¿Cómo determinar cuánta corriente y voltaje necesita un circuito determinado?

Como puede haber recogido de las otras respuestas, esto generalmente no es un ejercicio trivial.

A nivel de componente individual, cada fabricante publica una hoja de datos que enumera, entre muchas otras cosas, los voltajes máximos y mínimos de suministro y la corriente esperada para al menos un voltaje de suministro recomendado. Sume todos los componentes en el mismo bus de alimentación interno (no olvide los pasivos) y vuelva a calcular la corriente que ingresa a cada regulador a la tensión que alimenta al regulador. (más hojas de datos) Sume todos esos, calculando de nuevo a través de los reguladores en cascada, hasta que termine en la entrada de alimentación.

En cuanto a la selección de voltaje de entrada, es posible que hayan elegido algo más alto que el voltaje regulado más alto + caída de ese regulador. Sin embargo, sospecho que un adaptador para computadora portátil sería suficiente para cargar la batería y que el resto de la computadora se quede sin los terminales de la batería, incluso si no hay una batería enchufada.

La mayoría de las veces, este proceso es mucho más iterativo en el diseño que en las pruebas. Puede comenzar con un presupuesto total de energía (probablemente especificado en vatios), luego las partes son elegidas de alguna manera por la experiencia para tratar de sumar menos que el presupuesto. Si se sobrepasa el presupuesto, entonces algunas de las partes se sustituyen por otras más eficientes o menos capaces y la potencia total se calcula nuevamente. Una vez que los números funcionan, en muchas más formas que solo el consumo de energía, entonces va al primer prototipo.

En algunos diseños, el presupuesto de energía es un factor importante en el diseño, como una netbook de todo el día. En otros, es más una idea tardía, siempre y cuando se pueda enfriar adecuadamente, como un motor de dibujo arquitectónico de alta calidad que se usa tanto en la oficina como en el sitio de trabajo.

Por supuesto, esto está muy simplificado, pero entiendes la idea.

La computadora probablemente fue diseñada con un presupuesto de energía de 60 vatios. La mayoría de esto lo consume la CPU, la GPU, la pantalla y el cargador de batería. También decidieron que el voltaje de entrada del adaptador sería de 16.5 voltios, requiriendo 60W / 16.5V ~ = 3.65 amperios. El consumo de energía de los componentes se puede medir a plena carga para garantizar que se cumpla el presupuesto de energía.

Una computadora es una bestia muy compleja, con circuitos de administración de energía que controlan la cantidad de energía que se alimenta a varios subsistemas.

Una computadora portátil está diseñada para limitar la cantidad de energía que consume. Esto es tanto para reducir el consumo de la batería como para no superar los límites de disipación de calor del dispositivo.

Una computadora portátil tiene uno o más reguladores de voltaje que convierten el voltaje de la batería (o el voltaje de la fuente de alimentación externa) a los diferentes voltajes necesarios dentro de la computadora. También tendrá un circuito de carga para cargar la batería interna.

Necesitaría averiguar la corriente máxima que necesita todo el sistema cuando se está ejecutando a su máximo (circuito de carga de la batería a máxima demanda, pantalla a pleno brillo, búsqueda y giro de la unidad de disco, búsqueda y búsqueda de la unidad de DVD, pantalla a pleno brillo, todos los núcleos de la CPU encendidos y con el máximo consumo, el subsistema de gráficos al máximo, los ventiladores funcionando a toda velocidad, etc. Además, la pérdida de potencia de los reguladores de voltaje internos ...) Entonces, desearía agregar un pequeño importe como margen de error. Tenga en cuenta que el subsistema de administración de energía puede evitar que todas esas cosas sucedan a la vez. Por ejemplo, podría disminuir la velocidad o detener la carga de la batería si todas esas otras cosas sucedieran al mismo tiempo. Es posible que disminuya el rendimiento de las GPU si comienzan a calentarse demasiado o superan los límites de corriente totales en la fuente de alimentación. Etc.