Sülearvuti toide

Sülearvuti toide on sülearvuti varustamine tööks vajaliku elektrienergiaga ja selleks kasutatavad võimalused. Tänapäeval on toidet võimalik saada vahelduvvoolu-pistikupesadest, autodes ja lennukites olevatest pistikupesadest ning mitut tüüpi akudest.

Aku

Üks sülearvuti eeliseid võrreldes lauaarvutiga on see, et sülearvutit saab kasutada lisaks vooluvõrgutoitele ka akutoitel. Tänapäeval on akud üsna väikesed. 

Sülearvutil on kaht tüüpi akusid: põhiaku ja CMOS-/kellaaku.

Põhiaku

Akude areng on mänginud sülearvutite arengus väga suurt rolli. Enamik sülearvuteid kasutab toite saamiseks üht nelja tüüpi akust:
Nikkel-kaadmiumaku (NiCd)
Nikkel-metallhüdriidaku (NiMH)
Liitiumioonaku (Li-ion)
Liitiumioon-polümeeraku (LIP või LI-Poly)

Nikkel-kaadmiumaku 

Nikkel-kaadmiumaku (NiCd) on neljast akutüübist kõige vanem. Nikkel-kaadmiumakusid kasutatakse tänapäeva mobiilseadmetes põhilise toite saamiseks väga harva. Lühend "NiCad" on registreeritud kaubamärk SAFT Corporation. Selle kaubamärgi nime kasutatakse tavaliselt kõigi nikkel-kaadmiumakude kohta. Lühend "NiCd" on saadud ühendades keemilised sümbolid Ni (nikkel) ja Cd (kaadmium).

On kaht tüüpi NiCd-akusid: kinnised ja ventileeritud. NiCd-akusid saab laadida 1500 või rohkemgi korda. Üks NiCd-aku suudab välja anda 1,2 V pinget ja sülearvutites kasutati korraga neid 6–7 tükki, et välja anda 8,4 või 9,6 V pinget.  NiCd-akud on keskkonnale väga kahjulikud.

Nikkel-metallhüdriidaku 

Nikkel-metallhüdriidakudest on saanud peaaegu universaalne asendaja nikkel-kaadmiumakudele sülearvutites. Neil on sama nimipinge 1,2 V, samad mõõtmed ja kasutatakse peaaegu sama laadimistehnikat. Kuigi nad maksavad pea 20% rohkem, on NiMH-akudel umbes 40% kõrgem energiatihedus kui NiCd-akudel, seega peavad nad kauem vastu . NiMH-akud on keskkonnale vähem kahjulikud kui NiCd-akud, kuna neis puudub väga toksiline kaadmium. Nende puudus on kasutustsüklite (täis ja tühjaks laadimine) väiksem arv võrreldes NiCd-akudega, millel on kõigest 400 tsüklit. Samuti vajavad ka NiMH-akud peaaegu poole pikemat aega laadimiseks võrreldes NiCd-akudega .

Liitiumioonaku 

Liitiumioonaku (Li-ion) on aku, kus liitiumi ioonid liiguvad katoodilt anoodile mahalaadimise ajal ja tagasi laadimise ajal. Liitiumioonakud on vastupidavamad kui NiMH-akud. Akud annavad 2,5–4,2 V pinget. Tavaliselt pakitakse akuelemendid sülearvutites 2–12 kaupa kas paralleelselt või rööbiti ning annavad välja 7,2; 10,8 või 14,4 V pinget. Mahutavus on 2000–6600 mAh (milliampertundi). Liitiumioonaku suurim eelis teiste akude ees on väga kõrge energia tihedus, mis tähendab palju pikemat kasutuskestust. Üheks suureks puuduseks on kõrge hind.

Liitiumioon-polümeeraku 

Liitium-polümeerakude (LIP või Li-Poly) tootmise tehnoloogia arenes välja liitiumioonakudest. Nende suurim eelis liitiumioonakude ees on väiksem tootmiskulu ja palju võimalikke mõõtmeid. Liitiumioon-polümeerakud suudavad välja anda 2,7–4,23 V pinget. Väikese energiatiheduse tõttu ei kasutata neid eriti sülearvutites.

Aku hooldus 

Nikkel-kaadmium- ja nikkel-metallhüdriidakud toimivad kõige paremini, kui nad enne esimest kasutamist laadida täiesti tühjaks ja siis uuesti täis.

Tänapäeval kõige levinumat tüüpi liitiumioonaku kasutuskestuse pikendamiseks võib kasutada järgnevaid näpunäiteid: 

 Võimaluse korral tuleb hoida akut tihti jahedas keskkonnas. Kindlasti tuleb vältida kuumust (kuum auto, otsene päiksepaiste, lahtine tuli jne), sest see mõjub halvasti aku kasutuskestusele.
 Kord nädalas tuleb aku tühjaks ja täis laadida. Ent kui vähegi võimalik, tuleb vältida korduvaid tühjaks-täislaadimisi ja tüüpilist "juhtme taga" hoidmist.
 Kui aku ei leia kasutust ja on soov see mõneks ajaks kõrvale panna, siis on soovitatav ta 40%-liselt täis laadida ja paigutada natuke jahedamasse keskkonda (umbes 15 °C).

CMOS-/kellaaku 

Sülearvutitel on tavaliselt kiip, mida kasutatakse reaalaja määramiseks. See kiip töötab 64-baidise NVRAM-i alusel.

NVRAM 

NVRAM on üldine nimi mis tahes tüüpi muutmälu kirjeldamiseks, mis ei kaota oma andmeid ajal, kui toide on välja lülitatud.
     
NVRAM-i eelised: 
NVRAM-kiibid ei nõua palju võimsust ja tagavara ja neid saab kasutada kuni 10 aastat.
NVRAM-kiibid töötavad samamoodi nagu staatiline muutmälu.

NVRAM-i puudus: kui patarei, mis toidab NVRAM-kiipi, lakkab töötamast, lähevad kõik arvuti põhilised konfiguratsioonid kaotsi.

NVRAM-kiibil on veel üks ülesanne: see on mõeldud ka säilitama põhilisi süsteemi konfiguratsioone, näiteks installitud mälu hulk, paroolid, isehäälestumine (plug and play), seadme konfiguratsioonid jm.

NVRAM-i toiteks kasutatakse akut, mis säilitab informatsiooni ja kellaaja, kui arvuti on välja lülitatud. Enamik uuemaid süsteeme kasutab liitiumakusid, kuna need on väga vastupidavad ja kestavad kaua, eriti kui tarbitakse väga vähe voolu.

Aku kasutuskestust saab välja arvutada. Selleks tuleb jagada aku mahutavus nimivooluga. Näiteks CR2032 tüüpi aku mahutavus on 220 mA/h (milliamprit tunni kohta) ja RTC/NVRAM-kiip Intel 885 süsteemis nõuab 5 μA (mikroamprit), kui muu toide puudub . Sellise aku kasutuskestus on 222 000 μA/h / 5 μA = 44 000 h = 5 aastat.

Aku kasutuskestus algab ajast, kui see lisatakse süsteemi. Aku tühjenemisel väljundvool väheneb ja selle tulemusena võib reaalajakella täpsus väheneda. Enamus liitiumakudest annab pinget 3,0 V. .

Seda kiipi kutsutakse ametlikult RTC/NVRAM-kiibiks, kuid sageli on viidatud sellele ka kui CMOS- või CMOS-RAM-kiibile, kuna selle tootmisel kasutatakse CMOS-protsessi.

CMOS 

CMOS ehk komplementaarne metall-oksiid-pooljuht on integraallülituste rühm ja tehnoloogia.

CMOS-tehnoloogiat kasutatakse mikroprotsessorites, mikrokontrollerites ja teistes digitaallülitustes, samuti analooglülitustes, näiteks valgustundliku pooljuhtelemendina veebi- ning digitaalsetes video- ja fotokaamerates.

CMOS-tehnoloogial põhinevates lülitustes on loogikaelemendid üles ehitatud komplementaar-sümmeetriliste transistoripaaride baasil. Transistorideks on MOSFET (metall-oksiid-pooljuht väljatransistoride) paarid, kus üheks transistoriks on n-tüüpi MOSFET ja teiseks p-tüüpi MOSFET.

Seega kiibid, mille tootmisel on kasutatud CMOS-protsessi, kasutavad väga vähe voolu ja võivad töötada palju aastaid. Kõigis uutes süsteemides on RTC/NVRAM emaplaati sisse ehitatud.

AC- ja DC-toide

Kõik sülearvutid peavad mingil hetkel sõltuma välisest voolust, kas siis töötamiseks, akude laadimiseks või mõlemaks. Kõige levinumad välised vooluallikad on
120 V 60 Hz vahelduvvool (USA)
240 V 50 Hz vahelduvvool (Euroopa)
12 V alalisvool (auto/lennuk).

Sülearvutid töötavad olenevalt süsteemist ja akust alalisvoolutoitel 2–24 V.

Adapterid
Kuna akutoitel töötavad erinevad süsteemid vajavad enda laadimiseks erinevat pinget ja voolutüüpi, siis kasutatakse nende laadimiseks toiteadaptereid.

120/240 V muundamiseks kasutatakse vahelduvvooluadaptereid. Need peavad lisaks pinge alandamisele ka muundama selle vahelduvvoolust alalisvooluks, millega saab toita süsteemi. Adaptereid, mis töötavad 12 V alalisvooluga, nimetatakse alalisvoolu- või auto-lennukiadapteriks, kuna 12 V alalisvoolutoide on enamikus autodes ja lennukites olemas..

Adapter muundab 120/240 V vahelduvvoolu või 12 V alalisvoolu ettenähtud alalis-sisendpingeks. Eri süsteemidel peab olema erinev adapter, kuna nõutud sisendpinge võib olla 2 V ja 24 V vahel ning ka adapteri otsikud võivad olla erinevad. Adapteripistikud võivad erineda üksteisest kuju poolest. Lisaks võivad alalisvooluadapterid erineda väljundpinge polaarsuse poolest. Seega, isegi kui otsikud paistavad olevat samasugused, võib nende väljundpinge polaarsus olla erinev. Kui kasutada vale adapterit, võib see süsteemi täielikult kahjustada.

Viited

Sülearvutid