Ремонт принтеров, сканнеров, факсов и остальной офисной техники


назад Оглавление вперед




[67]

Литий-ионные батареи (Li-Ion)

В качестве современного промышленного стандарта литий-ионные батареи обеспечивают более продолжительное время автономной работы ноутбука, чем никель-кадмиевые и никель-металл -гидридиые технологии. Литий-ионные батареи нельзя зарядить сверх меры (благодаря специальному заряжающему оборудованию), они хорошо удерживают заряд. Они имеют исключительно высокую энергетическую плотность, поэтому батарея определенного размера может хранить большее количество энергии, чем батареи на основе других технологий, поскольку литий является одним из самых легких металлов.

Литий-ионные батареи в ноутбуках представляют собой блоки батарей, состоящих из нескольких ячеек. Каждая ячейка выдает напряжение от 2,5 В (разряженная батарея) до 4,2 В (полностью заряженная батарея) и обычно имеет номинальное напряжение 3,6 В. Ячейки формируют блоки батарей, включающие от 2 до 12 ячеек, организованных в параллельные и последовательные подключения с (номинальным) напряжением 7,2/10,8/14,4 В. Ватареи обычно имеют емкость 2000-6600 мАч и более. Безусловно, чем больше емкость батареи, тем дольше проработает ноутбук в автономном режиме.

Литий - нестабильное вещество, и первые литий-ионные батареи имели ряд проблем. После нескольких циклов зарядки/разрядки оказалось, что металлический литий кристаллизовался на литиевом электроде, что потенциально приводило к резкой экзотермической реакции. Вентиляционное отверстие в корпусе бататжи позволяло избежать взрыва, но в результате реакции батарея извергала горячие газы или пламя, которые повреждали оборудование или даже обжигали находящихся рядом людей. Несколько случаев перегрева и возгорания батарей привели к изменению основного дизайна батарей в начале 1990-х годов.

Следующие модели батарей имели встроенные защитные контуры, которые ограничивали пиковое напряжение ячеек во время зарядки (обычно до 4,3 В или меньше), предотвращали резкое падение напряжения (обычно не ниже 2,5 В) при разрядке, ограничивали максимальный ток зарядки и разрядки и отслеживали температуру ячейки. Такие схемы безопасности позволили практически исключить вероятность температурных всплесков и активных реакций. Именно поэтому отдельные ячейки не продаются частным лицам. В продаже присутствуют только уже собранные батарейные блоки со встроенными механизмами зашиты.

В различных типах литий-ионных батарей используются разные активные материалы для положительного и отрицательного электродов. Для положительного электрода применяется кобальт (такие батареи дают более сильный ток) или марганец (для менее сильного тока). Отрицательный электрод делается из кокса или графита. Оба материала имеют немного отличающийся профиль разрядки.

Основное преимущество литий-ионных батарей состоит в их высокой энер!*етической плотности, обеспечивающей большее время работы ноутбука. Кроме Того, литий-ионные батареи обладают низкой степенью саморазрядки, поэтому сохраняют заряд более продолжительное время. Наконец, такие батареи не требуют дополнительного обслуживания; им не требуется периодическая полная разрядка, как никель-кадмиевым или никель-металл -гидридным батареям. На самом деле, в отличие от последних, разрядка литий-ионных батарей приводит к более быстрому использованию их ресурса.

Литий-ионные батареи обладают определенными недостатками, начиная с высокой стоимости и заканчивая необходимостью наличия встроенных защитных контуров, обеспечивающих безопасную работу. Как и никель-металл-гилридные, литий-ионные батареи обладают ресурсом в 400 циклов зарядки/разрядки, после завершения которых батарея теряет способность удерживать заряд. Но, возможно, самым серьезным недостатком является неконтролируемое "старение". Это значит, что примерно через год работы батарея потеряет значительную часть энергоемкости независимо от того, как часто она использовалась. Через два или три года батарея вообще не сможет удерживать заряд, даже если не использовалась. Поэтому избегайте приобретения литий-ионных батарей, бывших в употреблении. Кроме того, при работе с ноутбуком


больше двух лет, скорее всего, придется приобретать новую (дорогую) основную батарею независимо от того, как активно использовалась (или не использовалась) старая батарея.

Наконец, в отличие от никель-кадмиевых и никель-металл-гидридных батарей, которые могут использоваться в компьютерах без модификации цепей питания, литий-ионные батареи могут применяться только в специально предназначенных для них системах. Необходимость в специальных методах зарядки литий-ионной батареи приводит к тому, что ее установка в систему, предназначенную для работы с никель-кадмиевым и и никель-металл-гидридными батареями, может повлечь за собой отключение батареи контуром защиты (в некоторых случаях батарея отключается навсегда).

Хотя литий-ионные батареи являются самыми дорогами и требующими особого обращения среди всех четырех типов батарей, они используются практически во всех (кроме самых дешевых) современных ноутбуках.

Литий-ион-полимерные батареи (LIP или Li-Poly)

Это четвертый тип батарей, который разрабатывался в течение последних лет и лишь недавно появился на рынке. Этому типу батарей еще придется завоевывать популярность среди пользователей портативных компьютеров. Лнтпй-иоп-полимерпые батареи производятся из ячеек, основанных на литий-ионах и оксиде кобальта. При этом задействуется закрытый полимерный электролит, который позволяет формировать ячейки в виде плоского листа толщиной около 1 мм любой площади. Это позволяет создавать очень тонкие батареи, которые можно разместить в местах, которые раньше сложно было себе представить, например за жидкокристаллическим экраном. Литнй-нон-полимерные батареи обеспечивают меньшую энергетическую плотность, чем литий-ионные батареи, принося емкость в жертву меньшему размеру и весу. Кроме меньшего размера, веса и энергетической плотности, они обладают всеми свойствами литий-ионных батарей.

Литий-ион-пилимерные батареи обычно используются в мобильных телефонах, PDA и других небольших устройствах. Меньшая по сравнению с литий-ионными батареями энергетическая плотность препятствует широкомасштабному использованию LlP-батарей в ноутбуках.

Обслуживание батарей

Никель-кадмиевые и никель-металл-гядридные батареи лучше всего ртботают после полной разрядки перед их зарядкой. Батареи, которые не использовались несколько месяцев, должны быть восстановлены с помощью нескольких циклов полной разрядки/зарядки. Для этого можно оставить ноутбук включенным до момента автоматического отключения; существуют специальные утилиты восстановления батарей, которые позволяют автоматизировать этот процесс.

Хотя литий-ионные батареи восстанавливать не нужно (на самом деле такая процедура только сократит срок службы батареи, используя оставшиеся циклы зарядки/разрядки), бывают случаи, когда цикл полной разрядки/зарядки оказывается полезным. Все современные батареи для ноутбуков содержат специальные контуры, позволяющие определить оставшееся время работы батареи.

Если батарея остается полностью заряженной длительный период времени, то индикатор заряда батареи может оказаться неточным. В результате система отключается еще до того, как индикатор достигнет нулевой отметки. Выполнение полной разрядки и зарядки батареи позволяет сбросить показания индикатора и вернуть синхронизацию с фактическим состоянием батареи.

Еще одним признаком необходимости полного цикла разрядки является прекращение зарядки до достижения индикатором показателя 100%. Решением проблемы также будет несколько циклов зарядки/раз рядки. Литий-ионные батареи поддерживают большее напряжение при разрядке (2,5-3 В вместо 1 В у никель-кадмиевых батарей), но из-за контуров индикации эффект рассинхроииэации все равно остается заметным.

К сожалению, приобретение более емкой батареи не гарантирует увеличения срока автономной работы ноутбука. Потребление энергии зависит от аппаратных компонентов, про-


граммных технологий управления питанием и емкости самой батареи. Некоторые производители, переходя от использования никель-металл-гидридных батарей к литий-ионным, рассматривают этот шаг как возможность увеличения объема свободного пространства внутри корпуса ноутбука. Производители считают, что, если используется более эффективная технология создания батарей, значит, батареи меньшего размера обеспечивают аналогичный уровень производительности.

Технологии производства батарей отстают в развитии от всех остальных подсистем портативного компьютера. Увеличение функциональности ноутбуков привело к существенному возрастанию нх энергопотребления за последние несколько лет. Подсистема энергообеспечения с трудом "поспевает" за ростом потребностей остальных подсистем. В дорогих ноутбуках время работы от батареи, составляющее три часа, - это прекрасный показатель, причем с использованием всех технологий управления питанием.

Еще один способ увеличения времени работы ноутбука от батарей состоит в установке в систему двух батарей. Универсальные отсеки некоторых ноутбуков дают возможность заменить дисковод на гибких дисках или CD- ROM на второй батарейный блок, что примерно в два раза увеличивает время работы компьютера от батарей.

Основные надежды пользователей и производителен портативных систем, будь то мобильные телефоны, PDA, смартфоны или ноутбуки, связаны с технологией топливных элементов, масштабное внедрение которой планируется начиная с 2008 года. Ноутбук, работающий на топливных элементах, получит время автономной работы, равное 20-40 часам.

Управление питанием

Под управлением питанием понимают способность портативной системы автоматически переходить в режим сохранения энергии во время простоя. Существует два основных механизма управления питанием. Оригинальный стандарт называется расширенным управлением питанием (Advanced Power Management - АРМ) и поддерживается большинством систем со времен выхода компьютеров на основе процессоров Intel 386 и Intel 486. В современных компьютерах управление питанием реализовано на основе интерфейса ACPI (Advanced Configuration and Power Interface), разработанного н 1998 году. Большинство компьютеров, проданных в 1998 году и позднее, поддерживают управление питанием на основе интерфейса ACPI. При использовании АРМ основное управление возлагается на аппаратное обеспечение и операционная система (или другое программное обеспечение) не имеет реального контроля над подсистемой питания. Благодаря интерфейсу ACPI управление питанием осуществляется встроенными средствами BIOS и операционной системы, при этом соответствующие функции управления питанием становятся доступными всем приложениям.

Различные компоненты компьютера не обязательно должны работать постоянно и в целях энергосбережения в ноутбуках отключаются те компоненты, которые не используются в текущий момент времени. Если файл, открываемый в текстовом редакторе, полностью загружается в оперативную память, незачем поддерживать вращение жесткого диска.

После определенного времени простоя подсистема управления питанием может припарковать головки жесткого диска и остановить вращение пластин до того момента, пока пользователь не сохранит файл или не даст другую команду, требующую обращения к жесткому диску. Все остальные компоненты, включая приводы гибких и компакт-дисков, а также адаптеры PC Card, могут быть обесточены на время простоя, что значительно сокращает потребление энергии.

Большинство портативных компьютеров обладают системными режимами энергосбережения, которые приостанавливают работу всего компьютера. Названия таких режимов могут различаться, но обычно используются два режима, которые отличаются тем, подается питание к оперативной памяти или нет. В режиме ожидания (Suspend) питание отключается от всей системы, кроме оперативной памяти, после определенного времени простоя компонентов системы. В данном режиме потребляется минимальный объем энергии и работоспособность системы восстанавливается за несколько секунд, что очень мало по сравнению с пол-



[стр.Начало] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134] [стр.135] [стр.136] [стр.137] [стр.138] [стр.139] [стр.140] [стр.141] [стр.142] [стр.143] [стр.144] [стр.145] [стр.146] [стр.147] [стр.148] [стр.149] [стр.150] [стр.151] [стр.152] [стр.153] [стр.154] [стр.155] [стр.156] [стр.157] [стр.158] [стр.159] [стр.160] [стр.161] [стр.162] [стр.163] [стр.164] [стр.165] [стр.166] [стр.167] [стр.168] [стр.169] [стр.170] [стр.171] [стр.172] [стр.173] [стр.174] [стр.175] [стр.176] [стр.177] [стр.178] [стр.179] [стр.180] [стр.181] [стр.182] [стр.183] [стр.184] [стр.185] [стр.186] [стр.187] [стр.188] [стр.189] [стр.190] [стр.191] [стр.192] [стр.193] [стр.194] [стр.195] [стр.196] [стр.197] [стр.198] [стр.199] [стр.200] [стр.201] [стр.202] [стр.203] [стр.204] [стр.205] [стр.206] [стр.207] [стр.208] [стр.209] [стр.210] [стр.211] [стр.212] [стр.213] [стр.214] [стр.215] [стр.216] [стр.217] [стр.218] [стр.219] [стр.220] [стр.221] [стр.222] [стр.223]