一种电池包、笔记本电脑充电系统及方法与流程

本发明涉及充电技术领域，特别是涉及一种电池包、笔记本电脑充电系统及方法。

背景技术

众所周知，笔记本电脑近几年的发展方向越来越往轻薄方向发展，但是麻雀虽小五脏俱全，笔记本电脑所有的功能都不能少，这就造成了笔记本电脑整体的功耗以及电池的容量受限。锂电池因笔记本电脑超薄的要求，必然将电池也做薄，但是做薄带来了锂电池组的内阻增大的问题，在电池释放能量的时候很多的能量用于电池本身的消耗。

现有技术中，笔记本电脑包括电源适配器、充电降压式变换电路(chargericbuck电路)、电池组集、cpu降压式变换电路(vcorebuck电路)及cpu电路，电池组集包括n个串联的电池组，每个电池组中的各电池并联，从上到下将各电池组分别编号为b1至bn，第一电池组b1的正极、充电降压式变换电路的正极及cpu降压式变换电路的正极连接于一个节点，第n电池组bn的负极、充电降压式变换电路的负极及cpu降压式变换电路的负极连接于一个节点，第i电池组的正极与第i-1电池组的负极相连，第i电池组的负极与第i+1电池组的正极相连，2≤i≤n-1，如图1所示，为n＝2且每个电池组中并联的电池个数为2时，电源适配器、充电降压式变换电路、电池组集、cpu降压式变换电路及cpu电路的连接示意图，第一电池组b1和第二电池组b2构成a1到a2的串联路径。

笔记本电脑的电源适配器的输出电压大约为20v，cpu电路的供电电压大约为1v左右，电源适配器通过充电降压式变换电路给电池包充电，电池包通过cpu降压式变换电路给cpu电路供电，充电降压式变换电路和cpu降压式变换电路在能量传输时，占空比越大，其输出效率越高。但是现有技术中cpu降压式变换电路在给cpu电路充电时，占空比小，电源转换效率低，主板功率损耗较高，待机时间短。

综上所述，如何有效地解决cpu降压式变换电路在给cpu电路供电时，占空比小，电源转换效率低，功率损耗较高及笔记本电脑待机时间短等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种电池包，包括：

电池组集及与所述电池组集相连的开关集；其中，所述电池组集包括n个串联的电池组，所述开关集包括3n-3个开关；第一开关至第n-1开关依次设置于所述电池组集中各相邻两个电池组之间且与任一电池组串联，第n开关至第2n-2开关的第一端依次与所述电池组集中的第一电池组至第n-1电池组的负极相连，所述第n开关至所述第2n-2开关的第二端均与所述电池组集中的第n电池组的负极相连，第2n-1开关至第3n-3开关的第二端依次与所述电池组集中的第二电池组至第n电池组的正极相连，所述第2n-1开关至所述第3n-3开关的第一端均与所述第一电池组的正极相连；且电池包中各电池的型号相同，n≥2且为整数。

在本发明的一种具体实施方式中，每节电池的幅值为2.8v～4.3v。

在本发明的一种具体实施方式中，n具体为3。

在本发明的一种具体实施方式中，所述电池组集的每个电池组由两节电池并联而成。

在本发明的一种具体实施方式中，各所述电池为锂离子电池。

在本发明的一种具体实施方式中，所述开关集中的各开关均为场效应管电子开关。

一种笔记本电脑充电系统，包括：

如前所述的电池包、电源适配器、充电降压式变换电路、cpu降压式变换电路及cpu电路；其中，所述电源适配器的正极与所述充电降压式变换电路的正极相连，所述电源适配器的负极与所述充电降压式变换电路的负极相连，所述充电降压式变换电路的正极与所述电池包中的第一电池组的正极和所述cpu降压式变换电路的正极分别相连，所述充电降压式变换电路的负极与所述电池包中的第n电池组的负极和所述cpu降压式变换电路的负极分别相连，所述cpu降压式变换电路的正极与所述cpu电路的正极相连，所述cpu降压式变换电路的负极与所述cpu电路的负极相连。

一种笔记本电脑充电方法，应用于如前所述的电池包，包括：

检测电源适配器是否与电源接通；

若是，则控制电池包中的第一开关闭合，第二开关至第n-1开关断开；

若否，则控制所述第一开关断开，所述第二开关至所述第n-1开关闭合。

应用本发明实施例所提供的电池包，包括电池组集及与电池组集相连的开关集；其中，电池组集包括n个串联的电池组，开关集包括3n-3个开关；第一开关至第n-1开关依次设置于电池组集中各相邻两个电池组之间且与任一电池组串联，第n开关至第2n-2开关的第一端依次与电池组集中的第一电池组至第n-1电池组的负极相连，第n开关至第2n-2开关的第二端均与电池组集中的第n电池组的负极相连，第2n-1开关至第3n-3开关的第二端依次与电池组集中的第二电池组至第n电池组的正极相连，第2n-1开关至第3n-3开关的第一端均与第一电池组的正极相连；且电池包中各电池的型号相同，n≥2且为整数。通过在电池组集中设置开关，当电池组集处于充电状态时，通过控制开关使各电池组处于串联状态，当电池组集处于只放电状态时，通过控制开关使各电池组处于并联状态，提升了cpu降压式变换电路在给cpu电路充电时的占空比，提高了电源转换效率，较大地降低了功率损耗。

相应的，本发明实施例还提供了与上述电池包相对应的一种笔记本电脑充电系统和一种笔记本电脑充电方法，具有上述技术效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，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为现有的一种笔记本电脑充电系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中电池包的一种结构示意图；

图3为本发明实施例中电池包的另一种结构示意图；

图4为本发明实施例中一种场效应管电子开关的结构示意图；

图5为本发明实施例中另一种场效应管电子开关的结构示意图；

图6为本发明实施例中一种笔记本电脑充电系统的结构示意图；

图7为本发明实施例中一种笔记本电脑充电方法的实施流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

参见图2，图2为本发明实施例中一种电池包的结构示意图，该电池包可以包括：

电池组集及与电池组集相连的开关集；其中，电池组集包括n个串联的电池组，开关集包括3n-3个开关；第一开关至第n-1开关依次设置于电池组集中各相邻两个电池组之间且与任一电池组串联，第n开关至第2n-2开关的第一端依次与电池组集中的第一电池组至第n-1电池组的负极相连，第n开关至第2n-2开关的第二端均与电池组集中的第n电池组的负极相连，第2n-1开关至第3n-3开关的第二端依次与电池组集中的第二电池组至第n电池组的正极相连，第2n-1开关至第3n-3开关的第一端均与第一电池组的正极相连；且电池包中各电池的型号相同，n≥2且为整数。

本发明实施例所提供的电池包可以包括电池组集及与电池组集相连的开关集，当电池组集中的电池组个数为n个时，对应的开关集中开关的个数为3n-3个，并且开关集中的第一开关sw1至第n-1开关swn-1依次设置于电池组集中相邻两个电池组之间，且与电池组集中的任一电池组串联，即第i开关swi设置于第i电池组与第i+1电池组之间，1≤i≤n-1，第n开关swn至第2n-2开关sw2n-2的第一端依次与电池组集中的第一电池组b1至第n-1电池组bn-1的负极相连，第n开关swn至第2n-2开关sw2n-2的第二端均与电池组集中的第n电池组bn的负极相连，第2n-1开关sw2n-1至第3n-3开关sw3n-3的第二端依次与电池组集中的第二电池组b2至第n电池组bn的正极相连，第2n-1开关sw2n-1至第3n-3开关sw3n-3的第一端均与电池组集中的第一电池组b1的正极相连。并且可以设置电池包中各电池的型号相同，并且每个电池组中的电池并联，保证各电池组并联时的电压即为一节电池的电压，不需要进行复杂的计算，且n为大于等于2的整数。当给电池包充电时，控制第一开关sw1至第n-1开关swn-1闭合，swn至sw3n-3断开，使电池包中的各电池组串联，第一电池组b1的正极与第n电池组bn的负极之间的电压接近20v，提高电源适配器给电池包供电时的占空比，提升电池包的充电效率，当电池包处于未供电状态，电池包给cpu电路供电时，控制第一开关sw1至第n-1开关swn-1断开，swn至sw3n-3闭合，使得各电池并联，变为从每节电池的电压幅值降为cpu电路所需的幅值，可以提升cpu降压式变换电路在给cpu电路充电时的占空比，提高电源转换效率，较大地降低了功率损耗。如图2所示，为n＝3且每个电池组中并联的电池个数为2时电池包的结构示意图，a1与a2之间设置有3个电池组，开关集包括6个开关，第一开关sw1设置于第一电池组b1和第二电池组b2之间，第二开关sw2设置于第二电池组b2与第三电池组b3之间，sw1、sw2与b1、b2、及b3构成串联，第三开关sw3的第一端与b1的负极相连，第四开关sw4的第一端与b2的负极相连，sw3和sw4的第二端均与b3的负极相连，第五开关sw5的第二端与b2的正极相连，第六开关sw6的第二端与b3的正极相连，sw5和sw6的第一端均与b1的正极相连，且电池包中各电池的型号相同，当电源适配器给电池包中的第一电池组b1、第二电池组b2及第三电池组b3充电时，控制sw1和sw2闭合，sw3至sw6断开，当电池包给cpu电路供电时，控制sw1和sw2断开，sw3至sw6闭合。

如图3所述，为n＝3且每个电池组中并联的电池个数为2时电池包的另一种结构示意图，与图2的电路的不同之处在于sw3的第二端没有与b3的负极直接相连，而是通过与sw4的第一端相连之后，再连接到b3的负极，sw6的第一端也没有直接与b1的正极相连，而是通过与sw5的第二端相连之后，再连接到b1的正极。不管是图2的连接方式还是图3的连接方式，在sw1和sw2断开，sw3至sw6闭合时，sw3的第二端的电势等于b3负极端的电势，sw6的第一端的电势等于b1正极的电势，所以两种电路时实质上时相同的，也属于本发明实施例的保护范围之内。

本发明实施例所提供的电池包，其各电池组中并联的电池个数一般设置为相同数量，这样可以防止发生电池包在通过cpu降压式变换电路在给cpu电路供电时各电池组之间相互充电的现象。

应用本发明实施例所提供的电池包，包括电池组集及与电池组集相连的开关集；其中，电池组集包括n个串联的电池组，开关集包括3n-3个开关；第一开关至第n-1开关依次设置于电池组集中各相邻两个电池组之间且与任一电池组串联，第n开关至第2n-2开关的第一端依次与电池组集中的第一电池组至第n-1电池组的负极相连，第n开关至第2n-2开关的第二端均与电池组集中的第n电池组的负极相连，第2n-1开关至第3n-3开关的第二端依次与电池组集中的第二电池组至第n电池组的正极相连，第2n-1开关至第3n-3开关的第一端均与第一电池组的正极相连；且电池包中各电池的型号相同，n≥2且为整数。通过在电池组集中设置开关，当电池组集处于充电状态时，通过控制开关使各电池组处于串联状态，当电池组集处于只放电状态时，通过控制开关使各电池组处于并联状态，提升了cpu降压式变换电路在给cpu电路充电时的占空比，提高了电源转换效率，较大地降低了功率损耗。

在本发明的一种具体实施方式中，每节电池的幅值为2.8v～4.3v。

由于需要给cpu电路供应的电压幅值为1v左右，而电源适配器的电压幅值为20v左右，电源适配器给电池包供电时，电池包中的各电池组构成串联路径，并且每个电池组中的各节电池相互并联，将每节电池的幅值设置为2.8v～4.3v，可以设置电池组的个数为2到4个，在这种情况下，既可以保证电池组的个数不太多的情况下电源适配器给电池包充电的效率较高，又可以保证cpu降压式变换电路在给cpu电路供电时的占空比较高，较大地降低了功率损耗。

在本发明的一种具体实施方式中，n具体为3。

本发明实施例所提供的电池包中的电池组个数具体可以设置为3，在这种情况下，既可以保证电池组的个数不太多，简化了电路的设置工艺，节省空间，更加符合笔记本电脑向越来越轻薄的方向发展的发展趋势。

在本发明的一种具体实施方式中，电池组集的每个电池组由两节电池并联而成。

本发明实施例所提供的电池包中电池组集的每个电池组可以具体由两节电池并联而成，在这种情况下，既可以保证当适配器断电时，电池包给cpu电路供电时的能量需求，增大笔记本电脑的待机时长，又可以节省空间。

在本发明的一种具体实施方式中，各电池为锂离子电池。

本发明所提的电池包中的各电池具体可以设置为锂离子电池，并且具有能量密度高、工作电压高(3v)、循环寿命长、无污染、重量轻、自放电小等优点。

在本发明的一种具体实施方式中，如图4和图5所示，开关集中的各开关均为场效应管电子开关。

本发明实施例所提供的开关集中的各开关均为场效应管电子开关，如图4所示，为由两个共源(s)极的pmos场效应管连接而成的开关的结构示意图，两个pmos场效应管的源极分别为s1和s2，漏极分别为d1和d2，栅极分别为g1和g2。如图5所示，为由两个共漏(d)极的pmos场效应管连接而成的开关的结构示意图，两个pmos场效应管的源极分别为s1和s2，漏极分别为d1和d2，栅极分别为g1和g2。这种场效应管电子开关的高度小，占控制线路板的面积小，且容易实现智能控制，更加符合笔记本电脑越来越往轻薄方向发展的发展趋势。

相应于上面的电池包实施例，本发明实施例还提供了一种笔记本电脑充电系统，下文描述的一种笔记本电脑充电系统与上文描述的一种电池包可相互对应参照。

参见图6，图6为本发明实施例中一种笔记本电脑充电系统的结构示意图，该系统可以包括：

如前所述的电池包、电源适配器、充电降压式变换电路、cpu降压式变换电路及cpu电路；其中，电源适配器的正极与充电降压式变换电路的正极相连，电源适配器的负极与充电降压式变换电路的负极相连，充电降压式变换电路的正极与电池包中的第一电池组的正极和cpu降压式变换电路的正极分别相连，充电降压式变换电路的负极与电池包中的第n电池组的负极和cpu降压式变换电路的负极分别相连，cpu降压式变换电路的正极与cpu电路的正极相连，cpu降压式变换电路的负极与cpu电路的负极相连。

当n＝2时，电池包、电源适配器、充电降压式变换电路、cpu降压式变换电路及cpu电路的连接方式如图3所示，a1与a2之间设置有两个电池组，当电源适配器给电池包中的第一电池组b1和第二电池组b2充电时，控制sw1闭合，sw2和sw3断开，当电池包给cpu电路供电时，控制sw1断开，sw2和sw3闭合。

应用本发明实施例所提供的笔记本电脑充电系统，包括电池组集及与电池组集相连的开关集；其中，电池组集包括n个串联的电池组，开关集包括3n-3个开关；第一开关至第n-1开关依次设置于电池组集中各相邻两个电池组之间且与任一电池组串联，第n开关至第2n-2开关的第一端依次与电池组集中的第一电池组至第n-1电池组的负极相连，第n开关至第2n-2开关的第二端均与电池组集中的第n电池组的负极相连，第2n-1开关至第3n-3开关的第二端依次与电池组集中的第二电池组至第n电池组的正极相连，第2n-1开关至第3n-3开关的第一端均与第一电池组的正极相连；且电池包中各电池的型号相同，n≥2且为整数。通过在电池组集中设置开关，当电池组集处于充电状态时，通过控制开关使各电池组处于串联状态，当电池组集处于只放电状态时，通过控制开关使各电池组处于并联状态，提升了cpu降压式变换电路在给cpu电路充电时的占空比，提高了电源转换效率，较大地降低了功率损耗。

相应于上面的电池包实施例，本发明实施例还提供了一种笔记本电脑充电方法，下文描述的一种笔记本电脑充电方法与上文描述的一种电池包可相互对应参照。

参见图7，图7为本发明实施例中一种笔记本电脑充电方法的实施流程图，该方法可以包括以下步骤：

s701：检测电源适配器是否与电源接通，若是，则执行步骤s702，若否，则执行步骤s703。

s702：控制电池包中的第一开关至第n-1开关闭合，第n开关至第3n-3开关断开。

s703：控制第一开关至第n-1开关断开，第n开关至第3n-3开关闭合。

当笔记本电脑处于的使用状态时，可以检测电源适配器是否与电源接通，若处于接通状态，则自动控制电池包中的第一开关至第n-1开关闭合，第n开关至第3n-3开关断开，给电池包充电，使电池包中的各电池组串联，提高电源适配器通过给电池包供电时的占空比，提升电池包的充电效率。若处于断开状态，则控制第一开关至第n-1开关断开，第n开关至第3n-3开关闭合，可以提升cpu降压式变换电路在给cpu电路充电时的占空比，提高电源转换效率，较大地降低了功率损耗。

应用本发明实施例所提供的笔记本电脑充电方法，包括电池组集及与电池组集相连的开关集；其中，电池组集包括n个串联的电池组，开关集包括3n-3个开关；第一开关至第n-1开关依次设置于电池组集中各相邻两个电池组之间且与任一电池组串联，第n开关至第2n-2开关的第一端依次与电池组集中的第一电池组至第n-1电池组的负极相连，第n开关至第2n-2开关的第二端均与电池组集中的第n电池组的负极相连，第2n-1开关至第3n-3开关的第二端依次与电池组集中的第二电池组至第n电池组的正极相连，第2n-1开关至第3n-3开关的第一端均与第一电池组的正极相连；且电池包中各电池的型号相同，n≥2且为整数。通过在电池组集中设置开关，当电池组集处于充电状态时，通过控制开关使各电池组处于串联状态，当电池组集处于只放电状态时，通过控制开关使各电池组处于并联状态，提升了cpu降压式变换电路在给cpu电路充电时的占空比，提高了电源转换效率，较大地降低了功率损耗。

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。

以上对本发明所提供的一种电池包、笔记本电脑充电系统及笔记本电脑充电方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

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，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。