聯想筆記本電腦低溫環境使用性能研究

李晶晶 王 壯 劉 浩 董智芝

（1.江蘇省電子信息產品質量監督檢驗研究院（江蘇省信息安全測評中心） 無錫 214073；2.聯想（上海）有限公司 上海 200120）

引言

在夏天，筆記本溫度過高時，會產生許多不良的后果。例如：①溫度過高會使得CPU 觸發過熱保護，進行降頻，產品性能會大大降低；②當溫度過高時，筆記本產品會直接關機。③長時間工作在高溫環境下，會減弱CPU 的壽命。同樣低溫對于筆記本也會造成很大的影響。首先，低溫對于筆記本電池的影響是十分的明顯，安置在筆記本中的鋰離子電池最佳是使用的環境溫度是二十度左右，一般應該在（0 ～ -45）℃之間使用，過低的低溫會導致電池迅速掉電，影響筆記本電池的續航時間和使用壽命，嚴重的話會減少鋰離子電池的容量[1,2]。

其次低溫還會使筆記本的絕緣材料變脆，變硬，筆記本電腦配套的適配器的塑料外殼和導線都是塑料，導線的塑料老化導致火災的事故大家都屢見不鮮，而變脆，變硬就是塑料老化的現象[3]。

此外，許多工作人員在室內和室外都需要使用筆記本電腦，這時候室內外的溫差可能有幾十攝氏度（例如北方冬至時，室外的溫度可能零下三十多度，而室內通常有暖氣，溫度在零上二十度），巨大的溫差會在筆記本內部造成凝集和結露現象：一是引起金屬器件生銹，二是導致主板上的元器件短路[4,5]。

1 低溫使用環境產品設計

為了提高筆記本電腦在低溫環境下的使用性能，通過一定的設計升級以及電腦各個部件的材料的變更，以使得筆記本電腦在低溫環境中（-30 ℃）的基本功能、續航性能、機械性能和流暢性能有了很大提高[5]。

1.1 軟件設計

通過直流風扇傳感器的使用，以及軟件偵測CPU 與顯卡的溫度設計，進行反饋，降低直流風扇的轉速，以實現主板在低溫下的發熱不承受風扇的冷卻。具體流程圖如圖1 所示。

圖1 測試控制流程圖

1.2 材料及關鍵部件的選用

通過大量調研、選用及驗證，選取適宜的筆記本電腦所使用的耐低溫材料和關鍵件部件，如OLED 顯示屏、硬盤、電池組、電源適配器等。

2 測試驗證流程

2.1 測試前產品功能性檢查

在測試開展前，需完成以下準備工作：

1）記錄實驗環境對應的溫度及相對濕度；

2）連接好適配器，適配器放置在溫箱內部，將產品的電池充滿，全實驗流程保持產品連接電源；

3）實驗過程進行產品的功能完整性測試，涉及的測試功能包含有：①產品開機時間；②藍牙連接；③音頻播放；④視頻播放；⑤亮度調節；⑥音量調節。

2.2 常溫工況產品開機時間測試

為對比-30 ℃低溫工況產品的開機時間延遲情況，需記錄正常工況的開機時間：以開啟開機鍵為起始，以出現開機登錄界面為結束，記錄完整開機時間。

2.3 常溫工況屏幕亮度衰減率測試

為對比-30 ℃低溫環境對產品的屏幕亮度衰減情況，需記錄正常工況產品屏幕亮度衰減情況：將產品放置在高低溫交變實驗箱內，保持柜門開啟，屏幕調節為最大亮度并常亮維持4 h，屏幕顯示內容為純白，采用無接觸式亮度計，分別記錄實驗開始與結束時的亮度變化，計算衰減率。為保證屏幕充分恢復到正常顯示質量，建議該項測試后關機，隔天進行-30 ℃低溫工況的亮度衰減實驗。

2.4 -30 ℃工況屏幕亮度初始亮度測試

常溫工況下進行-30 ℃工況的屏幕的初始亮度測試，測試方法同常溫工況測試方法一致。

2.5 -30 ℃低溫工況開機時間測試

為確認-30 ℃低溫環境對產品的開機時間影響，進行該工況的開機時間測試，開機時間定義同常溫工況保持一致：將產品關機后，放置在高低溫交變實驗箱，保持柜門關閉，開啟實驗箱，設置溫度為-30 ℃，持續時間2 h。在持續時間結束后，打開溫箱，進行開機時間測試，并作記錄。

2.6 確認鼠標能正常工作

記錄低溫工況對藍牙連接功能影響。

2.7 -30 ℃工況屏幕亮度衰減率測試

為確認-30 ℃低溫環境對產品的屏幕亮度衰減情況，進行該工況的亮度衰減測試，該測試在開機時間測試后立即進行：①維持產品放置在高低溫交變實驗箱內，關閉柜門，將溫箱溫度設置為-30 ℃維持2 h，在-30 ℃工況的最后1 h 內，借助藍牙鼠標，在箱外控制，完成產品功能性驗證實驗（步驟7～10）。②隨后復溫到常溫工況，同樣維持兩小時，全過程和常溫工況的亮度衰減測試時間相同，為4 h。③隨后開啟溫箱柜門，測試此時的屏幕亮度，并計算亮度衰減率。

2.8 驗證瀏覽器能否正常運行

有無明顯卡頓時間等。

2.9 驗證視頻播放功能

有無明顯卡頓，以及0～100 音量雙向調節情況。

2.10 驗證音頻播放功能

有無明顯卡頓，以及0～100 音量雙向調節情況。

2.11 驗證亮度調節功能

0～100 亮度的雙向調節情況。

選取經過設計的8 臺樣品，進行上述試驗，樣品配置見表1、2。

表1 1～8#樣機的配置匯總表

表2 1～8#樣機的測試結果匯總表

3 結束語

本次試驗可以看出8 臺筆記本經過低溫環境使用設計，試驗驗證，筆記本電腦的開機時間變化較小，白屏和黑屏亮度的變化較小。筆記本電腦的瀏覽器功能、音頻功能、視頻功能均可以正常工作，說明聯想筆記本整體設計較好。本文的測試結果為后續筆記本低溫試驗的判定提供了一定的參考意義。