Преимущество последовательной батареи по сравнению с параллельной в портативном изделии

Решение об использовании определенного входного напряжения не обязательно принимается на основе основного напряжения питания, используемого в устройстве.
Рассмотрим ваш вопрос о ноутбуке ASUS:

Его вход 19 В; довольно стандартное напряжение питания ноутбука, но вряд ли используется для чего-либо, связанного с внутренними вычислениями или периферийными устройствами.

При 19 В и 45 Вт вы можете ожидать максимальный линейный ток около 2,3 А.
при 12 В, это возрастет примерно до 3,75 А.
При 5 В ... 9 А.
При 3,7 В (напряжение 1 элемента) ... 12 А.
Потеря напряжения станет более критической в ​​проводах и разъемах при более низких напряжениях. общий дизайн намного сложнее. Также гораздо сложнее спроектировать внутреннее зарядное устройство батареи, поскольку теперь вам нужно разделить вход/батарею с одинаковым напряжением с полевыми транзисторами, чтобы обеспечить работу зарядного устройства SM.

Внутренне они могут даже не заряжать батареи полным током, когда ноутбук одновременно включен, чтобы контролировать как рассеиваемую мощность внутри корпуса, так и величину тока во входной линии питания. Из спецификаций видно, что вычислительная/дисплейная сторона ноутбука составляет всего 5-7 Вт в зависимости от использования дисплея (разрешение/яркость).
Батарея в ASUS, вероятно, представляет собой 4-элементную батарею 14,8 В с активным управлением емкостью, но без балансировки ячеек. Я не вижу, чтобы это было указано, но я бы предположил, что максимальное время зарядки аккумулятора составляет около 1-2 часов при, скажем, 2C.

Большинство эталонных проектов Intel основаны на питании 12 В (вычислительные элементы уровня ядра). Отказаться от эталонного проекта (который полностью отлажен) и разработать новый способ сделать это было бы рискованным предприятием. Вы редко видите OEM-производителей, таких как ASUS, Apple или Microsoft, отклоняющихся далеко от эталонной платформы в чем-либо, кроме периферийных устройств.

Итак, вернемся к вашему вопросу ... может ли ноутбук питаться от одноэлементного параллельного аккумулятора ... конечно, но спроектировать устройство было бы значительно сложнее.

Я бы поставил клетки последовательно. Понижающий преобразователь можно спроектировать так, чтобы он хорошо работал в довольно большом диапазоне входного напряжения, поэтому вы можете понизить напряжение на ячейках до такого низкого напряжения, что энергии не останется.

С несколькими параллельными ячейками я бы беспокоился о небольшом несоответствии и о том, что одна ячейка пытается отбросить другие ячейки назад, когда все должно быть выключено.

Как правило, с более высоким напряжением при более низком токе легче иметь дело, и потери будут меньше, чем при более низком напряжении при более высоком токе. Это предполагает, что все находится на «низком» напряжении, например, ниже 20 В или, по крайней мере, ниже 30 В. Вы бы предпочли не 100 В для питания вашего устройства на 3,3 В, а 11 В вместо 7,5 В, 11 В. вероятно, проще использовать эффективно.

Распространенная схема, особенно в энергоемких приложениях, таких как современные процессоры, называется регулированием по точке нагрузки .

Это подает более высокое напряжение при более низком токе вокруг более тонких дорожек на основной плате, чтобы питать понижающие стабилизаторы в местах, где необходимы более низкие напряжения. В этот момент оно становится более низким напряжением с более высоким током и более толстыми дорожками.

Это имеет то преимущество, что разводка питания проще, занимает меньше места для дорожек, дорожки тоньше, и вы получаете меньшие потери в силовых цепях.

Это точно такая же идея, как иметь высоковольтные линии электропередач для передачи электроэнергии по стране, а затем преобразовывать ее в более низкое напряжение для потребления: меньше потерь при передаче и более тонкие кабели.

И, конечно, для этого вам нужно более высокое напряжение, а не более низкое. Итак, вы начинаете с установки высоковольтной батареи, чтобы облегчить себе жизнь. В конце концов, повышение до 12 В с 3,7 В, а затем обратно до 3,3 В или 1,8 В было бы очень расточительным.