笔记本电脑电源和电池充电管理电路设计

        之前的文章我有提到过为什么笔记本电源适配器基本都是19V,这里不再重复解释,想了解的伙伴可以看下我以前的文章。

        今天主要是介绍笔记本电脑的电源和电池管理电路是如何设计的,这种设计理念可以参照学习到别的设计上,毕竟这种充电管理的电路经常需要用到。


方案一:单19V输入+电池,差压输出负载

方案二:单19V输入+电池,同压输出负载

方案三:单12V输入+电池,基本同压输出

总结要点


方案一:单19V输入+电池,差压输出负载     

  假设笔记本电脑的电池使用的是三枚锂电池串联,按照单颗电池满电压4.2V的情况计算,则整个电池的电压是12.6V。

        充电管理电路会以涓流、恒流、最终恒压12.6V给电池充电,板卡的供电情况如下:

第一时刻:电池供电,此时VDC约为11.4V,考虑到二极管等压降,可能会低一点点;

第二时刻:19V适配器插入,单片机的IC控制相关的IO、芯片,使能充电管理电路给电池充电,然后打开直连19V到VDC的通路,断开电池的11.4V输出;

第三时刻:此时由DC_IN供电,电池不供电;

第四时刻:拔出19V适配器,电池续电(电池输出的开关,其实是MOS管,有一个向右的体二极管,能保证当19V适配器离开的瞬间,马上给负载供电)。

技术特征:

一:图中的二极管,是为防止19V给电池造成影响。

二:后方的DC-DC芯片适应不同的VDC电压,给后方的5V、3.3V、1.2V,0.8V等供电。

笔记本电脑电源和电池充电管理电路设计_第1张图片

方案二:单19V输入+电池,同压输出负载

        此方案是在上面的设计上,增加一枚升降压的DC-DC,好处就是适应力更强,因为一般电脑上可以插一些诸如PCIE卡,而这些设备需要使用12V供电。严格意义上我们还是需要制造额定电压12V的。

笔记本电脑电源和电池充电管理电路设计_第2张图片

方案三:单12V输入+电池,基本同压输出

        这种方案其实更倾向其他设计,因为是单12V供电的,考虑成本等情况,后方又允许一定电压波动的话,可以参考下图的设计。

笔记本电脑电源和电池充电管理电路设计_第3张图片

总结要点

        1.以上的参考图中,开关只是简单的符号代表,实际情况基本是使用MOS管当作开关;

        2.实际应用上,电路会更复杂一些,主要是多了一些控制、检测等电路,MOS管开关的顺序还有讲究,不是单纯的开开关关就可以了;

        3.充电电压不一定是12.6,根据电池的属性决定。

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