如何来判断电池是几芯的？笔记本电池如何延长其使用时间和使用的寿命

使用可充电电池

使用可充电电池是笔记本电脑相对台式机的优势之一，它可以极大地方便在各种环境下笔记本电脑的使用。最早推出的电池是镍镉电池（NiCd），但这种电池具有“记忆效应”，每次充电前必须放电，使用起来很不方便，不久就被镍氢电池（NiMH）所取代，NiMH不仅没有“记忆效应”，而且每单位重量可多提10％的电量。目前最常用的电池是锂离子电池（Li-Ion），它也没有“记忆效应”，与NiMH相比，每单位重量可获得更多的电量，价格也比NiMH高一倍。在同样重量下，这三种电池的使用时间比是1：1.2：1.9。

目前笔记本电脑使用的电池主要分三种：1.镍铬电池、2.镍氢电池、3.锂电池；它们一般表示为：镍镉NI-CD、镍氢NI-MH、锂电LI。

在购买或是更换笔记本电池的时候，对于很多使用者来说，“电芯”也许是陌生的。首先声明，电芯和电池是两个概念。一个电池是由若干个比拇指稍大，圆柱形，高约7，8厘米，电压为3.6v的小单位组成。他们就是电芯，就像一个个小电池，经过串联组合，就是我们看到的电池了。接着说说如何来判断电池是几芯的：

一个办法：把电池拔下来看他触点的个数，有几个就是几芯的了。不过这是“大臣”的办法。我们来看看“曹冲”是怎么“称象”的：看一看你的电池标称多少v的，比如14.4v，然后除以3.6得到4，则证明是4节电池串联一起。然后再看看整块电池的容量，比如3800mAh，则证明有两组上面说到的串联电池组，因为那些小电池容量为1500－2000mAh，甚至更多，必须两组才能达到3800mAh。根据这两个判断，则这个电池是4×2＝8芯的。

笔记本电池的构成

笔记本电池由外壳、电路板和电芯组成，属于锂离子电池。一般人们所说的电芯就是指电池内电芯的数量，mAh是指笔记本电池的容量。电路板主要由保护电路（或二次保护电路），以及容量指示电路两个部分组成，对笔记本电池的充放电及安全性进行管理。

笔记本电池的待机时间主要由mAh值来决定。一般情况下，电芯数越多，mAh值越大，待机时间越长。笔记本电池的寿命主要由充放电次数来衡量，品质合格的产品一般为500-600次。所以，笔记本电池有效使用期为2年以内，过期电池就会老化，待机时间急剧下降而影响笔记本电脑的移动性。

笔记本电池使用技巧

其实，怎样用好笔记本电池电池，如何延长其使用时间和使用的寿命等问题，无疑是困扰在广大笔记本电脑用户心头的一个难题，笔记本电脑电池的使用方法及技巧有多种，这需要我们在平时使用中多加学习和应用。

（一）快速进入休眠状态

暂时不使用笔记本电脑时，为节约电池能量，我们可以通过设置电源管理方案，使系统在一段时间后进入休眠状态，但这或长或短都要等上几分钟，有没有办法使笔记本电脑系统马上进入休眠状态呢？

使笔记本电脑系统快速进入休眠状态的一个简便的方法，就是直接关闭显示屏。按下显示屏只是举手之劳，就可以使笔记本电脑马上进入休眠状态，有效地节约电池的能量。当需要再次使用的时候，只要打开显示屏，系统就会自动回到操作前的状态。

（二）屏幕节电方式

TFT屏幕是笔记本电脑中耗电最大的部件，为了在使用电池的时候减少它消耗的电能，笔记本电脑厂家各出奇谋，不过一般来说都是采用降低屏幕亮度，甚至是关闭屏幕的方法。

在部分笔记本电脑的电源管理设置中可以自定义屏幕的亮度，大多数笔记本电脑可以通过特定的快捷键调节屏幕的亮度，一般都有6～8级的亮度调节。

（三）进行节能设置

台式机使用的是交流电，大多数人对电脑的节能功能未必很重视，但对于需要用到电池来供电的笔记本电脑来说，节能功能的使用就应该受到重视了。电脑硬件如何设计得更节能，这不是用户要解决的问题。用户能做的是在电脑设置上有效地使用节能选项。

节能设置有两处需要用户进行调节：一是在电脑的BIOS设置程序中有关于节能方式的设置；最重要的是在操作系统中有许多节能设置和操作。微机系统在实际执行时，Windows系统中的节能设置应该优先于CMOS中的设置。

1.BIOS中的节能设置

在CMOS设置中，大都有一项“PowerSavings”，其中可以选择“MaximumBatteryLife”和“MaximumPerformance”等多个选项。“MaximumBatteryLife”是缺省的节能模式设置。笔记本电脑的节能模式有几种状态，如IdleMode空闲模式、StandbyMode待命（等待）模式、SuspendMode悬挂（休眠）模式。笔记本电脑上的这些设置，之所以能够调节电能消耗，主要是在电脑进入节能状态后，适时地关闭一些不需使用的系统设备。如在等待状态时，关闭显示器和硬盘；进入休眠状态后，除了关闭显示器和硬盘外，还可以将内存中的内容保存到硬盘，整个电脑系统基本维系关闭状态，一旦激活或重新启动计算机，桌面将精确恢复到休眠前的状态。在CMOS中的节能设置，主要是设置由IdleMode进入StandbyMode的StandbyTimeout的时间，设置由StandbyMode进入SuspendMode的SuspendTimeout的时间。笔记本电脑使用PhoenixBIOS的居多。不同的BIOS节能设置可能有些不同，应该认真阅读屏幕提示。

2.Windows中的节能设置对于一般用户来说，在Windows系统中进行节能管理可能操作更明了简单一些。Windows的帮助文件中，在“管理硬件和软件”条目下，有两项与笔记本电脑节能有关的内容：“管理能耗”和“使用便携机”中的“管理便携机上的电源”。在进行Windows节能设置前，应读一下这些内容。

在Windows的“控制面板”中，单击“电源管理”，就可以打开“电源管理属性”对话框。在“电源管理属性”对话框中，应该将“电源使用方案”设置为“便携型/膝上型”，并合理安排“系统等待”、“关闭监示器”、“关闭硬盘”等选项。不同的电脑能操纵的选项会有一些差异，新出厂的电脑和最新的软件会多一些可操作的选项，详细的设置应该根据电脑本身的功能和Windows帮助文件来进行。

此外，如果你的笔记本电脑内置红外端口，不用的时候禁止它，也可以延长笔记本电脑电池的使用时间。

（四）报警设置

设置电池电量报警功能可以及时对用户给予提示以保存信息。方法是点击打开“控制面版”，双击“电源”选项，点“警报”菜单栏，“电池不足警报”栏Windows98默认为10%，“电池严重短缺警报”栏Windows98默认为3%，可根据需要进行适当的修改。点击两者的[警报响应]按钮，把“声音警报”和“显示消息”都选中，“电力水平”可不选。这样当电池用到报警界限时，会自动跳出一个警告窗口，并且蜂鸣器发出报警声，以提示使用者及时保存信息。最后点击[确定]按钮退出电源管理设定。

（五）开启节能功

能在“延长笔记本电池的使用时间技术”一段中我们已介绍过，节能功能是一项CPU使用的技术，它可以让会让笔记本电脑的性能发挥与其电池使用时间之间达到最佳的平衡。大多数新型号的笔记本电脑在BIOS中都对CPU的节能技术给予了支持，默认状态下是开启的，如果没有开启只要进入BIOS将支持选项打开就OK了。

（六）使用第三方软件

监测电池的使用状态除了Windows内置的电源管理功能外，还有不少工具程序可监测电池的使用状态。例如PowerCenter是一个电源监测工具，可免费下载（http：／／meMBers.xoom.com／TimothyBug／powercenter／index.htm）。只有800KB，是一个专为笔记本电脑服务的软件。PowerCenter除了显示电池量百分比外，还以时和分显示实际可使用的时间。

PowerCenter共有3种显示方式。
（1）FullDisplay：在打开的窗口内显示详细资料，包括使用电池还是交流电、电池剩余的百分比及可供使用的时间等。
（2）CompactDisplay：在使用中总是在窗口顶部显示。
（3）MinimizeDisplay：使PowerCenter缩小到Windows的任务栏中，显示的信息相对简单。

PowerCenter还附设有一个控制中心，最多可以做出6种警告提示。当电池—下降至某个程度时，向用户及时提出警告，保存正在处理的文件。为了不浪费电力及CPU的资源，PowerCenter自动检测电池状态的变化。

（七）故意用光电池

定期用光电池，以确保进行完全充电。若需要完全用光电池中的电能，具体做法是：在PowerManagement对话框中，选择BatteryDrain这种特定电源模式，将其所有的三个RunningonBatteries选项均设置为Never，这样笔记本是电脑就会持续运行。选择该模式，然后进入Alarms选项卡，取消对LowBattery和CriticalBattery警告复选框的选中标记（这样，当电池电力不足时，机器不会进入暂停状态）。接下来，让计算机运行大量占用CPU时间的任务，例如电脑自动运行一些计算复杂的3D演示程序，这样很快就能用完电池中剩余的电能，当然进行这些处置时别忘了要拔掉交流电插头。

Q1：如何检测电池电压？在我的应用中，需要动态地检测电池的电压。而我的系统限制只能提供一个数字I/O。请问我如何才能有效的检测该参量？

A1：从工程角度讲，我建议你增加一个可以利用单个I/O通信的器件来实现电池电压测量等功能的芯片，如Maxim的1-wire电池管理器件DS2762或ADC芯片DS2450。
做为技术的讨论，如果这个数字I/O是唯一的资源、系统有计时器可用和打算在软件上花些功夫，还是有可能粗略测量电池电压的。具体的做法与能提供的I/O输出的逻辑电平有关，要用到输出和输入两个状态。这个方法需要用输出0电平和电源电压为电压标准值，用输入的甄别门限Vt作电压检测。

测量时首先把I/O设为输出逻辑0（Vz），通过一个电阻R1使一个电容C上的电压下降到比I/O当作输入时的逻辑高电平门限值还低的初始值，这个电容通过R2与拟测量电压E的电池上。平衡后电容上的电压VC即Vz和E的压差经过R1和R2电阻串的分压结果。这个I/O除了通过R1与这个电容相连外，还需要通过一个电阻RV上拉到电源电压。然后把I/O从输出改变为输入，同时开始计时。由于RV的上拉作用，电容上的电压将逐渐上升。待I/O输入看到的电压上升超过高逻辑电平时，停止计时。这个过程中计时器所计到的持续时间T与Vz，E和Vt有关（但不是直线关系）。做为逻辑器件，Vz、Vt都不会很稳定，因此这个办法只能得到非常粗略的电压值。

Q2：自恢复保险丝与一次性保险丝怎样选择？相对于一次性保险丝而言，自恢复保险丝可靠性较差，响应时间较长，而且额定电流做不高；为什么目前的电源设计中多采用自复保险丝？是不是行业标准或者国家标准建议使用？

A2：首先，也不是所有一次性保险丝都快，例如砂管保险丝就慢得很。如果我为电源产品选择保险丝，只要功率不是很大，我会选自复保险。最主要的原因是不会因为意外损坏招致退货或者返修；如果连自复保险都烧坏了，客户大概也不好意思找我了。其二是自复保险丝的连续运行寿命长，基本不存在影响实际应用的老化。对于中小功率电源，基本上其电路元件都有足够的裕量和内在的限流机制，等着自复保险断路是没有问题的。较大功率的恐怕是不行的，如果不做考虑、短路浪涌就可能烧坏很多部件。另外，从机理上看，如果电流太大，接触分离的过程就很可能烧毁自复保险。

我不能确定你讲的可靠性差是不是也包括了动作电流不准、断流不彻底等问题，还是只是失效率高。我估计前两项是受其工作机理限制，应该是赶不上一次保险丝的。失效率高的问题不应该，如果与其发热有关、至少可以通过选大一点的动作电流可以改善。我没有见过规定采用自复保险的标准，只是有些标准规定了发生过流时的动作或是不是要自复。如果要求有自复功能，肯定选自复保险要比自复电路来的便宜。

Q3：电池保护电路， 对于电池保护板的测试如何进行？需要什么仪器设备？

A3：测试需按生产过程品质保证和设计特性验证两个方向设计；其中一个侧重产能效率和关键参数，另外一个则以实用、全面为目标。一般更需要关注生产测试设备；如果贵公司计划大量生产，最好是自制若干专用装置配合一般标准设备（直流电源、数字面板表）即可高效率地完成生产测试。可由自制设备完成电压、电流的简单扫描以及触发电压、电流的短时间保持和显示即可（此处考虑测量2个电压门限、1或2个电流门限和耐压能力）。

Q4：关于多串电池提前报警问题。我是做锂电池保护回路的，我想问下专家现在有没有对多串锂电池保护和容量低时提前报警的IC，因为现在锂电池保护IC中多是只针对锂电池保护设计，没有考虑到用户使用时提前报警的问题，我想寻找一款能在单体电压保护前就能提出报警的IC。

A4：可以肯定地讲，目前没有这样的芯片。目前可以提供类似功能的通常是一些“系统”，而不是芯片。形成这个局面的原因一方面与锂2电池排的“高贵”历史有关，另外一方面也与电池残余电量估测的复杂性有关。锂2电池的放电量与包括温度、放电电流在内的放电条件，短期历史表现均有很大关系；需要不断的自修正方可比较有效地估算残余电量。这样的系统在笔记本和高档PDA里面都可以见到。基本上的方法都是采用电量计配合参数修正的办法，如OCV修正法等。

Q5：请问对于两节干电池的升压芯片都有哪些？我现在做得一个系统，用两个干电池供电3V，但是其它部分还需要5v、12v的电源，电流可以小点，能否提供一些常用的芯片呢？

A5：用2节干电池产生3V的条件比较特别；新电池开始使用时有一段时间需要降压，以后的大多数时间里要进行升压。选择一个电源组合还需要更多的参数，如对输出电压稳定性的要求、效率（即预期负载条件下的工作时间是多少）和尺寸限制等。从成本、效率综合来讲，MAX711是3V输出电源的一个选择（可从1.8V起工作）。另外两组电源的选择余地较大，如MAX1677、MAX1817等都可以。如果5V或12V要求的输出电流畸小，或者某组输出对稳定性的要求不高，还可以考虑其它的组合解决方案。

Q6：采用碱性电池供电的超低功耗LDO电路设计咨询。我们现在设计一款产品，需要采用四个碱性电池供电驱动小电机，并采用一个LDO降压给芯片使用。其中电池电压是6V左右，IC电压是3。3V，现在选用了一款GM6250的LDO，他的待机电流是1uA，那么我们应该选用什么样的电容，保证小电机启动瞬间不会造成LDO输出过大的波动，以及保证纯粹休眠待机时候漏电最少。我们希望电容漏电也就1uA左右吧，小电机启动瞬间工作电流有1A，然后快速下落到200ma左右。

A6：电容漏电不是问题，几乎任何一般的电容都不会有太大的漏电。但是电容大了以后LDO会不稳定。靠加电容解决不了电压下降的问题，只有巨大的容量可能背的起来1A的堵转电流。一般是山不转水转，如果背不动电机就转而使那些对电压变化敏感、但电流不大的其它部分的电压不要受到堵转期间电压下降的影响，而放任电机部分的电压下降一段时间。

Q7：请问两组dc to dc Converter各应用于正及负电压输出（同一输入电源）要如何应用？

A7：如果选择两个分离的芯片实现这两个电源，则正电源的可选范围大得多、基本上可认为是很常规的。空间不是很大的情况下，如果不能同步两个电源、则这两个电源从前一级吸入电流总量的起伏与这两个电源的频率之间的差频有关，可以看到明显的“差拍”起伏。这种差拍如果落在百到数十千周的范围内，则难以由前级电源和储能电容消化。这两个电源中至少一个应该是可同步的，需要跟踪另外一个电源的频率。两个电源还应该做到错相配置，使他们不会在同一个时间从电源吸取电流、以减少对源端滤波的要求。这牵涉到另外一个要求：从系统上电顺序和安全的角度出发，那个电源更需要保证持续（主从性）？

的确，Fly-back架构在变压器方式中是比较简洁的。但是不是采用Fly-back架构还与其它条件有关。上次少问了一个问题：那个28V是稳定的吗？看起来这两个电源像是一个系统中的下级子电源，有可能该28V是可以保证的。如果该28V是可以保证的，则最简单的方式是自制一个变压器驱动器、利用变压器产生略大于+/-15V的非稳压DC，然后利用线性稳压器产生稳定的+/-15V。对于15V的输出来讲，2-3V的压降对效率的影响不大。

可以肯定，正电源用一般的Buck结构不会有问题。但对于负电源来讲，从+28到-15V的电压变化幅度很大、电流也不小，实际设计的难度不低。一般可见<1A的基于电感的Inverter具体实践。我建议在负电源侧考虑Fly-back结构。

还有一个问题：你肯定制变压器吗？待明确正负电源的主从性和28V的条件后，我们再来讨论可以有哪些选择。

MAX1654是一个不错的选择，只用单个控制器和一对开关管就可以实现两路受控制的输出。其不足是并不是错相的，同时全部能量首先需要注入到+15V点输出电容，让后将一部分再转移给-15V输出。这样对输入和+15V的储能、滤波要求会高一些。但由于只使用了一对开关管，又是同步整流结构，整体的效率和成本在这个功率上还是有竞争力的。还有一点就是需要调整反馈和过流保护部分的采样电路，以使其适应+/-15V的输出（Datasheet上提供的电路是<6V的）。

Q8：USB充电时，USB的中间两个管脚的接法单节锂离子电池升压到5.3V后，使用的的升压芯片是SP1308，但是在给其他带设备供电时，保护电路里的mos管发热过大。USB的中间两脚我是让它们处于悬空状态。在进行USB接口的充放电时，中间的信号脚如何接呢？

A8：看起来你说的是好几个问题；第一个问题是不是讲，当利用锂2电池通过升压芯片SP1308对外提供5.3V电源时、保护电路里的MOS管发热严重？我相信你一定是讲超乎寻常地发热；如果只是正常由于电流过大发热，大概你就不会当个问题提出来了。我没有找到SP1308的Datasheet，也不好判断是不是其转换效率有问题。另一个需要提醒你注意的是不要让瞬态大电流脉冲流过电池，这除了引起异常发热外、对电池寿命也极其不利。

第二个问题比较复杂，与你做了个什么东西关系很大。有关的标准有YD T1591-2006，USB Charger 2.0， USB 2.0， OMTP， USB OTG等，都可以从网站上查到。如果你要做的是USB的手机充电器，短接那两条线就是了（似乎不像你说的产品）。

Q9：镍氢电池的放电终止控制。我们现在有一个项目，12V电池组，平均放电电流5-8A，峰值10A，EOD：9V，要求做放电终止控制，但问题是，静态功耗可以达到多少？因为电池可能发货后，经过很长时间，如果静态电流太大，会造成电池过放电。

A9：总体上看，NiHM的自放电率是比较高的， 最好也就是起标称Ah容量0.001-0.002%。过放保护终止电路的静态功耗（电流）可以参考自放电电流设计（如果比自放电小得多没有实际效果）。从你的电池看，几十uA的静态电流不会有问题。MAXIM有很多基准+比较器组合可以工作在1-2uA，慢速（基本上是静态）驱动NMOS或PMOS均不需要太大电流。再小心设计供电环节的耗电，这个电路应该可以做到<10uA。

Q10：充电器和电池保护电路的融合已经实现了吧！?很多家公司都称自己的充电控制IC是集成方案，带智能保护。为什么专家还拿出来讨论，称部分融合，难道还需额外的保护电路？

A10：的确，包括MAXIM在内的许多家公司都有这种带有保护功能的产品。实际的融合的困难不在于电路设计，而在于对安全管理的尊重和行业分工习惯的延续。设计和制造带有滇池保护功能的芯片很容易，甚至也可以做到在同一个硅片上实现保护部分和充电控制部分的单点故障安全。但即使是这样做了，与由电池厂家在电池内部配制独立的保护电路比较也没有多大的成本优势。只有小电池和少量的不允许用户换电池的应用在使用没有内置保护电路的电池。从行业分工看，采用带有内置保护的电池包将由电池厂负责电池包的安全设计，责任划分清晰。如果把充电及保护一体化到一个芯片里，则这个芯片与电池的安装关系需要保证靠近和不可被轻易改动，基本上需要放到电池包里。这将带来散热、通用性以及与通用性有关的成本控制等一系列问题。电量计与保护电路的融合的实际推广高于充电器与保护电路的融合，而利用电量计可以完成充电的判决功能、可以认为是一种部分融合。