一种二合一笔记本电脑的供电系统及二合一笔记本电脑的制作方法

本实用新型涉及笔记本电脑领域，特别是涉及一种二合一笔记本电脑的供电系统，本实用新型还涉及一种二合一笔记本电脑。

背景技术：

为了实现笔记本电脑的轻薄便携，很多笔记本电脑做成平板电脑的形态(也称为二合一笔记本电脑)，为了增加二合一笔记本电脑的续航能力，很多厂家在二合一笔记本电脑的底座上增加了一块底座电池。现有技术中，由于底座与二合一笔记本电脑是采用热插拔的形式，一般的双电池供电系统在笔记本系统运行时拔掉底座存在掉电风险，从而导致系统损坏和资料丢失，另外，双电池供电系统在同时为两块电池充电时，可能会出现电流灌入某个电池对电池造成损坏的情况。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种二合一笔记本电脑的供电系统，降低了掉电风险，提高了供电系统的安全性和可靠性；本实用新型的另一目的是提供一种包括上述供电系统的二合一笔记本电脑，掉电风险低，供电系统的安全性及可靠性高。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种二合一笔记本电脑的供电系统，包括底座电池、第一充电芯片、充电器接口、第二充电芯片、第一可控开关、二极管、第二可控开关以及笔记本电池，其中：

第一可控开关的第一端分别与笔记本电池及二极管的阳极连接，第一可控开关的第二端分别与笔记本系统、二极管的阴极及第二充电芯片的输出端连接，第一可控开关的控制端与第二充电芯片的第一控制端连接，第二充电芯片的输入端分别与第一充电芯片的输出端及第二可控开关的第一端连接，第一充电芯片的输入端通过充电器接口与充电器连接，第二可控开关的第二端与底座电池连接，第二可控开关的控制端与第一充电芯片的控制端连接；

二极管，用于在底座电池停止向笔记本系统供电之后，第一可控开关闭合之前，笔记本电池通过其为笔记本系统供电；第一充电芯片，用于在接收到第一控制信号后，控制第二可控开关闭合，以便为底座电池输出其需要的充电电压；第二充电芯片，用于在接收到第二控制信号后，控制第一可控开关闭合，以便为笔记本电池输出其需要的充电电压。

优选地，第一充电芯片的通信端还与第二充电芯片的通信端连接，第一充电芯片还用于：

在充电器同时为笔记本系统、笔记本电池以及底座电池供电时，检测充电器的输出功率，若输出功率大于其额定功率，则以减小底座电池的充电电流为第一优先级，以减小笔记本电池的充电电流为第二优先级对充电器的输出功率进行调节，直至充电器的输出功率等于其额定功率。

优选地，该系统还包括：

第三可控开关，第三可控开关的第一端与第一可控开关的第二端连接，第三可控开关的第二端与第二可控开关的第一端连接，第三可控开关的控制端与第二充电芯片的第二控制端连接；

第二充电芯片还用于在由笔记本电池为笔记本系统供电转换为底座电池为笔记本系统供电的过程中，检测到底座电池的电压后，先控制第一可控开关关断再控制第三可控开关闭合。

优选地，该系统还包括：

第四可控开关以及充电管理控制单元；

第四可控开关的第一端与底座电池连接，第四可控开关的第二端与第二可控开关的第二端连接，第四可控开关的控制端与充电管理控制单元的第一控制端连接，充电管理控制单元的检测端与底座电池连接；

充电管理控制单元，用于当检测到底座电池的电量降低到预设值时，关断第四可控开关。

优选地，充电管理控制单元的第二控制端分别与第三可控开关的控制端以及第二可控开关的控制端连接，充电管理控制单元还用于在接收到第三控制信号后，控制第二可控开关、第三可控开关以及第四可控开关闭合，以便于笔记本电池向底座电池供电。

优选地，充电管理控制单元为嵌入式控制器EC。

优选地，第一可控开关为第一P沟道金属氧化物半导体PMOS管，第一PMOS管的漏极作为第一可控开关的第一端，第一PMOS管的源极作为第一可控开关的第二端，第一PMOS管的栅极作为第一可控开关的控制端，第一PMOS管的寄生体二极管作为二极管；

第二可控开关为第二PMOS管，第二PMOS管的源极作为第二可控开关的第一端，第二PMOS管的漏极作为第二可控开关的第二端，第二PMOS管的栅极作为第二可控开关的控制端；

第三可控开关为第三PMOS管，第三PMOS管的漏极作为第三可控开关的第一端，第三PMOS管的源极作为第三可控开关的第二端，第三PMOS管的栅极作为第三可控开关的控制端；

第四可控开关为第四PMOS管，第四PMOS管的源极作为第四可控开关的第一端，第四PMOS管的漏极作为第四可控开关的第二端，第四PMOS管的栅极作为第四可控开关的控制端。

优选地，第一充电芯片和/或第二充电芯片为升降压型Buck-Boost芯片。

优选地，第一充电芯片和/或第二充电芯片为基于窄电压直流充电NVDC架构的充电芯片。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种二合一笔记本电脑，包括上述任一项的二合一笔记本电脑的供电系统。

可见，本实用新型中，在底座电池单独为笔记本系统供电的情况下拔掉底座时，笔记本电池立即通过二极管向笔记本系统供电，降低了掉电的风险，供电系统在连接充电器时，第一充电芯片接收到第一控制信号后控制第二可控开关闭合，输出底座电池需要的充电电压，第二充电芯片接收到第二控制信号后控制第一可控开关闭合，输出笔记本电池需要的充电电压，每个电池单独对应一个充电芯片，这样，充电器在同时为笔记本电池和底座电池充电时，便不会发生电流倒灌的情况，提高了供电系统的安全性和可靠性。

本实用新型还提供了一种二合一笔记本电脑，具有如上供电系统相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种二合一笔记本电脑供电系统的结构示意图；

图2为本实用新型提供的另一种二合一笔记本电脑供电系统的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种二合一笔记本电脑的供电系统，降低了掉电风险，提高了供电系统的安全性和可靠性；本实用新型的另一核心是提供一种包括上述供电系统的二合一笔记本电脑，掉电风险低，供电系统的安全性及可靠性高。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1，图1为本实用新型提供的一种二合一笔记本电脑供电系统的结构示意图，包括底座电池1、第一充电芯片2、充电器接口3、第二充电芯片4、第一可控开关5、二极管6、第二可控开关7以及笔记本电池8，其中：

第一可控开关5的第一端分别与笔记本电池8及二极管6的阳极连接，第一可控开关5的第二端分别与笔记本系统、二极管6的阴极及第二充电芯片4的输出端连接，第一可控开关5的控制端与第二充电芯片4的第一控制端连接，第二充电芯片4的输入端分别与第一充电芯片2的输出端及第二可控开关7的第一端连接，第一充电芯片2的输入端通过充电器接口3与充电器连接，第二可控开关7的第二端与底座电池1连接，第二可控开关7的控制端与第一充电芯片2的控制端连接；

二极管6，用于在底座电池1停止向笔记本系统供电之后，第一可控开关5闭合之前，笔记本电池8通过其为笔记本系统供电；第一充电芯片2，用于在接收到第一控制信号后，控制第二可控开关7闭合，以便为底座电池1输出其需要的充电电压；第二充电芯片4，用于在接收到第二控制信号后，控制第一可控开关5闭合，以便为笔记本电池8输出其需要的充电电压。

考虑到现有技术中，在底座电池1为笔记本系统单独供电时，突然拔掉底座或者底座电池1电量耗尽，此时如果没有较快闭合笔记本电池8与笔记本系统之间的控制开关，笔记本系统存在较大的掉电风险，本实用新型实施例中的二极管6能够降低笔记本系统的掉电风险，在上述情况下，由于底座电池1停止为笔记本系统供电的瞬间二极管6阴极呈现低电位，笔记本电池8能够立即通过二极管6向笔记本系统供电，当第二充电芯片4检测到底座电池1的电压消失时打开第一可控开关5，笔记本电池8正常为笔记本系统供电，大大降低了掉电的风险。

此外，由于充电芯片同时只能输出一种电压，考虑到现有技术中的双电池供电系统采用一个充电芯片只能选择为其中的一块电池充电，如果同时为两块电池充电的话，充电芯片的输出电压很可能高于其中某块电池需要的充电电压，且这两块电池之间存在电流倒灌的风险，进而对电池造成损坏，本实用新型实施例中，当供电系统通过充电器接口3连接充电器时，充电器同时为笔记本系统、底座电池1以及笔记本电池8供电，第一充电芯片2可以检测到底座电池1需要的充电电压，然后通过其内部的调压电路对电压进行调节，然后输送至底座电池1以及第二充电芯片4，第二充电芯片4也可以检测到笔记本电池8需要的充电电压，然后通过其内部的调压电路对电压进行调节，然后输送至笔记本电池8及笔记本系统，每块充电芯片都可以为各自管理的电池提供其需要的充电电压，不会发生损坏电池的状况。

具体的，当供电系统连接充电器时，第一充电芯片2接收到第一控制信号后控制第二可控开关7闭合，这里的第一控制信号可以为通过充电芯片等装置预先设置的控制信号，也可以为用户根据需求通过外部的程序发送的控制信号，第二充电芯片4接收到的第二控制信号可以为第一充电芯片2向第二充电芯片4输送的电流，也可以为上述的两种情况，本实用新型在此不做限定。

具体的，第一充电芯片2以及第二充电芯片4可以通过各自管理的电池的时钟信号引脚以及数据引脚对各自管理的电池需要的充电电压进行检测，当然也可以通过其他的方式获取各自管理的电池的充电电压，本实用新型在此不做限定。

其中，本实用新型实施例中第一充电芯片2及第二充电芯片4的架构可以为很多种，例如NVDC(Narrow Voltage Direct Current，窄电压直流充电)架构及HPB(Hybrid Power Boost，混合动力技术)结构等，本实用新型在此不做限定。

考虑到现有技术中将其中一块充电芯片设置在底座上，底座上的这块充电芯片就需要选用特定的充电芯片，增加了成本，本实用新型将两块充电芯片都设置在笔记本主板上，既降低了成本，也方便对两块充电芯片的控制与管理。

具体的，本实用新型实施例中的第一可控开关5及第二可控开关7的类型可以为很多种，例如MOS(Metal Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体)管、三极管等，本实用新型在此不做限定。

可见，本实用新型中，在底座电池单独为笔记本系统供电的情况下拔掉底座时，笔记本电池立即通过二极管向笔记本系统供电，降低了掉电的风险，供电系统在连接充电器时，第一充电芯片接收到第一控制信号后控制第二可控开关闭合，输出底座电池需要的充电电压，第二充电芯片接收到第二控制信号后控制第一可控开关闭合，输出笔记本电池需要的充电电压，每个电池单独对应一个充电芯片，这样，充电器在同时为笔记本电池和底座电池充电时，便不会发生电流倒灌的情况，提高了供电系统的安全性和可靠性。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，第一充电芯片2的通信端还与第二充电芯片4的通信端连接，第一充电芯片2还用于：

在充电器同时为笔记本系统、笔记本电池8以及底座电池1供电时，检测充电器的输出功率，若输出功率大于其额定功率，则以减小底座电池1的充电电流为第一优先级，以减小笔记本电池8的充电电流为第二优先级对充电器的输出功率进行调节，直至充电器的输出功率等于其额定功率。

考虑到现有技术中在同时为两块电池及笔记本系统供电时，充电芯片无法得知充电器的输出功率，或者其中一块充电芯片可以检测到充电器的输出功率，但由于两块充电芯片之间没有通信，导致另一块充电芯片无法得知充电器的输出功率，在上述几种情况下，充电芯片就无法很好地对充电器的输出功率进行调整，使其输出功率等于额定功率，减短了充电器的使用寿命，本实用新型实施例中的第一充电芯片2以及第二充电芯片4的通信端连接，第一充电芯片2检测到的充电器的输出功率可以由通信端传输至第二充电芯片4，当第一充电芯片2检测到充电器的输出功率大于其额定功率，则控制底座电池1的充电电流减小，使得充电器的输出功率降低，当第二充电芯片4通过通信端检测到底座电池1的充电电流为零时若充电器的输出功率还是大于其额定功率，则控制笔记本电池8的充电电流减小，直至充电器的输出功率等于其额定功率，增加了充电器的使用寿命。

具体的，当第一充电芯片2以及第二充电芯片4检测到充电器的输出功率小于其额定功率时，能够对两块电池的充电电流进行恢复，可以先逐渐恢复笔记本电池8的充电电流，也可以先恢复底座电池1的充电电流，该供电系统可以充分地利用充电器的额定功率，加快了系统空闲或关机时的充电速度，减少了充电时间，此外，使用两个充电芯片便可实现充电器的输出功率与额定功率的平衡，不需要复杂的软件和硬件控制。

具体的，上述控制底座电池1与笔记本电池8充电电流的策略可以以程序的形式预先在两个充电芯片中进行设置，用户也可以根据不同的需求发送不同的控制程序对充电过程进行控制，上述策略也可以为其他种，本实用新型在此不做限定。

具体的，上述检测充电器输出功率的方式可以为与充电器连接的一个精密电阻，第一充电芯片2以及第二充电芯片4可以通过检测精密电阻两端的电压来得到充电器的输出电流，再加上已知的充电器恒定的输出电压，便可以得到其输出功率，当然，也可以通过其他的方式检测充电器的输出功率并传输，本实用新型在此不做限定。

具体的，第一充电芯片2以及第二充电芯片4调节各自管理的电池的充电电流的方式可以为小幅度地改变自身的输出电压，这样一来，对于电池来说充电电流便可有大幅度的改变，根据两个充电芯片自身的调压电路便可实现，控制简便，成本低。

作为一种优选的实施例，该系统还包括：

第三可控开关9，第三可控开关9的第一端与第一可控开关5的第二端连接，第三可控开关9的第二端与第二可控开关7的第一端连接，第三可控开关9的控制端与第二充电芯片4的第二控制端连接；

第二充电芯片4还用于在由笔记本电池8为笔记本系统供电转换为底座电池1为笔记本系统供电的过程中，检测到底座电池1的电压后，先控制第一可控开关5关断再控制第三可控开关9闭合。

具体的，在底座电池1接入的时候，第二充电芯片4会检测到底座电池1的电压，然后迅速做出反应，先关断第一可控开关5，再打开第三可控开关9，这样底座电池1便可通过第三可控开关9为笔记本系统供电，相对于通过第二充电芯片4为笔记本系统供电，通过第三可控开关9供电能够降低损耗，提高供电效率，且第三可控开关9在第一可控开关5关断之后再闭合，可以阻止电流流入笔记本电池8，起到了隔离的作用，有效保护了笔记本电池不受损坏。

具体的，第二充电芯片4在检测到底座电池1的电压之后关断第一可控开关5以及闭合第三可控开关9可以近似看做瞬间完成，底座电池1可立即通过第三可控开关9为笔记本系统供电，即使在关断第一可控开关5之后与闭合第三可控制开关之前具有时间间隔，笔记本电池8也可以在这个间隔内通过二极管6为笔记本系统供电，不会发生笔记本掉电的情况。

其中，第二充电芯片4也可以在接收到控制信号后将底座电池1的电压调整为与笔记本电池8相同的电压后输出，同时为笔记本系统供电以及为笔记本电池8充电，这里的控制信号可以为预先设置的程序确定的，也可以为用户根据需求通过外部程序发送的控制信号。

作为一种优选的实施例，该系统还包括：

第四可控开关10以及充电管理控制单元11；

第四可控开关10的第一端与底座电池1连接，第四可控开关10的第二端与第二可控开关7的第二端连接，第四可控开关10的控制端与充电管理控制单元11的第一控制端连接，充电管理控制单元11的检测端与底座电池1连接；

充电管理控制单元11，用于当检测到底座电池1的电量降低到预设值时，关断第四可控开关10。

具体的，考虑到在底座电池1为笔记本系统供电时，底座电池1在用尽自身电量之后才会停止供电，对电池的损耗较大，本实用新型实施例中的充电管理控制单元11可以实时检测底座电池1的剩余电量，并在检测到剩余电量等于预设值时关断第四可控开关10，使底座电池1停止放电，这里的预设值可以由用户灵活的设置，可以根据需求很好地对底座电池1的电量进行管理，可以不必每次都用尽底座电池1的电量，延长了电池的使用寿命。

具体的，充电管理控制单元11可以与底座电池1的时钟信号引脚以及数据引脚连接，充电管理控制单元11通过上述引脚传输的SMBUS(System Management Bus，系统管理总线)信号读取底座电池1的电量计中的寄存器来获悉底座电池1的电量，当然，充电管理控制单元11检测底座电池1电量的方式还可以为其他方式，本实用新型在此不做限定。

其中，充电管理控制单元11可以为多种控制器，例如各种单片机，本实用新型在此不做限定。

作为一种优选的实施例，充电管理控制单元11的第二控制端分别与第三可控开关9的控制端以及第二可控开关7的控制端连接，充电管理控制单元11还用于在接收到第三控制信号后，控制第二可控开关7、第三可控开关9以及第四可控开关10闭合，以便于笔记本电池8向底座电池1供电。

为了更好地对本实用新型实施例进行说明，请参考图2，图2为本实用新型提供的另一种二合一笔记本电脑供电系统的结构示意图，包括底座电池1、第一充电芯片2、充电器接口3、第二充电芯片4、第一可控开关5、二极管6、第二可控开关7、笔记本电池8、第三可控开关9、第四可控开关10以及充电管理控制单元11。

考虑到在实际的使用过程中，存在底座电池1电量用尽时用户仍然需要使用底座上的一些其他功能的情况，这时如果充电器不在身边便无法继续使用底座上的功能，本实用新型实施例中的充电管理控制单元11在接收到第三控制信号后，可以将第二可控开关7、第三可控开关9以及第四可控开关10闭合，使笔记本电池8为底座电池1充电，这样便可满足用户的底座使用需求，增加了一种电量支配的方式，使得笔记本可以更好地协助用户。

其中，第三控制信号可以为预先设置的程序确定出的控制信号，也可以为用户根据需求通过外部程序发送的控制信号，本实用新型在此不做限定。

作为一种优选的实施例，充电管理控制单元11为EC(Embedded Controller，嵌入式控制器)。

具体的，EC具有运算处理能力强、与PC通讯方便、成本低等优点。

当然，充电管理控制单元11除了EC外，也可以为其他种类的充电管理控制单元11，本实用新型在此不做限定。

作为一种优选的实施例，第一可控开关5为PMOS(P-Metal Oxide Semiconductor，P沟道金属氧化物半导体)管，第一PMOS管的漏极作为第一可控开关5的第一端，第一PMOS管的源极作为第一可控开关5的第二端，第一PMOS管的栅极作为第一可控开关5的控制端，第一PMOS管的寄生体二极管6作为二极管6；

第二可控开关7为第二PMOS管，第二PMOS管的源极作为第二可控开关7的第一端，第二PMOS管的漏极作为第二可控开关7的第二端，第二PMOS管的栅极作为第二可控开关7的控制端；

第三可控开关9为第三PMOS管，第三PMOS管的漏极作为第三可控开关9的第一端，第三PMOS管的源极作为第三可控开关9的第二端，第三PMOS管的栅极作为第三可控开关9的控制端；

第四可控开关10为第四PMOS管，第四PMOS管的源极作为第四可控开关10的第一端，第四PMOS管的漏极作为第四可控开关10的第二端，第四PMOS管的栅极作为第四可控开关10的控制端。

具体的，PMOS管具有体积小、噪声低、热稳定性好、功耗低等优点。

当然，上述可控开关除了PMOS管外，还可以为例如三极管并联一个二极管6的可控开关，本实用新型在此不做限定。

作为一种优选的实施例，第一充电芯片2和/或第二充电芯片4为Buck-Boost(升降压型)芯片。

具体的，Buck-Boost芯片具有结构简单，控制灵活等优点。

作为一种优选的实施例，第一充电芯片2和/或第二充电芯片4为基于NVDC架构的充电芯片。

具体的，基于NVDC架构的充电芯片具有成本低，功能强大等优点。

当然，除了基于NVDC架构的充电芯片外，第一充电芯片2以及第二充电芯片4还可以为其他类型的充电芯片，本实用新型在此不做限定。

本实用新型还提供了一种二合一笔记本电脑，包括如上任意一项的二合一笔记本电脑的供电系统。

对于本实用新型提供的二合一笔记本电脑的介绍请参照上述供电系统实施例，本实用新型在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。