開(kāi)關(guān)電源手冊

筆記本后備電源制作方法詳解

許多人在購買(mǎi)筆記本電腦時(shí)，都把電池的續航時(shí)間作為一個(gè)重要項目來(lái)考察。但現行筆記本電腦電池的使用時(shí)間大多在2~4小時(shí)，倘若要在野外或學(xué)生在晚上宿舍熄燈后長(cháng)時(shí)間使用筆記本電腦，原配電池是不能滿(mǎn)足供電需求的，又如許多移動(dòng)PC是不標配電池的，在沒(méi)有交流電源的地方也就英雄無(wú)用武之地了……


            　　為了解決這些實(shí)際矛盾，筆者萌發(fā)了自制筆記本電腦外掛電池的念頭，并以自己的IBM
            T21筆記本電腦為實(shí)驗對象進(jìn)行了嘗試，并獲得了成功。本文就以IBM
            T21為例，介紹外掛電池的具體制作方法，希望能給有類(lèi)似需要的本本玩家帶來(lái)一些幫助。

            　　思路分析：用于筆記本電腦的電池主要有鎳氫電池和鋰離子電池兩大類(lèi)，但在這里筆者打算采用免維護蓄電池來(lái)制作外掛電池，它的好處是，T21筆記本電腦交流電源適配器的直流輸出電壓是16V，最大工作電流為4.5A(圖1左圈內)。如果選擇鎳氫電池，最關(guān)鍵的是與電池組相匹配的充放電控制電路幾乎不可能找到現成的，自制又相當復雜，由此看來(lái)，采用免維護蓄電池來(lái)制作外掛電池是最合適不過(guò)了，不僅具有較高的性?xún)r(jià)比，而且制作簡(jiǎn)單、方便。





材料準備：6V、4Ah(即4000mAh)的免維護蓄電池三塊，P6A10二極管若干個(gè)，最大量程為30V的直流電壓表一只，能輸出直流24V、1.8A的二手筆記本電腦電源適配器一個(gè)，萬(wàn)用表一只，3~5W、3~10Ω的阻燃電阻若干只，電源線(xiàn)1~2米，合適的插頭一只，絕緣膠布一卷，中號鱷魚(yú)夾兩只，35W電烙鐵一把，焊錫絲、松香、熱熔膠若干。

            制作過(guò)程：

            　　A.放電、監測電路的組建。

            　　步驟一：把三塊單個(gè)的蓄電池(圖2)用絕緣膠布捆綁；然后可用線(xiàn)徑較粗的電線(xiàn)把三塊電池串聯(lián)起來(lái))，構成一個(gè)18V、4Ah的電池組。

步驟二：把與T21本本電源插孔(即本本上與電源適配器輸出端相連接的那個(gè)端口)相配套的插頭焊在電源線(xiàn)上(圖3)。


步驟三：雖然T21原配電源適配器輸出的是穩定的16V電壓，但根據實(shí)際經(jīng)驗，電器一般都有一個(gè)較寬的工作電壓范圍，在原電壓±10%甚至再寬些的范圍內，電器都能正常工作。根據筆者之前在T21上的實(shí)際試驗所得，額定工作電壓為16V的T21本本，在14~18V之間的電壓范圍內正常工作是不成問(wèn)題的。三塊蓄電池串聯(lián)后的額定電壓為18V，但在充電完成時(shí)，總電壓可達20V甚至還要高些，而接上負載后(工作電流在1.0~1.5A之間)一般會(huì )降至19V左右。由此算來(lái)，在放電回路中串上兩個(gè)二極管來(lái)降壓較為合適(一個(gè)二極管的壓降約為0.7V)，這樣輸送給本本工作的電壓是19V-1.4V=17.6V，為了防止出現意外，輸送給本本的最高電壓值還是保守點(diǎn)好(由串接的降壓二極管的個(gè)數來(lái)決定)。

把兩個(gè)P6A10二極管串聯(lián)(P6A10最大可通過(guò)的電流為6A，在這里也可用其它不小于5A的整流二極管來(lái)代替。注意：一般在二極管的一側有一白圈用作識別負極的標記，當然也可用萬(wàn)用表來(lái)辨別)，再把串聯(lián)后二極管的正極與蓄電池組的正極相連，之后取出步驟二中完成待用的電源線(xiàn)，把與插頭中間金屬片相連接的那端線(xiàn)頭和二極管負極相焊接，而電源線(xiàn)的另一端線(xiàn)頭則與蓄電池組的負極相連接(圖4)。此項操作完成后，用萬(wàn)用表測量一下插頭輸出端電壓的極性，特別要注意的是插頭中心端一定要是輸出電壓的正極，而包裹在外圈的金屬為負極(即與T21原配的電源適配器一致，見(jiàn)圖1右圈內，不同的本本可能會(huì )有所差異，具體情況請查看手頭本本電源適配器輸出端口來(lái)確定)。假如把電壓極性搞錯就很有可能把本本燒壞，那損失可就慘重了。為了防止因無(wú)意拖曳而使電源線(xiàn)與蓄電池組之間的焊接點(diǎn)脫開(kāi)，我們可以把電源線(xiàn)在蓄電池組周?chē)�環(huán)繞一圈并打一寬結，之后再纏以絕緣膠帶


步驟四：安裝監測電壓表。在外掛電池上安裝一只直流電壓表，能直觀(guān)地對電池的充放電情況進(jìn)行監測。在選擇電壓表時(shí)，一般在25~30V為好，具體還是要根據本本電源適配器輸出的電壓值來(lái)進(jìn)行推算。


            　　找兩根較粗的具有一定剛性的銅導線(xiàn)，把電壓表的正負極兩個(gè)引腳分別與二極管的負極、蓄電池組的負極相連接，然后用絕緣膠帶把電壓表固定在蓄電池上(圖5)。在這里，我們用電壓表監測的是蓄電池輸送給本本的實(shí)際工作電壓而不是蓄電池正負極兩端的電壓(因為中間隔了兩個(gè)降壓二極管)。因為這樣我們可以從電壓表的讀數中了解到外掛電池是否已接近放電終期，再決定是否斷開(kāi)外掛電池改用內置電池供電。
B.充電電路的制作。

            　　步驟一：改制充電器。為了簡(jiǎn)化制作過(guò)程和更方便于攜帶，筆者是利用現成的二手筆記本電腦電源適配器來(lái)改制成充電器的。找到的電源適配器的參數為：直流輸出24V、1.8A(也可以用市售的小型開(kāi)關(guān)電源代替，電流值最好能大一些)。把該電源適配器的輸出插頭剪除，在輸出電壓的正極焊上一只紅色鱷魚(yú)夾，在另一端焊上黑色的鱷魚(yú)夾(圖6)。



步驟二：選擇合適的充電電流，確定限流電阻的阻值。充電電流的選擇一般可以根據蓄電池組的容量、充電器能輸出的最大電流值以及實(shí)際應用需要而定。在本例中，筆者經(jīng)反復實(shí)驗，最終把10Ω、10Ω和8.2Ω三只大功率電阻并聯(lián)當作限流電阻，然后再串聯(lián)兩只P6A10二極管，接在充電回路中。

步驟三：安裝、固定降壓二極管和限流電阻。把P6A10和三只電阻的引腳盡量剪短一些，然后按上述方法與蓄電池組正極相焊接，(P6A10的負極應指向蓄電池正極，否則是充不進(jìn)電的)，最后用熱熔膠把二極管和限流電阻固定在蓄電池上(圖7)。要提醒各位的是，熱熔膠的固定點(diǎn)應在P6A10或限流電阻的引腳上，如果固定點(diǎn)是P6A10或限流電阻本身，會(huì )因為充電時(shí)二極管和限流電阻散發(fā)的大量熱量，使已凝固的熱熔膠再次熔化而失去固定作用。



制作完畢的外掛電池及充電器的整體外觀(guān)見(jiàn)圖8。

C.電池的充電。

            　　讓充電器的紅色鱷魚(yú)夾鉗住圖7中限流電阻外側的引腳，黑色鱷魚(yú)夾鉗住蓄電池組的負極端即可開(kāi)始充電。

            　　實(shí)際充電時(shí)，初期充電電流為1.12A，之后慢慢降低直至充電完成。整個(gè)充電過(guò)程須持續3個(gè)多小時(shí)，充電完成時(shí)蓄電池組的電壓為22.2V左右(斷開(kāi)充電電路后電池空載電壓會(huì )有所回落)。如果想減少充電時(shí)間，可以在上述限流電阻上再并聯(lián)阻值適當的大功率電阻(經(jīng)筆者試驗，當限流電阻阻值為2.2Ω時(shí)，充電電流約為1.7A，可以減少幾十分鐘的充電時(shí)間)，但充電電流也不能取得太大，否則不僅影響蓄電池的服務(wù)壽命，還會(huì )使充電器工作不正常。由于這種充電方式為恒壓充電，因而不存在電池過(guò)充的問(wèn)題，即使在充電完成之后不斷開(kāi)充電電路也不會(huì )對電池造成傷害。


            　　使用效果：

            　　把該外掛電池充滿(mǎn)電并靜置一段時(shí)間后，實(shí)測蓄電池組的空載電壓為20.2V，把電壓輸出插頭接入本本后降為19.6V，這時(shí)電壓表顯示的供給T21的電壓值為18.5V(即經(jīng)兩個(gè)降壓二極管后的電壓，注意，這時(shí)本本并未開(kāi)機)。為了了解本外掛電池的實(shí)際使用情況，筆者特意做了測試，并記錄了一些數據：開(kāi)啟T21電源后，調整顯示屏亮度為兩格(共7格)，這時(shí)電壓表的讀數是17.4V左右。把T21用于上網(wǎng)，工作70分鐘后電壓約降為16.7V，3小時(shí)后為15.5V，再放DVD碟片25分鐘后為14.3V，這時(shí)再用于上網(wǎng)，電壓有所回升(為14.8V左右)，直到電壓表讀數降至14V前還可正常工作40多分鐘。由此估計，該外掛電池用來(lái)上網(wǎng)的持續工作時(shí)間可以達到4.5小時(shí)。


            　　其它事項：1.當外掛電池電壓降至15.3~16V左右時(shí)(電壓表兩端電壓約14~14.6V)，應該停止對本本的供電，一是對延長(cháng)蓄電池的壽命有利；二是如果再繼續使用，有可能會(huì )因為蓄電池電壓太低而使本本內置的電池啟動(dòng)供電。


            　　2.如果要簡(jiǎn)化制作過(guò)程，也可以用市售的DC?DC(直流到直流)變換器(圖9)來(lái)替換降壓二極管所起的作用(如在本例中，可以找一塊12V、4Ah的蓄電池，再購買(mǎi)一個(gè)12V~16V的直流變換器)，這樣不僅省事，而且輸出電壓的穩定度較高，能使本本工作更可靠。只是費用和整個(gè)外掛電池的體積會(huì )相應增加，而且符合自己本本輸入電壓要求的變換器不易尋得。

價(jià)格低廉是本外掛電池的最大優(yōu)點(diǎn)(本例中，所有配件的總費用只有120元左右)，而體積較為笨重則是它的不足之處，如果對價(jià)格不是很敏感，也可以選擇市售的外掛電池成品，如市場(chǎng)上容量為4800mAh的鋰離子外掛電池可適用于絕大多數筆記本電腦，只是這類(lèi)電池的價(jià)格較高，需600元左右。

經(jīng)典

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