ainsi, pour obtenir un rail de 3,3 V régulé à partir d'un agencement de cellules en série unique, le régulateur doit prendre en charge les tensions d'entrée à la fois au-dessus et en dessous de la sortie, par ex. un régulateur buck-boost. Wherease si vous mettez au moins 2 cellules en série, votre tension minimale est supérieure à 5,5 V et vous pouvez utiliser un régulateur abaisseur pour une sortie de 3,3 V et même de 5,0 V.

Les régulateurs Buck sont plus simples, plus petits et moins chers que leurs frères buck-boost.

Dans les batteries de l'électronique réelle, les arrangements de 2 séries ("7,4 V") sont populaires. Les séries 3 et 4 sont encore meilleures à certains égards (pertes dans le câble de charge) mais les avantages incrémentiels ne sont pas aussi importants, et commencez à troquer la compatibilité avec par exemple. Chargeurs 12V tels que USB QuickCharge et USB C PD.

Faisons un budget de puissance pour un ordinateur portable ...

CPU et GPU - Beaucoup de watts (10-50W) à environ un volt.

DDR, chipset, WiFi, etc. - Quelques rails de tension comme 2.5V et 3.3V, je dirais 10-20W.

Disque dur - Les spécifications SATA nécessitent 5V et 12V, bien que la plupart des disques durs 2,5 "n'utilisent pas réellement l'alimentation 12V, si ce n'est pas là, votre ordinateur portable ne fonctionnera qu'avec certains disques durs, vous avez donc un problème de marketing ...

Lecteur DVD - même problème, mais pire, car faire tourner un gros CD ou DVD à haute vitesse nécessite environ 10W ...

Ventilateurs - 5V ou 12V

Choses connectées à USB - Les gens voient les ports USB, branchez des périphériques USB en tirant le courant maximum selon les spécifications et s'attendent à ce que cela fonctionne.

Amplificateurs audio et haut-parleurs intégrés - 5 ou 12V

Rétroéclairage de l'écran - Celui-ci est assez puissant, pour CCFL il utilisera un onduleur, pour le rétroéclairage LED, il utilisera évidemment un driver LED. La tension d'entrée doit être prélevée sur la batterie sans autre conversion, car c'est l'option la plus efficace.

OK ... Vous devez donc concevoir une solution alimentée par batterie pour cela.

Si votre "ordinateur portable" est en fait un smartphone ou une tablette comme un iPad, pas de lecteur de disque dur ou de DVD, juste quelques puces flash sur la carte mère à la place ... un processeur ARM très efficace ... pas de ventilateurs, non 12V ... les choses sont plus simples, et une pile au lithium de 3,6V est probablement la solution la plus simple. La seule tension qui nécessite un boost DCDC sera 5V pour l'hôte USB, mais le courant est plutôt limité.

Pour un ordinateur portable x86 standard cependant, vous souhaitez utiliser une tension de batterie supérieure à votre rail 12V, donc tous vos convertisseurs DCDC sont plus efficaces que boost. Vous allez donc devoir utiliser 4 cellules Li ou plus en série.

Si vous n'avez pas de lecteur DVD et que vous pouvez spécifier le disque dur, vous n'avez pas vraiment besoin d'un rail 12V, mais vous avez toujours besoin de 5V pour USB, vous pouvez donc utiliser 2-3 cellules.

Votre plus gros convertisseur DCDC sera le CPU VRM qui produira beaucoup d'ampères à environ 1V.Vous voulez vraiment que celui-ci soit efficace, et les convertisseurs abaisseur ont tendance à se dégrader lorsque le rapport Vin / Vout devient trop élevé, les MOSFET basse tension ont également des performances plus élevées ... cela signifie que vous ne voulez pas que la tension de votre batterie soit trop élevée.

Tout le monde semble utiliser 4 ou 5 cellules, soit 14 à 20V, en gros.C'est le point idéal pour l'efficacité.

Ensuite, vous achetez des batteries, décidez si vous voulez des cellules de poche sur mesure pour rendre votre McBook Air mince à la mode ou gros 18650 bon marché ...

Les ordinateurs portables utilisent un chargeur de batterie 19Vin vers DCDC ainsi que des sorties mobo DCDC LV avec des entrées de batterie ou un chargeur 19V s'il est actif.

La tension des cellules dépend des watts nécessaires pour faire fonctionner un rétroéclairage d'écran plus grand et donc moins de perte de conduction avec un courant plus faible à une tension de chaîne de cellules plus élevée.

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Comprenez ceci.

Il y a de nombreuses raisons, en plus; coût, efficacité et flexibilité.

• Le DC-DC de 19V typ aux niveaux logiques, 5,3,3, 1,2 etc. est indépendant de la charge de la batterie et de la batterie. Vous n'avez pas besoin non plus d'utiliser un ordinateur portable.

• Le chargeur de batterie régulera la charge actuelle en fonction de la quantité restante une fois le MOBO satisfait. Ce régulateur DC-DC pour les profils de batteries V et I complexes est indépendant de celui ci-dessus pour le MOBO

Il y avait une pléthore de chargeurs "universels" pour ordinateurs portables avec des sélecteurs d'environ 12 à 24 V avec de nombreux réglages pour les différents besoins des OEM.

Maintenant, en Amérique du Nord, ils sont presque éteints et remplacés par des «chargeurs universels» 19V qui satisfont tous les ordinateurs portables récents et nouveaux qui nécessitent 65W ou plus. Apple est toujours unique avec son connecteur et d'autres utilisent la communication Smart ID pour activer uniquement la partie chargeur de batterie de tous les convertisseurs DC-DC et devraient toujours exécuter le MOBO.