专利名称：一种电源管理系统及应用其的笔记本的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种计算机配套装置，具体涉及一种电源管理系统及应用其的 笔记本。
背景技术：
虽然目前的笔记本性能不断地提高，体积与重量也不断地减小，以提供使用者 携带的便利，但是笔记本仍有一些尚待客服的缺点，其中最为使用者关心的便是如何延 长电池使用时间的问题。目前笔记本所使用的电池，以性能最佳的锂电池来说，在正常使用状态下，通 常也仅能维持2.5-3小时，更不要说一般的镍氢电池或镍镉电池。因此，对一些经常在外 使用笔记本，却又不能取得交流(AC)电源的使用者而言，准备两个电池是非常有必要 的。目前，笔记本电池的充电方法，是将电池插入笔记本中，并接上AC电源，则无 论目前此电脑是在关机或操作状态，均会自动对电池进行充电；此外，也可以购买一外 部充电器，直接将电池插在外部充电器上，并接上AC电源，便可充电。应用时，必须 将电池放入电池槽中，如果是两块电池，其中一块电池用完后，须将另一块电池取出， 在电池槽中放入另一块电池才可给笔记本供电；这种方法比较麻烦，而且取出的电池需 要小心保管，这种方法既不方便又容易导致电池损坏。然而，在前述的充电方法中，当在操作模式下对电池进行充电时，如欲充电的 电池在两个以上，则必须前一个电池充好电后，先将电脑关机，将电池拔出，然后再置 入下一个电池进行充电。而购买外部充电器虽然可免去这些麻烦，而且由于其独立于 笔记本主机之外，即使电脑正在操作中，充电速度也可以不受影响，但除了外部充电器 外，尚需购买额外的变压器，不仅占据空间，而且增加费用。
发明内容本实用新型解决的技术问题是现有技术中笔记本双电池使用中拆卸麻烦的问题。为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案一种能选择性地对笔记本的内部电池和外部电池进行充电的电源管理系统；包 括提供电池充电所需的电力源的供电单元；连接内部电池至所述供电单元的第二接 口；连接外部电池至所述供电单元的第一接口；切换单元，设有一切换上述供电单元与 第一接口和第二接口间电连接状态的切换开关；用于控制所述切换开关导通和关断，并 检测第一接口和第二接口中电池状态的控制器。进一步地，所述切换单元包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关；第 一开关连接第一接口的电源端和供电单元的电源端，第二开关连接第二接口的电源端和 供电单元的电源端，第三开关连接第一接口的电源端和控制器的电源端，第四开关连接第二接口的电源端和控制器的电源端；所述控制器输出的四个控制信号分别控制上述四 个开关的导通和关断。进一步地，上述第一开关至第四开关是PNP三极管。进一步地，还包括一双刀单掷开关，所述双刀单掷开关中一刀的一端与地连 接，另一端通过第一电阻连接第三开关的控制端；另一刀的一端与地连接，另一端通过 第二电阻连接第四开关的控制端。进一步地，所述双刀单掷开关是带弹簧复位的双刀单掷开关。进一步地，所述控制器还包括一与第一接口和第二接口分别连接的定时器。一种笔记本，包括上述的电源管理系统。与现有技术相比本实用新型具有如下有益效果本实用新型实施例提供的一种 电源管理系统及应用其的笔记本，通过控制器控制切换单元中开关的导通和关断，实现 了内部电池和外部电池的切换，这样可以不拆卸笔记本中内部电池的情况下利用外部电 池给笔记本供电，也可以不拆卸笔记本中内部电池的情况下利用供电单元给内部电池和 外部电池分别充电。
图1是本实用新型实施例电源管理系统的电路框图。图2是本实用新型实施例电源管理系统的电路原理图。图3是本实用新型第二实施例电源管理系统的电路原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以 下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具 体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。图1是本实用新型实施例电源管理系统的电路框图；一种能选择性地对笔记本 的内部电池和外部电池进行充电的电源管理系统；包括提供电池充电所需的电力源的 供电单元14;连接内部电池至所述供电单元的第二接口 13;连接外部电池至所述供电单 元的第一接口 12;切换单元11，设有一切换上述供电单元与第一接口和第二接口间电连 接状态的切换开关；用于控制所述切换开关导通和关断，并检测第一接口和第二接口中 电池状态的控制器15。为了做到两个电池进行供电与充电，又不增加硬件电路过多的复杂度，硬件电 路要有一个切换过程，如果外部电池与内部电池都接入了笔记本系统，则在供电时优先 考虑外部电池，即先让外部电池提供供电，当外部电池使用到电量低于报警电量时，此 时控制器15控制切换单元切换到内部电池提供供电，当两块电池都使用到电量低于报警 电量时，为了保护电池，控制器15必须强制关机；充电时优先考虑内部电池，即先对内 部电池进行充电，当内部电池充电结束后再对外部电池进行充电。通过控制器15控制切换单元11中开关的导通和关断，实现了内部电池和外部电 池的切换，这样可以不拆卸笔记本中内部电池的情况下利用外部电池给笔记本供电，也 可以不拆卸笔记本中内部电池的情况下利用供电单元给内部电池和外部电池分别充电。[0023]图2是本实用新型实施例电源管理系统的电路原理图；在图1的基础上，切换 单元包括第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3、第四开关Q4;第一开关连接第一接 口 12的电源端和供电单元14的电源端，第二开关Q2连接第二接口 13的电源端和供电单 元14的电源端，第三开关Q3连接第一接口 12的电源端和控制器15的电源端，第四开关 Q4连接第二接口 13的电源端和控制器15的电源端；所述控制器15输出的四个控制信号 ENU EN2、EN3、EN4分别控制上述四个开关的导通和关断。切换单元还包括一双刀单掷开关SW，该双刀单掷开关SW中一刀的一端与地连 接，另一端通过第一电阻Rl连接第三开关Q3的控制端EN3;另一刀的一端与地连接， 另一端通过第二电阻R2连接第四开关Q4的控制端EN4。其中双刀单掷开关SW是带弹 簧复位的双刀单掷开关。控制器还包括与第一接口 12和第二接口 13分别连接的一定时 器，用于定时检测电池状态。首先说明外部电池状态标志位BAT_IN1和内部电池状态标志位BAT_IN2分别代 表两电池的状态信号，当电池没有接入笔记本时，BAT_IN1或BAT_IN2均为高电平，若 电池接入笔记本则为低电平，可以利用这两个信号的状态来判断两块电池是否接入了笔 记本系统。外部电池电量判断标志位BAT_Low，当外部电池电量低于报警电量该标志位 BAT_Low置“1”，该位初始化时设定为“0”，表示外部电池电量高于报警电量。以 下根据前述电路详述其工作原理当需要电池供电时，用户按下双刀单掷开关SW，由于该开关具有弹簧复位，当 用户按下后再松手后立即会弹起，当按下的瞬间，控制器输出的第三控制信号EN3和第 四控制信号EN4分别经过第一电阻Rl和第二电阻R2接到地，由于第三开关Q3和第四 开关Q4设置为低电平导通，第三开关Q3和第四开关Q4导通，供电信号端BATD向机 内所有电路提供电源，同时也向控制器15提供电源，控制器15开始工作并初始化外部 电池电量判断标志位BAT_Low=0，判断是否到达定时器的预设时间，此处定为10ms， 定时此步骤是周期性执行的，如未到达预设时间则控制器15执行其它任务，到达则判 断外部电池电量标志位BAT_Low是否为高电平“1”，如为“1”，则上次系统所提供 的电源是由外部电池所供并且电量已经使到低于报警电量了，此时外部电池不能再担任 系统电源的提供，必须切换由内部电池进行供电，控制器15输出使EN1=1、EN2=1、 EN3=1、EN4=0,设定高电平为“1”，低电平为“0” ；这样只有第四开关Q4的控制 端为“0”，使得只有第四开关Q4导通，切换由内部电池供电。若外部电池电量标志 位BAT_Low=0，则进一步检测外部电池状态标志位BAT_IN1的状态来判断外部电池是 否接入系统，如BAT_IN1=1表示外部电池没有接入系统，此时仅有内部电池进行供电； 控制器15输出使EN1=1、EN2=1、EN3=1、EN4=0,这样只有第四开关Q4的控制端为
“0”，使得只有第四开关Q4导通，切换由内部电池供电。若判断BAT_IN1=0代表外部 电池此时接入了系统，并且正由外部电池进行供电，进一步判断外部电池电量是否低于 报警电量，如不低于报警电量，则控制器15输出EN =1、EN2=1、EN3=0、EN=L这 样只有第三开关Q3的控制端为“0”，使得只有第三开关Q3导通，切换由第一接口 12 连接的外部电池供电。若外部电池电量标志位BAT_Low=l，外部电池电量已经低于报警 电量，则使下一个IOms定时到达控制器15切换由内部电池进行供电；当切换由内部电 池供电后软件也必须判断内部电池电量是否低于报警电量，如低于报警电量则必须强制关机，以便保护电池。由于控制器的运行速度很快，对以上的执行与判断只需要毫秒级 时间，一旦EN3或EN4输出为0，此时即便用户松手也可维持开机状态，达到了自锁功 能。在供电时，第一开关Ql和第二开关Q2必须保持关断状态，也就是控制器15使 ENl=U EN2=1 ；因为第一开关Ql和第二开关Q2是负责向电池充电的支路，在电池供 电时必须保持关闭状态。当向电池充电时，设定内部电池充满指示标志位IN_BAT_Full，此标志位代表内 部电池充满，当内部电池充满电则此标志位置“1”，设定两块电池都充满的指示标志位 Double_BAT_Full，当两块电池都充满则该指示标志位Double_BAT_Full置“1”。 内部 电池充满指示标志位IN_BAT_Full和两块电池都充满的指示标志位Double_BAT_Full初始 时均设定为“0”。当用户使用供电单元(外接电源)14时，控制15也上电工作，判断是否到达 定时器的预设时间，此处定为10ms，，如未到达预设时间则控制器15执行其它任务， 到达则判断两块电池都充满的指示标志位Dcmble_BAT_FUll是否为“1”，若为“1”则 代表两电池均已充满电量，控制器15转到执行其它任务；若为“0”则代表电池未充满 电量，按照控制器15必须先对内部电池进行充电，接下来要判断内部电池充满指示标志 IN_BAT_Full与内部电池状态标志位BAT_IN2是否同时为“0” ；其中内部电池充满指 示标志位IN_BAT_Full=0代表内部电池未充满，BAT_IN2=0代表内部电池已经接入了笔 记本系统，若都为“0”，则对内部电池进行充电；进一步判断内部电池充满指示标志 IN_BAT_Full与内部电池状态标志位BAT_IN2是否同时为“0” ；若不同时满足，则控制 器15进一步对外部电池状态标志位BAT_IN1判断，若外部电池状态标志位BAT_IN1为
“1”，则代表外部电池没有接入到系统，控制器15转为执行其它任务，若为“0”，代 表外部电池已经接入到系统，则进一步判断电量是否充满，如充满则两块电池都充满的 指示标志位Double_BAT_Full=l，指示充电结束；定时器继续计时到下一个10ms，控制 器不再执行对电池充电的操作。若外部电池未充满电量，则控制器使EN1=0、EN2=1、 EN3=1、EN4=1，这样只有第一开关Ql的控制端为“0”，使得只有第一开关Ql导通， 这样控制器就对外部电池进行充电。在充电时，第三开关Q3和第四开关Q4必须保持关闭状态，也就是控制器使 EN3=1、EN4=1，因为第三开关Q3和第四开关Q4是负责向电池供电(放电)的支路， 在电池充电时必须保持关闭状态。图3是本实用新型第二实施例电源管理系统的电路原理图。在图2的基础上，本 实施例上述四个开关是PNP三极管，均是控制端为低电平时导通；在控制器输出第一控 制信号EN1、第二控制信号EN2、第三控制信号EN3、第四控制信号EN4之前分别增加 第五电阻R5、第六电阻R6、第三电阻R3和第四电阻R4，该四个电阻的作用是限流，以 防控制器输出的四个控制信号烧坏四个PNP三极管；该实施例的工作原理与前述相同， 此处不再赘述。在其他实施例中四个开关也可以是PMOS管，这样控制端为低电平时导 通；四个开关也可以是NMOS管，这样控制端为高电平时导通；各种不同的实施例可以 依据不同要求设定，工作原理相似，不再赘述。一种笔记本，包括上述的电源管理系统；电源管理系统通过控制器控制切换单元中开关的导通和关断，实现了内部电池和外部电池的切换，这样可以不拆卸笔记本中 内部电池的情况下利用外部电池给笔记本供电，也可以不拆卸笔记本中内部电池的情况 下利用供电单元给内部电池和外部电池分别充电。 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在 本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用 新型的保护范围之内。
权利要求1.一种能选择性地对笔记本的内部电池和外部电池进行充电的电源管理系统；其特 征在于，包括 提供电池充电所需的电力源的供电单元； 连接内部电池至所述供电单元的第二接口； 连接外部电池至所述供电单元的第一接口；切换单元，设有一切换上述供电单元与第一接口和第二接口间电连接状态的切换开关；用于控制所述切换开关导通和关断，并检测第一接口和第二接口中电池状态的控制器。
2.根据权利要求1所述的电源管理系统，其特征在于，所述切换单元包括第一开关、 第二开关、第三开关、第四开关；第一开关连接第一接口的电源端和供电单元的电源 端，第二开关连接第二接口的电源端和供电单元的电源端，第三开关连接第一接口的电 源端和控制器的电源端，第四开关连接第二接口的电源端和控制器的电源端；所述控制 器输出的四个控制信号分别控制上述四个开关的导通和关断。
3.根据权利要求2所述的电源管理系统，其特征在于，所述第一开关至第四开关是 PNP三极管。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电源管理系统，其特征在于，还包括一双刀单掷开 关，所述双刀单掷开关中一刀的一端与地连接，另一端通过第一电阻连接第三开关的控 制端；另一刀的一端与地连接，另一端通过第二电阻连接第四开关的控制端。
5.根据权利要求4所述的电源管理系统，其特征在于，所述双刀单掷开关是带弹簧复 位的双刀单掷开关。
6.根据权利要求1-3任一项所述的电源管理系统，其特征在于，所述控制器还包括一 与第一接口和第二接口分别连接的定时器。
7.—种笔记本，其特征在于，还包括权利要求1所述的电源管理系统。
专利摘要一种能选择性地对笔记本的内部电池和外部电池进行充电的电源管理系统；包括提供电池充电所需的电力源的供电单元；连接内部电池至所述供电单元的第二接口；连接外部电池至所述供电单元的第一接口；切换单元，设有一切换上述供电单元与第一接口和第二接口间电连接状态的切换开关；用于控制所述切换开关导通和关断，并检测第一接口和第二接口中电池状态的控制器。以及包括上述电源管理系统的笔记本。这样可以不拆卸笔记本中内部电池的情况下利用外部电池给笔记本供电，或者利用供电单元给内部电池和外部电池分别充电。
文档编号G06F1/26GK201804301SQ20102053880
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月24日 优先权日2010年9月24日
发明者严成芳 申请人:比亚迪股份有限公司