为什么许多笔记本电脑在19伏电压下运行？

通常，具有市电电源的移动设备所接受的电压是某些单个电池电压的倍数。例如，4.5伏特是1.5伏特（AA一次电池）的3倍，而36伏特是3.6伏特（锂离子电池）的10倍。

现在有一些笔记本电脑使用的外部电源的额定电压恰好为19伏。那不是适合的倍数。我很困惑

该电压从何而来？

选择19伏是因为它可以舒适地低于20伏，这是可以被认证为具有非固有功率传输限制的LPS（受限电源）的电源的最大输出电压。

如果您可以将电压保持在20伏或20伏以下，那么整个安全认证工作将变得更加容易和便宜。

为确保您在制造公差范围内，请降低5％，即19伏。你在这。它与电池组的组织或LCD屏幕无关。

现在有一些笔记本电脑使用的外部电源的额定电压恰好为19伏。那不是适合的倍数。我很困惑

这不是提出的设计问题，但它与电池充电系统的设计有关。

摘要：

• 该电压略高于锂离子电池的完全充电电压的倍数。

• 大多数笔记本电脑使用锂离子电池。

• 19 V提供了一个电压，该电压适用于使用降压转换器对多达4个串联的锂离子电池进行串联充电，以有效降低多余的电压。

• 可以容纳串联和并联电池的各种组合。

• 可以使用略低于19 V的电压，但19 V是可以满足大多数情况的有用的标准电压。

几乎所有现代笔记本电脑都使用锂离子（LiIon）电池。每个电池至少由串联的“串”中的多个锂离子电池组成，并且可能由多个串联的串的并联组合组成。

锂离子电池的最大充电电压为4.2 V（勇敢的和笨拙的为4.3 V）。为4.2 V电池充电至少需要稍微多一点的电压才能提供一定的“净空”，以使充电控制电子设备正常工作。至少可以增加大约0.1 V，但通常至少需要0.5 V，并且可以使用更多的电压。

一个电池= 4.2 V
两个电池= 8.4 V
三个电池= 12.6 V
四个电池= 16.8 V
五个电池= 21 V.

充电器通常使用开关电源（SMPS）将可用电压转换为所需电压。SMPS可以是升压转换器（升压）或降压转换器（降压），也可以根据需要从一个交换到另一个。在许多情况下，降压转换器可以比升压转换器更高效。在这种情况下，使用降压转换器，最多可以串联充电4个电池。

我看过笔记本电池

3个串联电池（3S），
4个串联电池（4S），
2个并联电池串3（2P3S）中的
6个电池，2个并联电池串4个（2P4S）中的8个电池

如果电源电压为19 V，则可以对1个，2个，3个或4个锂离子电池串联充电，并且可以对其中任何数量的并联串充电。

对于16.8 V的电池，电子设备的裕量为（19−16.8）= 2.4伏。不需要大多数，差值由降压转换器来弥补，该降压转换器充当“电子齿轮箱”，以一个电压吸收能量，然后以较低的电压和适当较高的电流输出。

有了0.7 V的裕量，理论上可以使用电源的16.8 V + 0.5 V = 17.5 V，但是使用19 V可以确保有足够的可能发生，并且不会因降压转换器的转换而浪费过多的功率根据需要降低电压。SMPS开关（通常为MOSFET），SMPS二极管（或同步整流器），布线，连接器，电阻式电流感测元件和保护电路中可能会出现电池以外的电压降。为了使能量浪费最小化，需要尽可能小的降落。

当锂离子电池接近完全放电时，其端电压约为3V。允许将其放电到多低取决于与寿命和容量有关的技术考虑。在3 V /电池时，1/2/3/4电池的端子电压为3/6/9/12伏。降压转换器可适应这种降低的电压，以保持充电效率。好的降压转换器设计可以超过95％的效率，在这种应用中，绝不能低于90％的效率（尽管有些可能）。

我最近用4芯的上网本电池替换了6芯的扩展容量版本。4单元版本在4S配置中运行，而6单元版本在2P3S中运行。尽管新电池的电压较低，充电电路仍能适应变化，识别电池并进行相应调整。在未设计为容纳低压电池的系统中进行此类更改可能会损害电池，设备和用户的健康。

拉塞尔（Russell）的答案（https://electronics.stackexchange.com/a/31621/88614）在查看细节方面做得很好。该答案更多地集中在问题的更广泛的方面。

通常，具有市电电源的移动设备所接受的电压是某些单个电池电压的倍数。

我认为这通常是不正确的。

确实，有些设备的电源输入的额定电压是电池标称电压的几倍。它们往往是可以用市电或电池供电的设备，但不会通过市电为自己的电池充电。自行为电池充电的设备是另一回事。

通常，您希望充电电路的输入电压在整个充电周期内都高于电池电压。

锂离子/聚合物电池的标称电压为3.7V左右，但完全充电所需的电压更像是4.2V，充满电时的电压可能更像是3V。笔记本电脑电池通常串联3-4个电池。因此19V为充电电路提供了合理的余量。

具有单节锂离子电池的移动电话，平板电脑和类似的移动设备倾向于使用5V的输入电压。我敢肯定，这在一定程度上是出于对USB耗尽的渴望，也是因为它为单节锂离子/聚合物电池充电提供了合理的余量。

这是一个很好的“反向”工程设计问题。

所有便携式计算机可能都使用类似的下变频器DC-DC电池充电器原理，但可能使用不同的芯片和配置文件，这些芯片和配置文件由笔记本电脑管理，而不是由外部充电器管理。通常，可以使用具有更大容量的更宽范围的充电器电压，因为内部具有降低通常比规定范围宽的输入范围的能力。当显示器处于全亮度状态时，极限范围可能会降低效率并增加无电充电期间的最大功率。背光是最大的稳定输出，而CPU / GPU在高性能方面具有最大的峰值。（i7四核等）

通用电池充电器。
我在长途旅行中购买了通用充电器。后来我选择使用它来驱动60瓦的LED。规格为@ 15〜24V，最大63W。它在可互换同轴电源插头之前有一个6针接头。引脚之一是用于插入电压的远程感测线，以补偿DC线损。我对输入进行了特性分析，发现它可用于以3V为中心的2.5V输入控制范围来调节5〜50V的输出。我使用了一个对数电位器，几个电阻器，一个LED和一个盖帽，以使用所有可用功率将此自定义调光器控制在10％至100％之间。我的妻子对凸窗上的LED阳光和防眩目的黑鸡蛋包装箱感到非常满意。最大亮度比直射阳光高3倍左右。

无论如何，每台便携式计算机都必须调节外部电源，因此确切的电压并不是那么关键，您可以在更大范围内使用。输入电压越低，电流越高，反之亦然，它应该可以工作，但效率可能会在整个范围内变化。

大多数移动设备倾向于在较低的电池电压下运行，以降低电池组的ESR，这会影响负载下的电压降以及交叉传播的纹波（从传播到其他调节器），从而为内部CPU / I / O和外围设备在板上降压和升压，例如5和12V。

更大的移动PC套件包括；

9电池= 10.1V（3P3S）10电池= 7.4V（5P2S）12电池= 14.8（3P4S）

有用的Factoid：您可以在未安装电池的情况下运行便携式计算机，因为根本不使用电池管理调节器来运行内部DC-DC调节器。这有助于减少旧笔记本电脑上的热量负荷，并减少电池的热老化，即使它们保持100％不漏电。（但是您会因电源故障而关闭。）

您也可以使用带有足够电压的大型充电器来降低电池电压，只要有足够的功率，它就不会对效率产生太大影响。

19伏用于为具有多个串联锂离子电池的电池组充电。笔记本电脑的内部电子设备由开关调节器供电，由电池电压和/或AC适配器提供的19伏电压供电。由于在使用过程中电池电压因放电而下降，因此可以为笔记本电脑提供良好的运行时间。这是19伏特的唯一原因。它与笔记本电脑的实际内部结构无关，但内部开关稳压电源可适应不断变化的电池电压，并为内部系统（CPU，内存，硬盘等）提供恒定的稳压电压。

笔记本电脑在电池上的工作时间取决于笔记本电脑消耗的瓦数与电池所消耗的瓦数。尽管屏幕的亮度（尤其是大屏幕的亮度）确实会产生显着影响，但随着时间的推移，平均功耗是相当固定的。

正如其他人所提到的，笔记本电脑装有锂电池，要获得更长的运行时间，您需要更多的能量（瓦特小时），因此您需要更多或更大容量的电池。笔记本电脑的大小通常会限制电池的大小，因此通过使用更多的电池可以获得更多的电力，并且通常将这些电池串联放置（当电池串联而不是并联使用时，需要较少的电路（更便宜）才能正确充电）然后得出笔记本电脑的原始工作电压。然后，内部DC / DC转换器会获取原始的未调节电压，并产生电子设备所需的已调节低压（3.3VDC等）。

为了给这些电池充电，内部充电电路需要一个比锂电池充满电的电压高约一伏的输入电压。另外，中国制造的外部电源的输出容差通常为+/- 5％。值得注意的是，实际输出电压必须在工作负载下测量。由于直流电缆中的IR（电流x电阻）下降（损耗），并且外部电源的负载调节率通常为负，因此空载时它总是更高。

关键应用的电源具有“感应”功能，该功能可测量负载或连接器上的输出电压并自动补偿IR损耗，但我从未在外部电源中看到过。（尽管我们正在为军事的5V / 80W应用构建定制的，因为IR损耗仅在几英尺的铜线中流过18A才显着）

考虑到所有这些因素，再加上常用的4节锂电池串联使用，以便在笔记本电脑电池上“更大”或更长时间地运行，您最终需要标称的19VDC外部电源，实际上它的电压范围约为17-20 VDC。用于产生较低DC电压的内部DC / DC转换器和电池充电电路很容易接受该范围，再加上可能还要多的几伏。您可以通过使用可变输出电源并降低电压直到“充电指示灯”熄灭来测试较低的接受电压。但是，您必须测量连接器上的电压。不要测试高接受电压，因为您很容易炸毁DC / DC转换器，导致笔记本电脑空转，这通常是您输入电压过高的唯一指示。

顺便说一句，在更大的笔记本电脑中，还需要19VDC来提高瓦特小时数，以延长运行时间，而降低电流，这是因为无处不在的桶形连接器仅能承受5A的电流，这确实是一个很好的选择。大多数为2-3A。这是您不希望在PC开机时插入和拔出该连接器的主要原因，因为这将烧毁触点，最终导致该连接器中的触点不可靠。

要了解有关PC连接器的更多信息，请参见：https : //en.wikipedia.org/wiki/DC_connector

BTW2，PC也有一个电池“电量计”，它可以告诉您用电池操作时还剩下多少运行时间。该“量规”必须跟踪进出电池的电流。（当电流放电/充电效率接近100％时，将监视电流平衡而不是能量，而能量效率会发生变化，并且显着低于100％）。尽管它们的实时性相当准确，但它们的误差会随着时间的推移而累积，并且锂电池的容量会随着使用时间，工作温度和充电周期而下降。这通常会导致您的PC“告诉”您没有剩余的运行时间，并且实际上当电池可能仍处于50％的容量时，它将关闭，这将导致您外出购买新电池。 （且价格昂贵）电池组。插入备用电池后，PC会识别出该新电池并重置其电池容量设置。在（一些/很多/大多数？）PC的最下方，有一个电池容量校准程序。如果可以访问，则PC将执行两次放电和充电的例程，以重新校准电池容量，使原始电池组再保留一两年，尽管操作时间有所减少。

如果您在笔记本电脑上检查液晶屏所需的电压，我想您会找到答案的。最近，我一直在拆开很多笔记本电脑的液晶显示器，发现它们需要高电压。

电压分为12v电源轨和5v电源轨。非便携式微型计算机使用相同的19v输入，没有任何单元格或显示器。

这两个导轨是主板@ 12V（为此提供了+/- 5V和3.3V）外围设备@ 5V，用于驱动器和USB。这些通常是由于旋转而分裂的。这会消耗最大电流，并且需要为此设计主板（查看交流电源内部，您会看到大的电容器和电感器）。出于相同的原因，台式机通常使用大量端口和菊花链/集线器来分裂USB +/- 5V。它们还为GPU提供了其他导轨。

所有这些都是为了使主板（CPU，内存，I / O）的电压保持恒定。外围设备可以更好地容忍可变电压（用于ssd和USB的电动机和固态DC-DC转换器）。

硬盘驱动器仍然是电动机，并且在12v电平下运行。

当陈旧的方法让位于固态时，19v将消失。当母板上的所有现有固态元件都变得更加高效时，就像IC从12v CMOS移至当今的1.8v至3.3v的低水平一样，对大于5v的需求将消失。电池将变成一个电池。

从“挂耳”（笔记本电脑之前的计算机）必须为主板产生-5、5和12伏特的日子剩下了19V。他们有一个带四线插头的独立电源。很快，这只是一个2线插头，笔记本电脑内部产生了3个电压。-5至12是17伏，加上2伏，我认为这是调节功率的余量。那是剩下的。jmarc@gmx.com