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筆記電腦是一直插著電源好,還是應該每次等電池用沒電再充好?

2019-05-29數碼

謝邀 @Ronaldo。這個問題很老了,也有很多答案。我同意高贊答案:如果大家不怕麻煩,為了達成多用一段時間的電池的「崇高」目標,應該不要一直插著電源。這的確會縮短電池壽命, 盡管不大 。這是為什麽呢?秉承把原理說清說透的一貫羅嗦標準,我還是要從頭說起。文章最後有些不插電問題缺點的討論,別錯過哦。

筆記本電池是什麽?

現代筆記本電池都是智能電池,包括蘋果MacBook,盡管它不好拆卸(不是不可以拆卸)。關於智能電池,我在這篇文章中對智能電池做了簡單介紹:

很多筆記本電池是由幾個電芯+一塊控制板組成。

MacBook的盡管不是這麽low,結構原理也差不多:

所有的鋰電池都帶有自我保護電路。一個最簡單的保護電路至少需要包含以下這些要素:

Protection IC: 帶有雙向充電和放電保護,在過充或者過放時斷開電路,以策安全。

Fuse: 在緊急時刻熔斷電流,是最後一道保險。

有些筆記本電池真的就是真麽簡單。而大部份主流筆記本除了這些還有Smbus控制器和選配的充電控制器(charger)。而Macbook的稍微復雜一點:

註意圖中幾個紅字,它們三個芯片構成了電池控制的核心。最右面兩個是保護芯片,而bq20z80是智能電池管理芯片,德州儀器出產。我把它的連結放在擴充套件閱讀1裏,感興趣的同學可以仔細研究一下。它整合了smubus控制器、Charger和庫侖計。它有Flash,有固件,可以跑code。

誰在控制充放電?

看了前面的描述,心急的朋友一定會脫口而出,智能電池自己唄,TI的bq20z80難道是吃幹飯的?這只能說部份正確。

如果我們仔細閱讀智能電池標準(擴充套件閱讀2),我們就會對智能電池充電控制器Charger是選配的,有些智能電池並不含有Charger。而有Charger的Macbook電池和大部份Windows筆記電腦,Charger也只是透過Smbus總線報告它「想要」的充電電壓和充電電流(ChargingVoltage()和ChargingCurrent())。一個神秘的人在背後操縱著一切,它聽取智能電池的報告,並結合自己的小算盤來為筆記本充電。那麽問題來了,這個神秘的黑手到底是誰?

是BIOS嗎?答案是否定的,BIOS只有在CPU上電的時候開始在CPU上執行,而充放電則需要關機、開機和執行時都要工作,是個和CPU無關的自洽系統。排除所有的不可能,真相只有一個

那就是EC。EC(Embed Controller),它是一個16位元的小芯片,它與伺服器中的BMC類似,掌控筆記電腦的方方面面。它最早脫胎於筆記本的鍵盤控制器,現在筆記本上諸多特色功能,背後都有它的身影。充電指示燈為什麽會亮?EC在合適的時間讓它亮;風扇為什麽狂轉?EC覺得你的CPU太熱了;各種功能鍵和上面的小燈也是它的功勞。甚至關機後EC還在不知疲倦的工作,它的特色功能也是筆記本廠商要發力的重點。

正是EC,它在幕後掌控著充放電過程。作業系統對電池狀態的了解也透過BIOS報告的EC ACPI Method來和EC溝通。

充電策略和電池老化

盡管鋰電池技術還在演進,但是充電技術已經相對穩定。盡管不同廠家有自己的小技巧,總的還是基本不變的:

來源:batteryuniversity.com

盡管鋰電池壽命一般用充放電次數來衡量,但一直插著電源,並不會大幅減少充放電次數。原因一是EC和Charger並不會那麽傻,不會100%一直沖,一般有個閾值,例如96%等才開始沖。而是整個充放電次數是Full Charge,即完整一次充放電,而96%到100%並不算。

既然對充放電次數影響不大,那麽為什麽還不能一直插著電?因為會加速電池老化。正如弓弦一直張著會讓弓弦松弛一樣,參照batteryuniversity.com的一句話(參考資料3):

Besides selecting the best-suited voltage thresholds for a given application, a regular Li-ion should not remain at the high-voltage ceiling of 4.20V/cell for an extended time. The Li-ion charger turns off the charge current and the battery voltage reverts to a more natural level. This is like relaxing the muscles after a strenuous exercise.

那麽什麽是正確的電池保養姿勢呢?根據電池大學數據:

來源:batteryuniversity.com

在65%到75%之間反復充放電時間最長!我們完全可以在電池充電策略裏改成這樣,來延長電池壽命。

結論

看到最後bullshit結果,我能說一句好麻煩嗎?電池使用的不是供起來的,現代筆記本不能夠做傳家寶,3-4年後就應該考慮換掉了。當然也可以光換掉電池,不過這裏需要提醒的,EC對電池可不只充電,為了保護大家不被假冒偽劣電池影響而發生危險(別打我,筆記本廠商說的),很多筆記本廠商還「貼心」地幫忙驗證電池的「正宗性」。透過Smbus的認證過程很簡單,分分鐘就可以讓你的廉價電池不能充電。購買需謹慎。

還要提醒為了讓電池多用幾天而不辭辛苦的同學, 不插電,筆記本效能會下降 。盡管我們可以調整電源管理策略,試圖給筆記本打雞血。但EC在發現筆記本電池小水管供不上幾個耗電大戶的需求時,為避免黑屏重新開機這種不愉快的事情發生,會主動限頻的。尤其是遊戲本在玩遊戲的時候,還是插著電源吧。

電池過放電對電池影響很大,過久的過放電池需要重新啟用,十分麻煩。當然零電不是過放,零點後再空置一段時間後就可能過放。朋友們一定註意。

BIOS培訓雲課堂

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擴充套件閱讀:

[1]: http://www. ti.com.cn/cn/lit/ds/slu s681b/slus681b.pdf

[2]: http:// sbs-forum.org/specs/sbd at110.pdf

[3]: https:// batteryuniversity.com/l earn/article/how_to_prolong_lithium_based_batteries