使用便携式计算机时，可以为它供电吗？

我想研究一下使用小型笔记本电脑设备，同时踩踏固定框架为设备供电会多么容易。（例如，在运动自行车上使用平板电脑，或在办公桌前踩踏板时使用上网本。）

我已经知道可以使用踏板动力运行笔记本电脑，因为我已经找到了一些完成此操作的示例。[1] [2] 我现在想为我的学术研究构建一个这样的装置。购买设备之前，我需要确切确认我需要什么。我没有电气工程方面的背景知识，因此尽管我有很多数字，但我不知道我需要计算或考虑选择一个可行的选择。

可能的目标设备：

1. 上网本：适配器的输入：100-240V 1.7A，输出：19 V 65 W [3.4 A]
2. 平板电脑：适配器的输入：100-240V 0.45A，输出：5.1 V 2.1 A [10.7 W]
3. 智能手机： 3.7V 4.44WH（我拥有的所有信息）

可能的体系结构：除了座位安排（自行车，靠背自行车，书桌）外，似乎还有几种方法可用于连接设备：

1. 轮>自行车发电机>调节器>设备（对于平板电脑或上网本足够强大吗？）
2. 踏板>直流发电机> DC-DC转换器>调节器>设备
3. 踏板>直流发电机>充电控制器>电池（例如铅酸）>逆变器>设备[3]

附加数据：

• 一个成年人在一个小时的剧烈踩踏过程中可以产生50-150 W的功率。我希望我的用户舒适而不是费劲地踩踏板。
• 任何设备都将拥有自己的电池，所以我可以消除设置中电池的需要吗？
• 为了避免使用设备自己的适配器，将设备直接连接到稳压器是一个坏主意吗？

题

我对目前的前进方向非常困惑（即使似乎我不是）。我寻找的所有答案中最主要的是清晰度和确定性。

在设备（1-3）和体系结构（1-3）的这些组合中，哪些绝对有效？

我应该从列表中删除哪些组合，因为它们不会分类？

该发电机结构对我来说很好，因为它似乎更容易/更便宜的挂钩-它能够所有这些设备，甚至是上网本的电源呢？

背景：我曾经为运动机设计控制器。机器驱动三相交流发电机，并施加了电阻负载以适应各种标准。

我以特定的观点进行了负载测试，以确定在较长的时间内用户可以轻松制造多少功率，以便为电子设备或电池充电。

考虑一个中等健康的人，他可以在水平面上轻快地行走一个小时，并且会感到疲倦，但在此过程中不会完全疲惫。即不是超级运动能力，甚至不是“非常适合”-但远远超过“沙发土豆”健身。

使用质量好的交流发电机，中等身材的用户可以每小时提供50瓦的平均功率。这是您绝对知道自己正在锻炼的水平，但对于许多人来说，这是可以承受的。

同一中等身材的用户可能会在一个小时内提供100瓦的功率，并且非常疲劳。

如果您打算执行频繁的供电任务，则50瓦优于100瓦。

上面假设了一个高质量的合理效率系统。理想情况下，具有最小的“齿槽效应”或显着性-即在磁体接近线圈或从线圈中退回时，不会产生低速抖动。一些系统使用链传动的齿轮比大的发电机。这些可能是合理的，但通常不是。皮带传动到低显着性交流发电机可以正常工作。

请注意，在提供的网站上提出的主张往往与它们自己矛盾。我估计该图所示的平均输出为60-70瓦范围。他们的图：

但是，他们说：

• 注意：每天锻炼的人可以消耗200至300瓦之间的功率。

  那些身体状况不佳的人可以输出大约80到100瓦的功率，如上面的一小时锻炼图所示。

  最后-一位有竞争力的自行车骑手最多可以输出500瓦！

200-300瓦的说法是正确的，但达要求很高。
500瓦以上的顶级运动员也是如此。

在某些情况下（例如
Gossamer Albatross）- 1979年6月12日在英吉利海峡进行的第一架人工飞行。!!! :-)。
在静止的空气中连续约300瓦，没有湍流。动荡地“迅速崛起”。
在布莱恩·艾伦的办公室改天。（日间工作）-

我可以在大约10秒钟内做500瓦的功率，此后我的双腿变成果冻，筋疲力尽。

您的3个选择似乎并没有什么不同：

• 轮>自行车发电机>调节器>设备（对于平板电脑或上网本足够强大吗？）
• 踏板>直流发电机> DC-DC转换器>调节器>设备
• 踏板>直流发电机>充电控制器>电池（例如铅酸）>逆变器>设备2

如果设计不当，这些方法中的任何一个都可能工作良好或可怕。

不清楚您所说的车轮/踏板是什么意思。
如图所示，从轮辋供电可以正常工作-可能就是您所说的“车轮”。主要目标是低损耗，无冲击或不均匀。理想的是稳定的非周期性负载。

其中一些看起来不错 -在您引用的网站上。

最好的是交流发电机-最好是三相或以上。如下所示，三相波形在任何阶段都不会降为零。纠正此问题并进行过滤会产生更平滑的结果。三相以上可获得更好的结果，但很少见。直流发电机是交流发电机，其中整流器由换向器和电刷提供-随着电压水平的变化，换向器通过在电刷下旋转新的绕组触点来选择新的绕组。虽然原理类似于使用带二极管的交流发电机，但使用电刷通常会比使用交流发电机产生更大的机械阻力和损耗。大多数发电机（DC）产品都是将DC系泊作为发电机驱动-两种角色是可以互换的，但专为其中一种设计的机器往往不会针对另一种进行优化。

您引用的基于边缘驱动的电机发电机在原理上是可以的，但由于机械问题，在实践中可能效率极低。小时候，我看到的许多轮辋发电机都非常糟糕，所以令我惊讶的是，现代机组的运转情况相当好-这实际上是要知道您在进行轴对中，齿轮传动，表面摩擦等方面的机械工作。这类发电机通常会产生1到10瓦的输出。使用高效的系统，您在骑行时会注意到10瓦，除非在非常轻的负载条件下或惯性滑行，否则几乎不会注意到1瓦。

某种形式的电池存储几乎是必不可少的。除非将笔记本电脑或平板电脑等拆下，否则将拥有自己的笔记本电脑。接近下限，比平时上网本更多的平板电脑可能会从3 x 18650锂离子电池中获得6个小时。说3.5V平均x 2安培小时x 3 = 21瓦特小时。因此，运行6小时= 21/6 = 3.5瓦。大型笔记本电脑用6或8或9或12个电池可能会耗时2小时，因此，最坏的情况是20至30瓦。他们将不会直接为电池组充电的速率，但是显然，更大的电池组会消耗更多的能量。较大的充电器可以指定19v x 5.5A = 110瓦。单个2 AH 18650锂离子电池（与大多数笔记本电脑电池组合使用）需要约10瓦的峰值充电电流（4.2V x 2A +一定的“裕量”），因此对于最大的电池组而言，高于110瓦的功率是正确的（12个单元）。这是从完全“电量耗尽”开始的大约40分钟的充电周期。之后，电池进入恒定电压渐缩电流模式。

如果需要的话，以后再说。睡眠电话a ..

我可能会为此受到抨击，但是..你们都在思考，就像电气工程师一样。为什么没有人甚至提到大型飞轮的机械优势，驱动发电机的齿轮比等？飞轮的降落时间与移动所需的能量绝对是一个因素，因为人不是纯粹的能量消能机。我的TT自行车上的Powertap表示，在一年中我最好的比赛中，我可以在一个小时内消耗约400瓦功率。在最大的短时间内，我可以打出16-1700，比我更大的家伙经常突破2K。但是，它的微小飞轮（不是非常专业的设置）使我成为教练，而一旦我停止踩踏，旋转效果就会使我不得不付出更多的努力来保持相同的速度。问题的解决方案是 通过优化以获得稳定的输出，人们意识到恒定的输出几乎是人类无法实现的，而且新人类可以输出比启动后继续前进所需的更多动力。与站立和停止标志效果相同。

我可能会对数字3进行一些修改。

除非您以完全恒定的速度踩踏板，否则电压可能会变化很大。高于调节电压的变化不大，但应保持较低，因为调节器将需要最小的输入电压才能正常工作。
您可以获得一个非常宽的输入范围的开关调节器，但是仍然不能完全停止（或接近停止）

编辑-关于外部电池，出于某种原因，起初我没有考虑设备电池。我认为您可以这样做，但是由于您询问了3个中的哪一个肯定有效，因此出于以下原因，我可能会坚持使用。您提到的MIT链接提到使用12V电池和点烟器12V-> 19.5V转换器，如果您不想弄乱开关稳压器，这将是提供输入电压的简便方法。

因此，蓄电是一个好主意（尽管您实际上并未提及允许减慢/停止踏板的任何事情）。
您可以使用一些大（超级）电容器（甚至是较大的飞轮），但以合理的瓦数可以使用。留有足够的余地，所以我认为可以使用一块小电池。
我将使用发电机->充电控制器-> 12V电池->升压（或降压，具体取决于设备）转换器+过滤->笔记本电脑/平板电脑输入。
我不会使用笔记本电脑/平板电脑电源和逆变器，因为它比简单地使用DC / DC转换器效率低。具有足够的滤波（一对电容器和电感器/铁氧体磁珠）和瞬态保护（例如TVS-瞬态电压抑制器），这应该很好。
我可能会选择平板电脑，或者功率较低的笔记本电脑，因为30-65W是可以维持很长时间的合理功率，而平板电脑的〜10W会容易得多。

我还记得小时候骑过发电机的照明灯，在路口停下来时几乎快要被撞倒了，因为我的灯灭了！

从概念上讲，是的，可以使用踏板驱动的发电机（无论是发电机还是DC / DC）。我当然会选择选项（3），否则如果发电量超过需求，您可能会浪费电力，而如果需求量超过发电量，则可能会失去电力。

在许多方面，（3）映射了电动汽车中的当前范例，电动汽车使用小型发动机作为增程发电机而不是动力。