失传技术研究所小讲堂 篇六十六:自制笔记本移动电源

2019-08-28 21:31:43 23点赞 55收藏 14评论

创作立场声明:最后论文还是没写完……


自制笔记本移动电源


图吧的各位朋友,张大妈的观众,ACFUN的各位单身狗,你们好。今天带给各位的是一个个人很久以前的作品——DIY笔记本充电宝(移动电源

作为一个标准的有电子DIY背景图吧垃圾佬,自制笔记本移动电源也不是难事。


自制笔记本移动电源


看见网上这种笑SKR人的笔记本移动电源,咱看见了只能说这种玩意欺负没啥电路基础的人还行


自制笔记本移动电源


咱们都知道能量守恒,一般在电池本质没有区别之前可以认为能量密度是相近的,那么这种体积下的电池能储存多少电能就可想而知了

包括现在TB不少巴掌大的充电宝写什么10000毫安(时)20000毫安(时)充苹果手机五六次之类的我看了就想笑,莫非宁的充电宝用的核反应堆作为能源?怎么想都不存在的事

扩大电池容量最简单的方法就是增大电池体积,所以为何买笔记本要看拆机图看模具,就是要看看模具设计是否合理,笔记本内部空间有无浪费

在12年的时候,很多旧款笔记本电脑换个外壳就当新电脑卖了,那时候出现了很多笔记本明明没有光驱拆开一看却有空无一物的光驱位……有那空间干点啥不好,比如放块电池就能大幅增加续航


自制笔记本移动电源


总之,作为图吧垃圾佬,绝对不可能花200多块钱300来块钱买那种不大点的丢人玩意的

那种东西电池还没笔记本原装的大,能给电脑增加多少续航?不如买个电动车电瓶

电动车什么东西最值钱?电瓶啊


自制笔记本移动电源


为什么以前是偷摩托车现在是偷电瓶?因为一块好的电动车锂电的价值基本相当于一台电动车了(电瓶比空车值钱,电机之类的都不值钱),而一块普通的电动车电瓶可以储存以千瓦时计的电能,驱动电动车续航几十公里,这样的电力储备用于笔记本电脑太容易了,别说笔记本电脑,就是给台式机作为UPS后备电源也是绰绰有余的


自制笔记本移动电源


此外,电瓶比汽油值钱多了,而发动机比电机值钱,电机又重又不值钱,基本上旧电机价值相当于废铜废铁,这也是现在都偷电瓶而不是偷电瓶车的原因


自制笔记本移动电源


以前咱就有用电动车电瓶改充电宝的传统,过去咱用36V15AH的电瓶做充电宝的时候,可以给当时用的WINDOWS平板和手机提供数周按月计的续航

其实事情特别简单,就电动车电瓶+降压模块,手机和平板当时用的都是5V2A的QC1.0标准,这种铝壳电瓶(银鱼款)当年是500多(后来事实证明没必要上那么好的),降压模块便宜,20多。支持宽电压输入(24-84V),防反插保护等等,这种模块没啥高端功能,但是贵在稳定,白天电瓶拎下楼装车,晚上扛上楼充电充手机,熄灯后充电器充的电足够晚上给手机用+白天短距离骑行了

电动车电瓶其实没必要一定充满再使用,锂电方面,保持80%以下的循环能有效延长电瓶寿命

后来电动车咱有车之后是不骑了,但是这电瓶还在,还能继续充当移动电源使用


自制笔记本移动电源


笔记本电脑其实是个非常理想的负载,只要有直流输入就可以正常使用

电脑它不管电是哪来的(你用苹果微软当我没说),只要输入直流电的极性正确、电压在额定电压的可接受范围内,电脑就能正常使用外置电源工作

现代笔记本电脑基本都是内置稳压模块的,一般来说输入电压上下偏差不大都没问题。而且笔记本电脑不都是有电池的,就相当于自带UPS了,即使外置电源出现故障停止工作也不会出现事故损坏或丢失数据


自制笔记本移动电源


我们用的方案其实仍然非常简单,依然是降压模块,只不过降压模块的功率比较大,输出电压可调

配上笔记本用的专用电源线(拆机两块钱一条),装上电源线就可以正常使用了


自制笔记本移动电源


这就是降压模块的样子,降压模块本身因为效率较升压模块更高(这个是固定的,一般来说降压模块的效率都是比升压模块要高的,升压模块很难做到的90%效率在降压模块上可以轻易实现)因此在更小的体积下可以提供更高的功率,散热压力非常小。像是这个模块就号称轻易可以提供100W以上的功率,而且价格只要30多

调节右侧的电位器,使用机械指针万用表量好输出电压后,方可连接电脑使用

现代笔记本基本都是两线制接口,虽然不同厂家为了区分都用了专用插头,但是大多数笔记本的工作电压都在19-20V,这样降压模块在调整好输出电压之后可以依靠更换输出线兼容不同品牌的电脑。为此我个人将输出线进行了模块化改制,输出使用5.5*2.1接口以便更换不同种类的电源线,不必考虑重新换线时需要拆降压模块输出端子上的螺丝和重新确认电源线极性

(然而少数品牌如松下和IBM还在用16V的电压制式,这样的情况下有必要调节输出电压后使用)

虽然之前咱那个100块钱的松下三防笔记本(CFT8) 加上多块电池也能实现8+8+8小时的续航了,但是这样的续航是不连续的,没有外接电源的时候需要关机换电池,这样进度是不连续的。而且这样的长续航需要笔记本自身功耗不高,这样超低电压的CPU的性能并不令人满意,很多基础的任务都无法胜任的

笔记本电脑切忌颠倒极性输入外接电源,个人认为这样损坏电脑的风险很高。第一次使用降压模块作为电源的时候,最好使用万用表确认输出端极性电压均无误再上电

PS:每当给笔记本切换外置内置电源的时候就有种EVA的感觉……


自制笔记本移动电源


要是笔记本电脑内置电池也都只有五分钟的续航,那电池就基本失去了意义了

还真就不如抗个电瓶背个NUC迷你主机呢


自制笔记本移动电源


电路正规,有可靠的控制系统,有单独的稳压器存在


自制笔记本移动电源


这两个都是功率管,而不像升压模块是单管的,另一边硕大的散热器实际上是稳压管,吓唬人用的


自制笔记本移动电源


型号清晰可见

IRFB3607


自制笔记本移动电源


果然还是IR的MOS管

单看电压之类的参数并不高,但是功率也有140W了,两个管子标称功率只有100多W还是比较保守的


自制笔记本移动电源


电源方面仍然是36V15AH的电动车锂电池,但是这块是铁壳包装的。

体积上相比铝盒电瓶更扁,外观看起来也更方

这块全新的只要350包邮


自制笔记本移动电源


为了适应骑行的恶劣环境(颠簸)咱还在实验室做了个电瓶外壳使用至今,真的起到过保护电瓶的作用

当初一开始咱骑电动自行车,用36V的电瓶就够了。后来咱买了个电动车空车,原车是6块电瓶72V,空车便宜三四百块钱,一问电瓶要价1200


自制笔记本移动电源


我当时一算账发现自己反正都有一个36V锂电了再买一个容量一边大的36V锂电想办法给它串联起来不就有72V电瓶了,别说,还真管用,这样电瓶还可携带了车也能开走了

(原车其实是72V20AH的电瓶,但是咱当时简单算了算电机可能的功率发现用俩36V15AH的电瓶骑这车除了锂电的满电电压比铅酸电瓶略低导致车的极速可能下降,剩下的参数无论是寿命还是实用性都远远高于花1200去买原装电瓶)

后来车不骑了这电瓶还在,说实在的车想要随时装上电瓶就可以骑走,这电瓶咱要是没了车也就没意义了


自制笔记本移动电源


输出端为了防止可能的短路事故咱用了胶封——热熔胶封死

原则上电源输出要用公头,因此咱简单装了个5.5*2.1公头用于连接笔记本专用电源线


自制笔记本移动电源


笔记本电源线当然就用母头转接了,安装的时候注意免焊端子上的正负极标识,装好直接胶封,日后使用起来换线只是插个插头的事,非常方便针对不同型号的电脑更换电源线

颇有种模组电源线的感觉(当年做这个的时候咱还没见过模组电源,也不组装台式机)


自制笔记本移动电源


电动车电瓶和普通的家用电源不同的是,为了避免短路事故通常都是母头的,要想提供输出需要转接线,咱这个电瓶的主输出是T头的,充电口是圆头的,这两条线和电瓶之间都有保护板

如果用这条线把电瓶的输出端和充电口连接,就会BOOM……并不会,什么都不会发生。这两条线上的电压是相同的,所以并不会像一般的充电宝那样自己充自己

而且真的就是短路电瓶,在输出线熔化烧断之前电瓶的保护板也会有所动作暂时切断输出,以前咱用可拆卸手机电池带小电机的时候就把手机电池保护板直接过载保护过,手机电池保护板认为输出功率过大,不符合手机的正常使用环境,就把电池的输出切断了,正常来说正规的电动车锂电应该也有这套系统,不过咱一直没敢试……


自制笔记本移动电源


说到避免短路使用母头这种事情,不得不说现代电动车一个经典的迷惑设计就是品字线母头

大家都看见过电饭锅,也都知道台式机电源基本都是这种品字线。刚才说了电动车为了避免电瓶被短路普遍采用母头,然而品字插口的母口,电极是裸露的……

经常有熊孩子抱着看见洞就像插的原始本能就拿着钥匙硬币等普通导体奔着电动车充电口就插了进去……然后一路火花带闪电,电光火石之间熊孩子的手散发出了庙会烧猪蹄的气味,同时还有故意损毁人民币的罪孽

原因也简单,旧式电动车不是说了都是铅酸电瓶的吗,这种电瓶最大的特点就是成本低廉,皮实耐艹(寿命来说却非常不耐用,远远低于锂电的寿命),而且有成形的回收产业链,旧电瓶不能用了厂家回收之后砸碎了提取铅板就能继续做电瓶卖钱,如此往复循环财源万世不竭。然而正是因为铅酸电池这种充电充过了还能用的特性,导致绝大多数的旧式电动车电瓶都没有装备保护板,因此充电口直接连接电瓶,没有一点保护可言。短路充电口就是直接短路电瓶,充电线的那边连着上千瓦时的电力,焉能不炸?

所以说不是什么洞看见就能插的 道路千万条,安全第一条,玩电不规范,亲人两行泪。


自制笔记本移动电源


这次咱用的是200块钱收的这个X200作为演示范本,这个机器的最大特点就是性能强劲,续航兼顾,是笔记本电脑中的经典,这次咱只带本机,不带扩展底座演示笔记本移动电源的使用

买老THINKPAD千万不要买带S后缀的,买带T的都不要带S的,带S后缀的是低压U,续航相比标压笔记本移动U并没有高多少(L9300 15W P8600 25W,续航来看少10W对整机续航的提升微乎其微可以忽略,远远不如增加扩容电池来的有性价比),性能还低很多。因为发热低,所以厂家通常会对散热设计进行缩水导致低压U并没有想象中的清凉反倒因为性能不足经常满载更容易热到缩肛降频,得不偿失


自制笔记本移动电源


这机器用9芯扩容电池可以轻易达到5小时的续航(使用固态硬盘


自制笔记本移动电源


即使带加了机械硬盘的底座,这机器续航仍然可达3小时,完全没必要买X200S


自制笔记本移动电源


装包效果演示

这东西本身就电瓶重,降压模块非常轻便比这笔记本原装的电源还轻,但是加上电瓶之后这套系统的战斗重量就非常重了……比电脑重很多 但是毕竟这是锂电,在可以携带的程度上来说是咱能用得起的最强的移动电源介质了 如果换成铅酸电瓶,要达到同样的续航电瓶的体积和重量就不可接受了

实际上如果不是持久战的话,单论这台电脑其实大多数环境下续航是够用的

10.8V 6600mAh的扩容电池也能提供70多Wh的电能了,可供笔记本电脑在70W下工作一小时,相当于0.07度电

不过和540Wh的电瓶相比,这点电也就不算什么了

因为电瓶没有经过逆变器升压再经过开关电源降压,直接经过降压模块,因此典型效率按95%计算的话,这个电瓶理论上也能为这台电脑继续提供36小时的续航

上学带电脑主要是因为论文没写

自制笔记本移动电源


X200的散热本身是没毛病的,纯铜散热鳍片,纯铜散热面,热管传热……这机器咱拆过,具体就不多说了,之前拆机对换主板的教程应该还在。

单论本机来说,自带三套PCI插槽+EXPRESS卡,让这台机器提升空间很大,可以轻易改装MSATA固态(我没改直接换的SATA固态),外接显卡,USB3.0等也更是不在话下

其实很多学生上大学之后忽悠家长给自己买好电脑其实真的只是为了在寝室玩游戏,作为一个垃圾佬,咱之前还在用X60,也一样上学交作业。真正说用电脑也就是写报告、画CAD之类的,要么就是在实验室下载资料,除了3D建模那会儿需要显卡好点CPU高点的电脑(学校还有),平时没感觉用这玩意和用I5I7有啥区别

你报名用I7也还是一样卡


自制笔记本移动电源


这台电脑相对而言体积较小,可以在车内使用。因为有小红帽指点杆所以没有鼠标一样可以很流畅的使用

键盘码字的手感很舒服,屏幕上方有键盘灯可供夜间使用。除了指纹识别模块以外剩下的这机器上的大多数设备都很实用


自制笔记本移动电源


实际使用效果


自制笔记本移动电源


电脑正常识别外接电源


自制笔记本移动电源


最后说下这个电脑的底座吧


自制笔记本移动电源


其实这个电脑的底座虽然产量很大,但是其实还是有点问题的

这机器底座虽然加了DP,但是不支持HDMI,得买转接头这倒是小事

这机器的底座不支持光驱位电池,X60加了底座和T60一样的光驱、光驱位电池,到了X200这代全都不管用了,接口换了

原先上到T42下到T60通用的光驱,全部换成普通的SATA接口了

仍然是9.5mm薄款,这点倒是和之前一样。之前咱和同学就通过光驱厚度成功识别了TB奸商用R60冒充T60妄图瞒天过海的阴谋

俩机器除了光驱之外基本都是一样的,R60的散热规格有所缩减是铝的


自制笔记本移动电源


这样带来的好处是这个机器底座加硬盘位非常便宜,这样的薄款硬盘光驱位转接托架最便宜才15块钱,买回来拆了挡板就能完美兼容。至于光驱就贵了,薄款刻录机可是很贵的,而且买回来总不能也拆挡板吧,就得考虑重新切割挡板,这需要花费手工,实际上这样的光驱和联想出的光驱比也没便宜多少,虽然也能正常识别使用但是这么折腾其实还是非常令人不爽的

总之在现在这个笔记本全部抛弃外置电池改用内置聚合物电池的时代我也不太清楚现在的笔记本续航有多长,应该都有四小时吧?所以自制笔记本充电宝只是比较极端的一种情况下的应对措施,如今看来并不是非常必要。如果有长时间在户外脱离电源的环境使用,可以考虑这种方案。否则旅行什么的买个车充也就完了,老款笔记本能加扩容8芯9芯电池,也不知道现在的新款电脑还有几个能这么操作

作为过来人其实并不鼓励小白自己折腾,出岔子将自己陷入危险境地的可能性很大。电动车电瓶再怎么看也不是非常安全的,虽然肯定有比罗马仕安全的自信,但是解决问题的最终方法是出门找电源,哪有220V赶紧接上,再大的电瓶也不如国家电网好用,这点一定要记住

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