知乎热榜 ( ) • 2022-08-04 13:56
BanXianSch的回答

本回答篇幅较长,大致内容为:

  1. (新增)什么叫充电?
  2. 大功率笔记本长什么样
  3. 笔记本大功率供电的基本概念
  4. 高压和大电流的安全性问题
  5. Type-C 插口本身的安全性和可靠性问题
  6. 面向人类用户的安全性问题
  7. Type-C 理论上可以实现的一些改良设计
  8. 通过多个 C 口同时供电来解决总供电功率问题的可行性

本文不包括电池本身容量大小的问题。


问题是什么?

@happyfroglife 看清楚了,问题是,为什么大功率笔记本不用 C 口充电。

这里有三个关键词,第一个,大功率笔记本,第二个,C 口,第三个,充电。我之前在这里写了一些大功率笔记本和 C 口相关的问题,但是,有些读者可能不太了解,什么是充电。

充电是什么意思?

这是个常识性问题,知道什么是充电的读者可以直接跳过。我这里是给那些不知道什么是充电的读者普及一下基本常识。既然是充电,那必然是要把电往一个什么东西里面充进去。对于笔记本充电而言,就是要给笔记本的电池充电。

给手机充电和给电脑充电是两个不同的概念。手机的绝大多数使用情况下,是不插电的,充电的时候基本上也不怎么用手机,手机处于待机或者空载状态下,功耗比较低,比如说,工作一整天了之后,在晚上睡觉前把手机插上充电,而白天出门在外,基本不会随时随地插着移动电源,最多只是偶尔找个地方充一会应急。而电脑则恰好相反,只有在活跃使用的时候才会插上电源,不用的时候是关机不插电的。这就导致了,即使是功率很低的慢充都能给手机充上电,但是小功率的电源适配器无法给电脑供电。

这里有两个前提。

第一,电池在笔记本内部,也就是说,你不能把电池从笔记本电脑里面取出来单独充电,而应该留在笔记本电脑内,然后电源线插到笔记本上,让笔记本电脑给自己的电池充电。

第二,电源的供电能力要大于笔记本电脑的功耗,让电源供应的电还能剩下来给电池充电。否则就不叫充电,电池的电还是越用越少。

而,几乎所有笔记本电脑,无论如何,插电都能有满血性能。这就代表,当你往笔记本电脑上插电源的时候,电脑的功耗不会有任何限制,会以自己的最佳状态运行,以最高的功耗换取最好的性能。

但,由于电源的供电能力不一定真的比笔记本的最高功耗还要强,比如说,有些人会把 65 W 的电源适配器用到 90 甚至 130 W 的笔记本电脑上,在这种情况下,就导致了会存在插电掉电的问题。在插着电源线还继续掉电的情况下,这不叫充电,电池永远充不满。必须换用供电能力更强的电源适配器才能充电。

所以,一个能给笔记本电脑充电的电源适配器,至少要足够供应这款笔记本电脑最大功率满负载运行的需求。


什么叫大功率笔记本?

主流的轻薄本、全能本是大功率笔记本吗?不是。一般的游戏本是大功率笔记本吗?也不是。

这些东西是常规功率,不是大功率。

大功率笔记本指的是满血的顶级旗舰,用料极尽奢华,压榨出笔记本电脑最后一丝潜能的那种怪兽。甚至,大功率笔记本还可能是一个带键盘和屏幕盖子的,看上去长得像笔记本电脑,但是重得要死的千瓦级手提式台式主机(或者叫做便携式服务器)。

@happyfroglife 甚至说极端点,但凡是 400 W 以内的,都不叫大功率笔记本。)

以戴尔 Area-51M R2 为例,这种典型的大功率笔记本,需要两个 330 W 电源适配器同时插入才能正常工作,只插一个 330 W 电源都会受到明显影响。图上箭头所指的两个圆孔都是电源口。

这种东西就是手提式台式主机,大功率,看上去长得像笔记本。当然,这种东西不在本文的讨论范围内,但是要注意,这种东西也能算做是广义上的大功率笔记本,C 口显然也无法给这种东西充电。

你还指望仅仅通过一个 C 口电源线,就供足 660 W 供电?

人家用的是 19.5 V 电压 16.92+16.92 A 电流的供电方案。接近 34 A 的总电流,放在 C 口电源线这么细的线缆里面,通过 C 口插头那么细的触点对接,是会起火烧起来的!

你知道大功率笔记本用的 DC 电源线有多粗吗?你知道 DC 插头里的接触针有多粗吗?电工安全不是儿戏!

真要用一根供电线去承载 34 A 的电,就至少需要这么粗的玩意!可能比你一整个 C 口还要粗!(四平的线,对于家庭电路装修而言不算粗,但是对于区区一个数码产品的充电线而言,已经算非常粗了,更粗的就只有空调、电高压锅、电磁炉那种千瓦级大电器的电源线了。)(以及,由于 DC 电源需要区分正负极,所以实际上至少需要两根这么粗的线绞合在一起。)

还指望一个 C 口充电线能拿来充几十 A 的大功率笔记本?就这么细的玩意?


众所周知,功率是电压和电流的乘积,提高功率除了加大电流之外,还能升高电压。

但是,19.5 V 已经算便携数码产品很高的充电电压了,很多笔记本甚至都只有 12-14 V 左右。现在最多能看到 20 V 的电源,很难找得到 20 以上的笔记本电源适配器。

大电流不安全,高电压就安全了吗?

你 C 口的线无论如何都只能有那么细一根,一根很细的线里面又是由一大堆更细的线互相绞合搓出来的。而且,里面不是所有线芯都是用来供电的,其中还有不少是数据传输和接零接地线。万一绝缘皮哪天破了,或者接口没插稳、接口里面稍微进了一丁点水汽、生了一丁点锈......

连 A 口这种大接口都会不小心拔断内舌,C 口这种小接口是不是更容易出问题?而 DC 大圆口基本不会担心有这种问题,DC 拔不断,真断了随便修修就能修好。

轻薄本的小圆口确实比较容易被压弯或者压断,但是几乎很少能见到游戏本大圆口被压断。

而现在大功率笔记本普遍使用的 DC 圆口或方口,这种东西你可以看到,里面只有一根针,这一根很粗很长的针在插入接口的时候非常稳,稍微进点水生点锈沾点沙尘其实也没啥大问题。

但就连这种传统的 DC 电源,都没有想过要提高电压,仍然保留在 20 V 限制以内。如果不继续加大电压的理由仅仅只是没有必要的话,现在笔记本行业这么卷,都在想尽办法去搞差异化,即使是没必要的东西,只要能做,总会有人做出来的,意义不明的笔记本产品多了去了。

对于这种技术非常成熟、想做就能随便做的东西,笔记本厂商没做出来,不太可能仅仅只是因为没有必要吧?

《安全电压》(GB3805-83)规定我国安全电压额定值的等级为 42 V、36 V、24 V、12 V 和 6 V,其中,在有电击危险环境中使用的电子设备,应选用不高于 36 V 的电源,一般情况下为确保安全起见,尽量选择不超过 24 V 的电源。

电脑不可能永远处在完美的工作状态下,它总有出小毛病的一天。数据接口坏了也没啥问题,大不了少用一个接口,用其他的接口转接代替就行了,但是电源接口坏了真的要命。


本回答举的 660 W 的例子,这款笔记本电脑需要电源适配器稳定输出 660 W,短则十个小时,长则,我看也有不少人笔记本常年不关机,一直开着电脑用到报废。

氮化镓充电器是吧?

巧了,这两个 330 W 笔记本 DC 电源适配器,都是氮化镓的电源适配器。然而氮化镓体积还是不小,至少这东西没有小到和一个手机充电器差不多大的程度。

虽然现在部分安卓手机已经有了上百瓦的 PD 超级快充,但是我从这些用户中了解到几个事实,标注的上百瓦属于是峰值功率而非长期稳定功率、在上百瓦的工作状态下发热量高得离谱,等等。需要私有的特殊协议还是小问题。

我的观点还是倾向于这玩意不靠谱、不耐用、容易出安全问题,而不是说厂商绝对做不出来大功率 C 口。现在已经 120 甚至 200+ W 了,按照现在这发展趋势,未来很有可能真的会出 500 W 以上的 C 口快充协议。但我自己是绝对不敢用的。

5V2A(最早的手机快充)漏电无所谓,9V3A(现在普遍使用的基础快充)漏电无所谓,20V17A(大功率笔记本单个电源适配器)线皮破了问题也不大。48V5A(最新的 C 口快充)我不敢徒手摸。

除非,大功率快充统一使用这种带固定螺丝的 C 口充电线,用螺丝牢牢固定住手机或者游戏本,保证插入充电的时候绝对不会意外扯出、接触不良,并且加固的接头可以缓解突然撞击所造成的损伤。但是我几乎没看到有任何一款手机或者笔记本电脑会对 PD 采用这种固定式设计,所谓的 PD 快充接口依然都是一些随意插拔的脆弱接口,可靠性堪忧。


补充:我看到有人说 C 口可以多口同时供电。

为什么要纠结于只使用一两根充电线去解决大功率笔记本电脑的供电问题?

好问题。

首先,目前为止能用 PD 快充的笔记本电脑,一根 PD 线就足以带动整台机器,而对于那些不能只用一个 C 口解决问题的电脑,自己都有专用的充电口,也犯不着去折腾多口供电。其次,你为什么要用 C 口充电?C 口不还是为了图个方便吗,想要同一套充电器手机电脑都能用,省力又省心?

虽然我举的例子,51M R2 使用了两个 DC 电源,但是事实上,双口供电已经算是笔记本用户的忍耐极限了。不管是为了供电也好,还是要外接什么东西也好,无论要干什么,都尽量一根线解决问题,最多插两根线,三根线就已经算是很麻烦了,这是很多电脑用户的共识。

如果一台笔记本电脑,需要同时插四五根,甚至七八根供电线才能正常工作,你能接受吗?你能在每次需要用这台电脑的时候,随时随地都找得到七八套符合标准的充电器和充电线一起插上去吗?是不是还要为了这七八个快充头再准备一个大插线板?

对于一个好几百瓦的大功率笔记本,与其用一大堆 C 口快充线同时供电,不如就简简单单地只用一两个 DC 解决问题。当你能只用两根线解决问题的时候,就不要用七八根线去解决。

题外话,很多笔记本电脑,所有各种各样的接口全部加起来,整台电脑都没七八个插口。