筆記本的電池和適配器管理

全局概覽

示例型號爲七彩虹隱星P15 板號6-71-V2500-D02

僅供學習

接口電路

適配器接口

J_DC_JACK1 即爲圓孔適配器插口。1腳爲正極,2,3,4作爲負極。 

EM1 EM2 爲磁珠,型號爲HCB2012KF-800T80,作用是過濾去除高頻雜波讓適配器輸入的直流電更加純淨。

隔離管

隔離管

適配器輸入的電壓是19.5V,電池的工作電壓是12V-16.5V爲了避免適配器電壓直衝電池,不能讓適配器和電池直接相連,於是使用Nmos管隔離開。

PQ1 PQ2 PQ5 PQ6 是適配器的隔離Nmos管,PQ5 PQ6的型號前面加了*號,表示不上件,可以忽略。

PQ12 是電池的隔離Nmos管

當適配器接入PQ1 PQ2導通,PQ12關閉

當適配器拔出PQ1 PQ2關閉,PQ12導通

N mos管

Nmos管導通條件

G極電壓-S極電壓>導通閾值電壓:Nmos管完全導通。

G極電壓-S極電壓<導通閾值電壓:Nmos不完全導通或者不導通。不完全導通時有嚴重的發熱損耗。

本文所用Nmos管導通閾值電壓(包含裕量)是5V,那麼想讓19.5V完全導通(忽略DS之間的壓降)過去需要在G極施加(5V+19.5V=)24.5V的電壓。

電源管理芯片

電源管理芯片

電源管理芯片的作用是檢測適配器接入,控制電池充電,控制隔離電路開啓與關閉,彙報充電狀態。

引腳解釋

ADDIV:適配器接入檢測,插入後適配器輸入的19.5V電壓順着拉高了ADDIV引腳的電壓,電壓無誤則電源管理芯片就認爲適配器已正常接入。

VAD:電壓檢測。

PA:適配器隔離Nmos G極的控制,ADDIV無誤後,始終輸出比VAD檢測到的電壓高5V的電壓。適配器接入但是沒導通的時候VAD=0V,PA輸出5V,mos不完全導通VAD變成0.5V,PA則輸出5.5V,如此循環直到VAD達到19.5V(忽略導通壓降)

PB:用來控制電Nmos的G極

IACP:電流檢測正極

IACN:電源檢測負極,是通過檢測電阻兩端電壓變化就可以計算出電流。

SCL:時鐘輸入線

SDA:數據線,與SCL協同完成數據輸入輸出

PROCHOT:芯片溫度過高時將3.3V高電壓拉低到0V低電壓,向CPU發出警告並拉低CPU頻率(PROCHOT信號可看我主頁文章詳解)

電池充電電路

充電電路

電源管理芯片通過HDR和LDR兩個引腳施加電壓控制PQ15上面/下面的Mos管導通與關閉調節輸出電壓。

如一個單位時間內通入10V電壓,40%時間導通,60%時間關閉,加上一個可以臨時存儲能量的電感和電容(外界電壓高於電容電感就給它們充電,低於它們就放電),就相當於一個單位時間內通入4V電壓

J_BAT1 電池插口,1 2爲正極,4 5爲SMB總線輸入輸出數據,6爲電池接入檢測,7 8爲負極。

4 5腳:是電池內部的電芯與EC溝通的總線,鍵入以下命令: powercfg /batteryreport  可以獲取電芯彙報的電池數據

1 2腳:電池輸出的供電V_BAT_L

Nmos的另一個特性是等效存在一個二極管(具有單向導通性),所以當拔掉適配器的時候,Nmos的D端電壓歸0的瞬間,PQ12還沒完全導通,電流可以順着Nmos的體二極管暫時輸出,這個過程是一瞬間的。

這解釋了爲什麼拔掉適配器筆記本電池能無縫銜接供電

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