專利名稱：：一種新型智能高效的便攜式電腦供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本方案涉及一種新型智能高效的便攜式電腦供電系統(tǒng)，它由便攜式電腦(包括筆記本電腦，膝上型電腦，移動(dòng)PC(個(gè)人電腦)，隼上電腦等等)本體和外部電源適配器共同構(gòu)成。便攜式電腦內(nèi)部配備有電池包包。便攜式電腦由外部電源適配器和內(nèi)部電池包包協(xié)同供電。其中外部電源適配器包括ACtoDC(交流到直流)的電源適配器，也包括DCtoDC(直流到直流)的電源適配器(例如車載充電器，航空充電器等等)。
背景技術(shù)：
：降低能耗，節(jié)約能源是當(dāng)今世界科技發(fā)展的趨勢和重要課題。提髙電腦的電源轉(zhuǎn)換效率和降低功耗一直是電源設(shè)計(jì)者的目標(biāo)。在目前的便攜式電腦(包括筆筆記本電腦，膝上型電腦，移動(dòng)PC(個(gè)人電腦)，掌上電腦等等)的電源供電系統(tǒng)中，當(dāng)電腦與外部電源適配器連接，并且開機(jī)后，如果電腦內(nèi)部電池包包電量處于未充滿的狀態(tài)時(shí)，電源適配器既給系統(tǒng)電路供電，也同時(shí)給電池包充電如果電池包電量已經(jīng)充滿，則電源適配器停止給電池包充電，僅給系統(tǒng)電路供電；當(dāng)便攜式電腦與外部電源適配器連接，但是未開機(jī)，電池包電量未充滿的狀態(tài)下，電源適配器的輸出功率絕大部分用于給電池包充電，極小部分用于電腦待機(jī)消耗。便攜式電腦內(nèi)部各子系統(tǒng)霈耍各種不同的低電壓，如:5V，3.3V，1.8V，1.5V,1.05V,V—CPUCORE(其值小于1.5V)，VJVideocore(其值小于1.5V)等等，而便攜式電腦電池包直接充電電壓VJat通常在10.8V到14.4V不等。為了設(shè)計(jì)簡單并獲得髙的效率，目前的便攜式電腦主板設(shè)計(jì)，一般采用多個(gè)同步降壓型直ffi/直流變換器，將電源適配器的輸出轉(zhuǎn)換為各子系統(tǒng)所需電壓和電池包的充電電壓。降壓型直流/直流變換的基本特性是輸入電壓必須髙于輸出電壓(如圖1所示，圖中以筆記本電腦為例)。而其中為了應(yīng)用降壓型直游直流變換，便攜式電腦外部電源適配器的輸出電壓就必須兼顧所有的子系統(tǒng)電壓和電池包的充電電壓，即電源適配器的輸出電壓必須大于所有的子系統(tǒng)電壓和電池包的直接充電電壓。所以目前在電腦業(yè)界，各電腦廠商都用單一的恒定的電壓給便攜式電腦供電，有的廠商將將外部電源適配器額定輸出電壓VJom設(shè)置在19V,有的設(shè)置在19.5乂有的設(shè)置在20V，有的設(shè)置在24.5V等等。這樣設(shè)置的電壓能滿足前面所述的電源適配器的輸出電壓必須大于所有的子系統(tǒng)屯壓和電池包的充電電壓的要求。在日常的使用中，便攜式電腦的使用者們常常在便攜式電腦的電池包電量充滿時(shí)還用電源適配器給電腦供電，或者電腦電池包被拆卸時(shí)用屯源適配器給電腦供屯，還有在便攜式屯腦未開機(jī)的情況下給電池包充電。在任何使用情況下，都用一個(gè)單一的恒定的電壓(如圖2所示)給便攜式電腦充電，能達(dá)到最優(yōu)化的效率嗎？而且通常電源適配器是兩條線輸出(一條是正輸出線，一條是地線，如圖3所示)。便攜式電腦與電源適配器之間是沒有通訊的，便攜式電腦主動(dòng)拉載，電源適配器被動(dòng)供電。圖1:通常的筆記本電腦內(nèi)部電源架構(gòu)。圖2:通常的電源適配器輸出電壓為一恒定不變的屯壓。圖3:通常的電源適配器輸出連接和輸出線結(jié)構(gòu)。便攜式電腦內(nèi)各子系統(tǒng)電壓和電池包的充電電壓相差較大，更確切的說，便攜式電腦內(nèi)部各子系統(tǒng)電壓都小于5V，并且多數(shù)子系統(tǒng)電壓小于2V，而電池包電壓一般大于IOV。當(dāng)電池包電量在充滿時(shí)，無可厚非，要采用降壓型直術(shù)直流變換器結(jié)構(gòu)，目前業(yè)界設(shè)置的電源適配器的電壓是合適的，但是如果在電池包電量已經(jīng)充滿或者系統(tǒng)未安裝電池包的情況下，此時(shí)，電源適配器僅給便攜式電腦內(nèi)部各子系統(tǒng)供電，甩一個(gè)相對(duì)于其他子系統(tǒng)5V，3.3V,1.8V，1.5V,1.05V,VjCPUCORE(其值小于1.5V)，V_Videocore(其值小于1.5V)，用一個(gè)比目標(biāo)電壓商得多的電壓通過多個(gè)同步降壓型直流/直流變換器架構(gòu)來給系統(tǒng)供電，并不能獲得最髙的轉(zhuǎn)換效率。另外，如果在一個(gè)未開機(jī)的系統(tǒng)上給一個(gè)電量未充滿的電池包充電時(shí)，需耍經(jīng)過一個(gè)降壓型直淑直流變換器，將電源適配器的輸出電壓轉(zhuǎn)換成電池包所能接受的充電屯壓V一Bat，這個(gè)降壓型直術(shù)直流變換器也會(huì)有額外的功率損耗。發(fā)明耍點(diǎn)本方案是針對(duì)上述問題和現(xiàn)有解決方案的缺陷而提出的。本方案是為了建立便攜式電腦與電源適配器之間的通訊機(jī)制，達(dá)到智能供電的目的，這種智能供電是針對(duì)便攜式屯腦用戶在日常使用中的不同情況，用一個(gè)輸出電壓可變而非恒定不變的電源適配器給便攜式電腦供電，旨在優(yōu)化和提髙便攜式電腦電源供屯系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率，減小系統(tǒng)損耗。與這種方案相關(guān)的新型的電源適配器輸出有三條線(如圖4所示)除去通常的正極輸出線和地線外，還有一條信號(hào)線。便攜式電腦系統(tǒng)正是通過這條信號(hào)線與外部電源適配器通訊，達(dá)到智能供電的目的。該方案適用于目前所有的便攜式電腦，(包括筆記本電腦，膝上型電腦，移動(dòng)PC(個(gè)人電腦)，舉上電腦等等)的電源供電系統(tǒng)。該方案既適用于ACtoDC(交流到直流)的外部電源適配器，也適用亍DCtoDC(直流到直流)的外部電源適配器。該方案^T泛應(yīng)用于目前的外部屯源適配器中，不受電源屯路拓?fù)湎拗?。圖4:新型智能髙效供電系統(tǒng)中電源適配器輸出連接和輸出線結(jié)構(gòu)概要的介紹本方案(1)當(dāng)電池包電量已經(jīng)充滿或者系統(tǒng)未安裝電池包的情況下，此時(shí)，電源適配器僅給便攜式電腦內(nèi)部各子系統(tǒng)供電，此時(shí)電源適配器在系統(tǒng)信號(hào)的作用下，輸出電壓跳變降低為電壓VJow—1(注VJow_l=Vbest<VJSfom，其中電壓V—Best是專門針對(duì)5V，3.3V,1.8V，1.5V,1.05V,V—CPUCORE(其值小于1.5V),V一Videocore(其值小于1.5V),液晶顯示器(LCDPanel)的供電而設(shè)置的最佳供電電壓。這個(gè)屯壓值是根據(jù)具體的便攜式電腦主板平臺(tái)和規(guī)格而設(shè)定的。)，在這個(gè)V一low一l電壓的供電下，各低壓子系統(tǒng)能達(dá)到最髙的效率。相比通常的較高的電壓V一Nom,用最佳供電電壓VJowJ對(duì)系統(tǒng)供電，能減小損耗,到達(dá)了節(jié)約能源的作用。而且當(dāng)便攜式電腦系統(tǒng)脫離這中特殊情況(電池包電量已經(jīng)充滿或者系統(tǒng)未安裝電池包)后，電源適配器輸出電壓由VJovLj跳變恢復(fù)為通常的額定電壓V一Nom。(2〉如果在一個(gè)未開機(jī)的系統(tǒng)上給一個(gè)電量未充滿的電池包充電時(shí)，電源適配器在系統(tǒng)信號(hào)的作用下，輸出電壓塌&變降低為電壓￥_1<^一2(注V_low_2=V，Bat<V_Nom,),這個(gè)V—low_2將不經(jīng)過通常的降壓型直敵直流變換器，而直接給便攜式電腦內(nèi)部電池^充電。這樣，在這種使用情況下，這個(gè)降壓型直流/直流變換器將不會(huì)產(chǎn)生額外的功率損耗，從而到達(dá)了節(jié)約能源的目的。而且當(dāng)便攜式電腦系統(tǒng)脫離這中特殊情況(在一個(gè)未開機(jī)的系統(tǒng)上給一個(gè)電量未充滿的電池包充電)后，電源適配器輸出電壓由V_low_2跳變恢復(fù)為通常的額定ifeffiV一Nom。這種新型智能高效的電源適配器輸出電壓將不是一個(gè)恒定的值V一Nom,而是一個(gè)根據(jù)便攜式電腦系統(tǒng)所處狀況相應(yīng)跳變的多可能輸出的值:VJon^V—low_l，VJow—2(如圖5，圖6和圖7所示)。圖5:新型智能高效供電系統(tǒng)中電源適配器輸出電壓圖I(V—Best〉VJa、即:V_Jow—l>V_Jow—2)。圖6:新型智能高效供電系統(tǒng)中電源適配器輸出電壓圖n(Y3枕t<V一Bat^即:V一Iow一KV一low一2)。圖7:新型智能高效供電系統(tǒng)中電源適配器輸出電壓圖m(V—Best-VJat^即:V—low—l-VJowj)如圖5,6，7所示描述在日常使用中的便攜式電腦的電源適配器的典型應(yīng)用情況，在這些典型應(yīng)用情況下，這種新型智能髙效的電源適配器的電壓輸出情況(1〉0—T1:已通電的外部電源適配器未與便攜式電腦相連(2)Tl時(shí)刻，外部電源適配器與一個(gè)已開機(jī)但是電池包電量已經(jīng)充滿的便攜式電腦相連(3)T2時(shí)刻，電源適配器與便攜式電腦斷開連接(4)T3時(shí)刻，外部電源適配器與一個(gè)未開機(jī)并且裝有一個(gè)電量未充滿的便攜式電腦相連(5)T4時(shí)刻，在充電過程中，電腦被開機(jī)。(6)T4—T5，電池包電量逐漸增加。(7)T5時(shí)刻，電池包電量被充滿，等等。以下詳細(xì)描述本方案的情況丄j這種方案相關(guān)的新艱智能髙效的電源適配器在未與便攜式電腦連接時(shí)，與通常的電源適配器輸出沒有區(qū)別，是通常的額定電壓輸出。與這種方案相關(guān)的智能髙效的供電系統(tǒng)(如圖8所示，圖中以筆記本電腦為例)中便攜式電腦在(1〉電腦開機(jī)并且電池包電量未被充滿，或者(2)電腦關(guān)機(jī)并且電池包電量已經(jīng)被充滿與通常的便攜式屯腦沒有區(qū)別。系統(tǒng)將用外部電源適配器的額定電壓V_Nom作為總線電壓，然后分壓。圖8:新型智能髙效供電系統(tǒng)中的筆記本電腦供電系統(tǒng)便攜式電腦系統(tǒng)中的信息處理單元對(duì)三個(gè)信息系統(tǒng)開關(guān)機(jī)信息，電池包安裝信息和電池包充電狀況信息進(jìn)行綜合判斷，然后通過信號(hào)線傳送信號(hào)給外部電源適配器，這個(gè)信號(hào)將影響電源適配器的輸出當(dāng)情形l:電源適配器在與便攜式電腦連接并且電腦開機(jī)的情況下，如果便攜式電腦系統(tǒng)安裝有一個(gè)電量沒冇被充滿的電池包，沒有信號(hào)從便攜式電腦發(fā)出，信號(hào)線保持低屯平，電源適配器將保持通常的額定電壓輸出；如果便攜式屯腦屯池包電tt被充滿或者其內(nèi)部沒有安裝屯池包時(shí)，便攜式電腦將信號(hào)線置為高電平VH—1，即輸出電壓狀態(tài)跳變信號(hào)I。外部電源適配器在這個(gè)輸出電壓狀態(tài)跳變信號(hào)I的作用下后，自動(dòng)調(diào)整內(nèi)部電壓調(diào)整電路和內(nèi)部占空比，使其輸出電壓立即由通常的額定輸出電壓V—Nom跳變降低為V一low一1(VJow一1=V3esKVJfom),這樣電源適配器就用V_low—l給便攜式電腦內(nèi)部各子系統(tǒng)供電。便攜式電腦內(nèi)部電源總線電壓由V一Nom變?yōu)閂一lowJ,然后通過各同步降壓變換器給各子系統(tǒng)供電。然后s情形1-1:如果電源適配器與便攜式電腦再次斷開連接，電源適配器信號(hào)線懸空，外部電源適配器自動(dòng)調(diào)整內(nèi)部電壓調(diào)整電路和內(nèi)部占空比，其輸出電壓立即由V一10W一1跳變(升髙)回通常的額定輸出電壓V一N咖。情形1-2:如果一個(gè)電量沒有被充滿的電池包被帶電安裝上(即在電腦系統(tǒng)與電源適配器相連并且開機(jī)的情況下，安裝電池包)時(shí)，便攜式電腦系統(tǒng)將信號(hào)線由高電平VH一1置為低電平，即輸出電壓恢復(fù)信號(hào)I(零電平)，此時(shí)在這個(gè)電壓恢復(fù)信號(hào)I的作用下后，電源適配器自動(dòng)調(diào)整內(nèi)部電壓調(diào)整電路和內(nèi)部占空比，其輸山電壓立即由VJowJl跳變(升髙)回通常的額定輸出電壓V—Nom。情形1-3:如果電腦在運(yùn)行過程中被關(guān)機(jī)，便攜式電腦系統(tǒng)將信號(hào)線由高電平VH—l置為低電平，即輸出電壓恢復(fù)信號(hào)I。同樣，在這個(gè)電壓恢復(fù)信號(hào)I的作用下后，電源適配器自動(dòng)調(diào)整內(nèi)部電壓調(diào)整電路和內(nèi)部占空比，其輸出電壓立即由V一low一l跳變回通常的額定輸出^iEV一Nom。在情形1-1，1-2，1-3中，便攜式電腦內(nèi)部電源總線電壓由V一low—l恢復(fù)為V一Nom，然后通過各同步降壓變換器給各子系統(tǒng)供屯。情形2:電源適配器在與便攜式電腦連接并且電腦未開機(jī)的情況下，如果便攜式電腦系統(tǒng)未安裝冇電池包或者屯池包電量被充滿，沒有信號(hào)從便攜式電腦發(fā)出，信號(hào)線保持低電平，電源適配器將保持通常的額定電壓輸出；如果未開機(jī)的便攜式電腦內(nèi)部安裝有一個(gè)電量未充滿的電池包時(shí)，便攜式電腦將信號(hào)線置為髙電平VH一2，即輸出電壓狀態(tài)跳變信號(hào)n。外部電源適配器在這個(gè)輸出電壓狀態(tài)跳變信號(hào)n的作用下后，自動(dòng)調(diào)整內(nèi)部電壓調(diào)整電路和內(nèi)部占空比，使其輸出電壓立即由通常的額定輸出電壓丫_>10111跳變降低為V_low—2(VJkw一2=VJBat<VJom),這樣電源適配器就用VJowJ2給未開機(jī)的便攜式電腦內(nèi)電池包充屯。便攜式電腦內(nèi)部屯源總線電壓由V—Nom變?yōu)閂Jow—2，通常的電池包充電降壓變換器被關(guān)掉，另一個(gè)充電直通屯路被打開，便攜式電腦用V_low—2直接給電池包充電。然后情形2-1:如果電源適配器與便攜式電腦再次斷開連接，電源適配器信號(hào)線懸空，外部電源適配器輸出電壓立即由V—1ow一2跳變(升髙)回通常的額定輸出電壓VJom。情形2-2:如果電池包電量逐漸被充滿后，便攜式電腦系統(tǒng)將信號(hào)線由高電平VH一2置為低電平，即輸出電壓恢復(fù)信號(hào)n(零電平)，此時(shí)在這個(gè)電壓恢復(fù)信號(hào)n的作用下后，電源適配器自動(dòng)調(diào)整內(nèi)部電壓調(diào)整電路和內(nèi)部占空比，其輸出電壓立即由V_Jow—2跳變回通常的額定輸出電壓V—Nom。情形2-3:如果在電池被充電的過程中，電腦被開機(jī)，便攜式電腦系統(tǒng)將信號(hào)線由高電平VH—2置為低屯平，即輸出屯壓恢復(fù)信號(hào)n。同樣，在這個(gè)屯壓恢復(fù)信號(hào)II的作用下后，電源適配器自動(dòng)調(diào)整內(nèi)部電壓調(diào)整電路和內(nèi)部占空比，其輸出電壓立即由VJ(^L2跳變(升高)回通常的額定輸出電壓V—Nom。在情形2-1，2-2，2-3中，便攜式電腦內(nèi)部電源總線電壓由V一low一l恢復(fù)為VJNom,然后通過各同步降壓變換器給各于系統(tǒng)供電和對(duì)電池包充電。這種新型的電源適配器輸出的跳變是可逆的，也是可重復(fù)的。在任何情形下，如果信號(hào)線路出現(xiàn)斷路，電源適配器自動(dòng)調(diào)整內(nèi)部電壓調(diào)整電路和內(nèi)部占空比，其輸出電壓將從VJow一l或VJow一2自動(dòng)恢復(fù)至通常的額定輸出電壓值VJ^om。便攜式電腦內(nèi)部電源總線電壓由V一low一1恢復(fù)為VJ^om,然后通過各同步降壓變換器給各子系統(tǒng)供電.本方案的核心是(1)這種新型智能髙效的便攜式電腦供電系統(tǒng)中，外部電源適配器的輸出電壓在通常情況下是額定輸出電壓，當(dāng)便攜式電腦系統(tǒng)處于一定特殊的情況電池包電量被充滿或者其內(nèi)部沒有安裝電池包或者未開機(jī)的便攜式電腦內(nèi)部安裝有一個(gè)電量未充滿的電池包時(shí)，輸出跳變降低為與額定輸出電壓不同的另一個(gè)恒定的電壓，用這一電壓給系統(tǒng)供電當(dāng)便攜式電腦系統(tǒng)離開這殊的情況時(shí)，外部電源適配器跳變恢復(fù)為原來額定的輸出屯壓。(2)這種新型智能髙效的便攜式屯腦供ik系統(tǒng)中，便攜式電腦與外部電湄適配器之間通過唯一的一條信號(hào)線進(jìn)行通訊。當(dāng)便攜式電腦系統(tǒng)處于一定特殊的情況電池包電量被充滿或者其內(nèi)部沒有安裝電池包或者未開機(jī)的便攜式屯腦內(nèi)部安裝有一個(gè)電量未充滿的電池包時(shí)，便攜式電腦通過這條信號(hào)線發(fā)送輸出電壓狀態(tài)跳變信號(hào)，屯源適配器的輸出電壓跳變降低為某個(gè)特定的值；當(dāng)系統(tǒng)離開這些特殊的情況時(shí)，便攜式電腦通過這條信號(hào)線發(fā)送輸出電壓恢復(fù)信號(hào)，外部電源埠配器跳變恢復(fù)為原來額定的輸出電壓。(3)這種新型智能高效的便攜式電腦供電系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)外部電源適配器輸出電壓跳變的功能，在系統(tǒng)狀態(tài)信號(hào)的作用下，這種新型的電源適配器通過自動(dòng)將一個(gè)特定的電阻插入到電源閉環(huán)回路的輸出電壓反饋部分的電阻分壓器內(nèi)，電源閉環(huán)回路自動(dòng)調(diào)節(jié)電源輸出占空比，達(dá)到將電壓由通常的額定輸出電壓變?yōu)榱硪粋€(gè)預(yù)設(shè)值反之，在系統(tǒng)狀態(tài)信號(hào)的作用下，也可以通過自動(dòng)將這個(gè)特定的電阻從電源閉環(huán)回路的輸出電壓反餓部分的電阻分壓器內(nèi)移除，電源閉環(huán)回路自動(dòng)調(diào)節(jié)電源輸出占空比，達(dá)到將電壓一個(gè)預(yù)設(shè)值恢復(fù)到通常的額定輸出電壓的方法。這個(gè)特定的電阻值是根據(jù)電源適配器的額定輸出電壓，跳變的目標(biāo)值，閉環(huán)輸出反饋回路的電阻分壓器和反饋基準(zhǔn)電壓計(jì)算而得的。(4〉這種新型智能髙效的便攜式電腦供電系統(tǒng)中，外部電源適配器輸出線中除了正輸出線和地線以外，只需要一條信號(hào)線完成電源適配器和便攜式電腦電源之間所有對(duì)象信號(hào)(輸出電壓狀態(tài)跳變信號(hào)，輸出電壓恢復(fù)信號(hào))傳送的功能。(5)這種新型智能髙效的便攜式電腦供電系統(tǒng)中，便攜式電腦內(nèi)部信息處理單元(IPU)對(duì)三個(gè)信息系統(tǒng)開關(guān)機(jī)信息，電池包安裝信息和電池包充電狀況信息進(jìn)行綜合判斷，發(fā)出輸出電壓狀態(tài)跳變信號(hào)或者輸出電壓恢復(fù)信號(hào)，這個(gè)信號(hào)通過信號(hào)線傳送給屯源適配器。(6)這種新型智能髙效的便攜式電腦供電系統(tǒng)中，外部電源適配器與便攜式電腦相連，便攜式電腦在以下狀態(tài)中變化時(shí)當(dāng)未開機(jī)的便攜式電腦內(nèi)部安裝有一個(gè)電量未充滿的電池包時(shí)，外部電源適配器輸出屯壓由額定的V一Nom跳變?yōu)閂_low_2:當(dāng)安裝有一個(gè)電量未充滿的電池包的便攜式電腦被開機(jī)時(shí)，外部電源適配器輸出電壓由VJow_2跳變恢復(fù)為額定的V一Nom中下列事件的發(fā)生必須有一定的順序事件l:電源適配器輸出電壓的跳^/恢復(fù)。事件2:電池充電芯片開關(guān)電路的開/關(guān)。事件3:電池包充電直通電路的開/關(guān)。當(dāng)外部電源適配器輸出電壓由額定的VJfem跳變?yōu)閂Jowj時(shí)，發(fā)生順序?yàn)槭录?(關(guān)斷)+事件l(跳變)+事件3(閉合)；當(dāng)外部屯源適配器輸出電壓由V一lov^2跳變恢復(fù)為額定的V一Nom時(shí)，發(fā)生順序?yàn)槭录?(關(guān)斷)^事件1(恢復(fù)〉">事件2(閉合)。這種時(shí)序控制的優(yōu)點(diǎn)在于確保新型智能高效便攜式屯腦供電系統(tǒng)在電源適配器輸出電壓跳^/恢復(fù)過程中的可靠性和安全性。采用本方案之后的優(yōu)勢是(1)利用本方案使得在便攜式電腦供電系統(tǒng)中，外部電源適配器能夠根據(jù)便攜式電腦的不同狀態(tài)，用相應(yīng)的能夠使便攜式電腦供電系統(tǒng)達(dá)到最佳效率的輸出電壓為其供電，達(dá)到了智能供電的目的。這樣便攜式電腦供電系統(tǒng)在各種不同的狀態(tài)下，功耗都是相對(duì)應(yīng)的最低，這樣達(dá)到了整體節(jié)省電能的目的。如果未來業(yè)界使用這個(gè)專利，整體上將大大節(jié)約能源。(2)如(1)所述，當(dāng)便攜式電腦內(nèi)部各子系統(tǒng)電源損耗和電池包充電損耗在各種使用情況下被降低后，散熱系統(tǒng)風(fēng)扇在很多情況下就會(huì)用更小的轉(zhuǎn)速來散熱，這樣就減小了風(fēng)扇的能耗，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的效率。(3)更重要的是隨著便攜式系統(tǒng)整體系統(tǒng)能耗的減小，在日常使用中便攜式電腦的內(nèi)部系統(tǒng)溫度就降低了，零件的壽命就得以增強(qiáng)，進(jìn)一步提髙了系統(tǒng)的壽命和可靠性。具體技術(shù)方案描述以下以筆記本電腦為例來說明方案的具體實(shí)現(xiàn)。筆記本電腦的電源適配器端以目前流行的PFC(功率因數(shù)矯正)+11^<*(反激)拓?fù)涞拈_關(guān)電源為例來說明這個(gè)方案的實(shí)現(xiàn)(如圖10所示)。同時(shí)，同樣的電路應(yīng)用于DCtoDC(直流轉(zhuǎn)直流)變換器(例如車載充電器，航空充電器等等)。(注本方案以PFC+Flyback(反激)為例說明方案具體實(shí)現(xiàn)，但是它并不僅限于Flyback(反激)，而是OT于所有電路拓?fù)洹?圖9:目前典型的筆記本電腦供電系統(tǒng)，其中ACtoDC(交流轉(zhuǎn)直流)屯源適配器是以PFC(功率丙數(shù)矯正)+1^1>*(反激)拓?fù)錇槔龍D10:新型智能髙效供電系統(tǒng)在筆記本電腦應(yīng)用中的實(shí)現(xiàn)(外部電源適配器為ACtoDC(交流轉(zhuǎn)直流))圖11:信息處理單元(IPU)內(nèi)部電路圖如圖9所示，目前的筆記本電腦電源適配器PFC(功率因數(shù)矯正)+Flyback(反激拓?fù)?，初級(jí)由PWM(脈寬調(diào)制)芯片控制，開關(guān)初級(jí)的場效應(yīng)管，電源適配器的輸出是由電阻分壓器分壓，由ShuntRegulator431(基準(zhǔn)調(diào)壓器)加上光耦與初級(jí)形成一個(gè)閉環(huán)回路，及時(shí)調(diào)整電源初級(jí)PWM控制芯片的輸出脈沖寬度，通過閉環(huán)運(yùn)作從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的作用。反激拓?fù)漭敵鲭妷汗?lt;formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>--------------------------------(1)其中A^為反激式變壓器初級(jí)線圑繞組，乂為反激式變壓器次級(jí)線圉繞組，《，為反激式變壓器初級(jí)輸入電壓，K為反激式拓?fù)溟_關(guān)電源輸出電壓，^為反激式變壓器次級(jí)整流管壓降，《為脈寬調(diào)制(PWM)控制器輸出占空比。由式(1)可得<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>通過調(diào)整5，就可以調(diào)整輸出電壓。如圖IO所示，在現(xiàn)有的電路(如圖9)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)智能髙效方案的電路，一部分位于電源適配器內(nèi)，另一部分位于便攜式電腦電設(shè)備內(nèi)，兩部分電路由唯一的一根信號(hào)線通訊，其中在屯源適配器端的屯路，由以下電路模塊構(gòu)成(1)特定電阻(R_l0W—1)插入港除電路(2)特定屯阻(RJow—2)插A/移除屯路(3)跳$/恢復(fù)信號(hào)判斷電路(4)基準(zhǔn)電壓源-1在便攜式屯腦端的電路由由.以下屯路模塊構(gòu)成(1)Infonnati加ProcessUnit(信息處理單元)(2)輸出電壓狀態(tài)跳^/恢復(fù)信號(hào)開關(guān)電路(3)電池充屯芯片Vcc(輸入電壓)開關(guān)電路(4)電池包充電直通電路(5)電池包充電切換時(shí)序控制電路(6)基準(zhǔn)電壓源-2以—卜'詳細(xì)介紹各個(gè)電路模塊的組成和作用在電源適配器端的電路(1)特定電阻(R_Jow_l)插A/移除電路如圖IO所示，由特定電阻RJowJ，電阻R7，MOSFETQ4(P型)，二極管Q3(NPN型)，穩(wěn)壓管DIO，電容C6構(gòu)成。其中RJow—1阻值遠(yuǎn)大于Q4的導(dǎo)通電阻。目的是根據(jù)不同的系統(tǒng)狀態(tài)信號(hào)，將特定電阻R一low一l插入到電源閉環(huán)回路的輸出電壓反饋分壓器中或者從中移除。當(dāng)輸出電壓狀態(tài)跳變信號(hào)I通過信號(hào)由便攜式電腦傳到外部電源適配器，比較器U7A輸出髙電平，穩(wěn)壓管D10被擊穿，Q3導(dǎo)通，Q4門極被拉為低電平，Q4導(dǎo)通，特定電阻RJow—1被插入，與Rl并聯(lián)。當(dāng)特定電阻R一low一l未被插入時(shí)，屯源適配器輸山電壓<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>當(dāng)特定電阻R_low_l被插入后，屯源適配器輸出電壓<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>及2其中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>由電源初級(jí)PWM控制芯片的脈沖輸出驅(qū)動(dòng)Q5，占空比變小，如公式(2)所示，輸出電壓變小，被跳變到V—low一l。便攜式電腦內(nèi)部電源總線電壓由V_Nom變?yōu)閂_low_l。便攜式電腦用VJow一l通過各同步降壓變換器給各子系統(tǒng)供電。當(dāng)輸出電壓恢復(fù)信號(hào)I通過信號(hào)由便攜式電腦傳到外部電源適配器時(shí)，比較器U7A輸出低電平，三極管Q3關(guān)斷，MOSFETQ4被關(guān)斷，特定電阻R一low一l被移除，電源適配器恢復(fù)額定輸出電壓。(2)特定電阻(R—lowJZ)插入/移除電路:這個(gè)電腦工作原理與R_Jow_l電阻插入/移除電路類似。如圖IO所示，由特定電阻RJox^2，電阻R10，MOSFETQ6(P型)，三極管Q7(NPN型)，穩(wěn)壓管Dll，電容C7構(gòu)成。其中11_1(^_2阻值遠(yuǎn)大于06的導(dǎo)通電阻。目的是根據(jù)不同的系統(tǒng)狀態(tài)信號(hào)，將特定電阻R_low_2插入到電源閉環(huán)冋路的輸出屯壓反饋分壓器中或者從中移除。當(dāng)輸出電壓狀態(tài)跳變信號(hào)II通過信號(hào)由便攜式電腦傳到外部電源適配器，窗口比較器B(U7B和U7C)輸出髙電平，穩(wěn)壓管D11被擊穿，Q7導(dǎo)通，.Q6門極被拉為低電平，Q6導(dǎo)通，特定電阻RJow一2被插入，與Rl并聯(lián)。當(dāng)特定電阻RJowJi未被插入時(shí)，電源適配器輸出電壓<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>及2及1〃及+及2當(dāng)特定電阻R—lowj被插入后，電源適配器輸出電壓<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>及l(fā)其中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>由電源初級(jí)PWM控制芯片的脈沖輸出驅(qū)動(dòng)Q5，占空比變小，如公式(2)所示，輸出電壓變小，被跳變到V_Jow_2。便攜式電腦用VJow一2通過電池包充電直通電路給電池包充電。當(dāng)輸出電壓恢復(fù)信號(hào)n通過信號(hào)由便攜式電腦傳到外部屯源適配器時(shí)，窗口比較器B輸山低電平，三極管Q7關(guān)斷，MOSFETQ6被關(guān)斷，特定電阻RJow_2被移除，電源適配器恢復(fù)額定輸出電壓。(3)跳必恢復(fù)信號(hào)判斷電路如圖10所示，由比較器U7(U7A，U7B，U7C):LM339,電阻R37,R38，電阻分壓器R16，R17,電阻分壓器R33^4，R35，R36，濾波電容C3構(gòu)成。其中R16^R17(圖10中取10K歐姆為例)，R33-R3—R35-R36(圖10中取10K歐姆為例)。電阻分壓器R16》17將Vref-l分為丄f=丄將Vref-l分為;P^w=丄F,該電壓輸入比較器U7C反相輸入端?；鶞?zhǔn)電壓源-1為比較器U7A^7B，U7C供電。比較器U7A構(gòu)成普通比較器A;比較器U7B和U7C構(gòu)成窗口比較器B,這個(gè)窗口比較器的特點(diǎn)當(dāng)輸入電壓在lr與^r之間時(shí)，輸山為髙電平，否則為低電平。介于便攜式電腦和電源適配器之間的信號(hào)線，下面三種情況|f,大于其反相輸入端電壓丄32去^V-i-去^，該電壓輸入比較器U7A反相輸入端和U7B同相輸入端'電阻分壓器R33JR34^5^1136，(A)當(dāng)OUT-l為髙點(diǎn)平時(shí)，這條信號(hào)線電平為!P^w即4r，由比較器U7A:正相輸入端電壓為;「大于其反相輸入端電壓去r,所以比較器U7A輸出為髙電平F^,:而窗口比較器U7B&U7C,輸入電壓*「不在|廠與^廠之間，窗口比較器輸出為低電平。穩(wěn)壓管D10擊穿，三極管Q3導(dǎo)通，MOSFETQ4導(dǎo)通，特定電阻RJowJ與Rl并聯(lián)，電源適配器內(nèi)部閉環(huán)回路自動(dòng)調(diào)節(jié)，輸出電壓由額定、Nom跳變?yōu)閂_low_l。(B)當(dāng)OUT-2為高點(diǎn)平時(shí)，這條信號(hào)線電平為去P^—,即去廠，由比較器U7A:正相輸入端電壓為去r，大于其反相輸入端電壓!r,所以比較器U7A輸出為低電平而窗口比較器U7B&U7C,輸入電壓1「在23Ir與^F之間，窗口比較器輸出為髙電平f^w,穩(wěn)壓管D11擊穿，三極管Q7導(dǎo)通，MOSFETQ6導(dǎo)通，特定電阻RJ(W—2與Rl并聯(lián)，電源適配器內(nèi)部閉環(huán)回路自動(dòng)調(diào)節(jié)，輸出電壓由額定V—Nom跳變?yōu)閂—lowj。(C)當(dāng)OUT-l和OUT-2均為低電平時(shí)，這條信號(hào)線電平為零，由比較器U7A:正相輸入端電壓為零，小于其反相輸入端電壓!r，所以比較器U7A輸出為低電平;窗口比較器U7B&U7C，輸入電壓零不在丄r22與;f之間，窗口比較器輸出為低電平。三極管Q3，Q7關(guān)斷，沒有特定電阻插入，電源適配器保持額定4電壓￥_1^0111輸出。(4)基準(zhǔn)電壓源-l:如圖10所示，由U2(431穩(wěn)壓器)，電阻R13，電阻分壓器R14，R15構(gòu)成。作用在電源適配器次級(jí)通過正常輸出電壓建立一個(gè)參考電壓源Vref-1-V。這個(gè)基準(zhǔn)電壓源將給比較器U7供電，并為各電阻分壓器供電。在便攜式屯腦端的電路由由以下電路模塊構(gòu)成(1)InfomiationProcessUnit(信息處理單元)如圖IO和圖11所示，由門極屯路UIO(非門)，Ull(3輸入與門)，U12(2輸入與門)，U13(3輸入與門)，U14(非門)，U15(非門)，U16(2輸入或門)構(gòu)成。這個(gè)處理單元是3個(gè)信息輸入，2個(gè)信號(hào)輸出的單元。信息處理單元對(duì)三個(gè)信息系統(tǒng)開關(guān)機(jī)信息，電池包安裝信息和電池包充電狀況信息進(jìn)行綜合判斷，輸出0UT-1和OUT-2。表l:信號(hào)A>B,C的值和對(duì)應(yīng)的狀態(tài)<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表2:信息處理單元(IPU)輸A^晚出關(guān)系圖<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>即信息處理單元(IPU)當(dāng)電源適配器在與便攜式電腦連接并且電腦開機(jī)的情況下，如果便攜式電腦電池包電量被充滿或者其內(nèi)部沒有安裝電池包時(shí)，OUT-l輸出為髙電平，這個(gè)輸出將影響外部電源適配器的輸出，其輸出電源將從V一Nom跳變?yōu)閂JowJ,并以該電壓給便攜式電腦供電。如果未開機(jī)的便攜式電腦內(nèi)部安裝有一個(gè)電量未充滿的電池包時(shí)，OUT-2輸出為高電平，這個(gè)輸出將影響外部電源適配器的輸出，其輸出電源將從V-Nom跳變?yōu)閂Jow一2,并以該電壓給便攜式電腦供電。在其他任何情況下，信息處理單元(IPU)輸出OUT-l和OUT-2為低電平，外部電源適配器將以通常的額定輸出電壓給便攜式電腦供電。(2)輸出電壓狀態(tài)跳^/恢復(fù)信號(hào)開關(guān)電路如圖10所示，由三極管Q8(PNP型)，電阻R21,三極管QIO(NPN型)，穩(wěn)壓管D4，二極管D2;三極管Q9(PNP型)，電阻R22,三極管Qll(NPN型)，穩(wěn)壓管D5，二極管D3;電阻分壓器:R18，R19^0構(gòu)成構(gòu)成。其中R18=R19=R20,(注圖中以10K歐電阻為例)。這個(gè)電阻分壓器將便攜式電腦電源總線電壓(即外部電源適配器輸出電壓〉三等分。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>其中^V-2為便攜式電腦內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源-2電壓。當(dāng)OUT-l為髙電平時(shí)，穩(wěn)壓管D4被擊穿，三極管Q10導(dǎo)通，然后Q8導(dǎo)通，(即「)電壓通過Q8，二極管D2，將信號(hào)線置為l「(即輸出電壓狀態(tài)跳變信號(hào)I)。這個(gè)信號(hào)將影響電源適配器的輸出。構(gòu)成。當(dāng)OUT-2為髙電平時(shí)，穩(wěn)壓管D5被擊穿，三極管Q11導(dǎo)通，然后Q9導(dǎo)通，(即*F)電壓通過Q9，二極管D3，將信號(hào)線置為1廠(即輸出電壓狀態(tài)跳變信號(hào)II)。這個(gè)信號(hào)將影響電源適配器3的輸出。當(dāng)OUT-l和OUT-2均為低電平時(shí)，三極管Q8和Q9關(guān)斷，信號(hào)線為零電平，該信號(hào)可作為輸出電壓恢復(fù)信號(hào)1/11。(3)電池充屯芯片Vcc(輸入電壓〉開關(guān)屯路如圖IO所示，由三極管Q1(PNP型)，電阻R12JR27，二極管Q2(PNP型)，三極管Q16(NPN型)，穩(wěn)壓管D9構(gòu)成。目的是根據(jù)信息處理單元(IPU)的輸出來控制電池充電芯片Vcc的供電情況。當(dāng)OUT-2輸出為低電平時(shí)，Ql導(dǎo)通，便攜式電腦電源總線電壓通過Ql給電池充電芯片供電當(dāng)OUT-2輸出為髙電平時(shí)，穩(wěn)壓管D9被擊穿，三極管Q16導(dǎo)通，然后Q2導(dǎo)通，將三極管基極置為髙電平，三極管Q1關(guān)斷，電池充電芯片關(guān)斷。(4)電池包充電直通電路如圖IO所示，由MOSFETQ14(P型)，電阻R26，三極管Q15(NPN型)，穩(wěn)壓管D6。作用當(dāng)電源適配器給一個(gè)未開機(jī)并且內(nèi)部安裝有一個(gè)電量未充滿的電池包的便攜式電腦供電時(shí)，外部電源適配器的輸出電壓由V_Nom跳變?yōu)閂_low_2，電池包充電直通電路為VJow一2直接給電池包充電提供通路，這個(gè)屯路在此時(shí)將平時(shí)使用的同步降壓變化器旁路。(5)電池包充tU切換時(shí)序控制電路如圖10所示，由4個(gè)門極延時(shí)電路GateDelay1，GateDelay2,GateDelay3,GateDelay4和邏輯判斷開關(guān)SW1構(gòu)成。其中，GateDelay1，GateDelay2是Path-1(路徑1)，GateDelay3,GateDelay4是Path-2(路徑2)。當(dāng)OUT-2輸出為高電平，開關(guān)SW1端2與端1連接，信號(hào)走路徑l:當(dāng)OUT-2輸出由髙電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，開關(guān)SW1端2與端3連接，信號(hào)走路徑2。信號(hào)通過GateDelay1,GateDelay2,GateDelay3,GateD勿4時(shí)將相應(yīng)地延遲一定時(shí)間。OUT-2時(shí)序控制電路作用電源適配器的輸出電壓在通常的額定輸出電壓VJ^om和V一low一2之間跳變時(shí)，為了系統(tǒng)的安全性，下列事件的發(fā)生必須有一定的順序事件l:電源適配器輸出電壓的跳$/恢復(fù)。事件2:電池充電芯片Vcc開關(guān)電路的開/關(guān)。事件3:電池包充電直通電路Q14的開/關(guān)。當(dāng)OUT-2輸出由低電平變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，發(fā)生順序?yàn)槭录?(關(guān)斷)+事件1(跳變)今事件3(閉合)當(dāng)OUT-2輸出由髙電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，發(fā)生順序?yàn)槭录?(關(guān)斷)->事件1(恢復(fù))+事件2(閉合).即當(dāng)OUT-2輸出由由低電平變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，電池充電芯片Vcc開關(guān)電路斷開，系統(tǒng)電源總線停止用電源適配器額定輸出電壓V_Nom給電池包充電，然后電源適配器額定輸出電壓由額定的V一Nom跳變?yōu)閂_low_2,然后，電池包充電直通電路閉合，系統(tǒng)電源總線用電壓VJow一2直接給電池包充電。當(dāng)OUT-2輸出由由髙電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，電池包充電直通電路斷開，系統(tǒng)電源總線停止用電壓V-toW-2直接給電池包充電，然后電源適配器額定輸出電壓由VJowL2恢復(fù)為額定的VJfom，然后，電池充電芯片Vcc開關(guān)電路閉合，系統(tǒng)電源總線用電源適配器額定輸出電壓VJfom給電池包充電。這種時(shí)序控制的優(yōu)點(diǎn)在于確保新型智能髙效便攜式電腦供電系統(tǒng)在電源適配器輸出電壓跳勢恢復(fù)過程中的可靠性和安全性。(6)基準(zhǔn)電壓源-2:如圖10所示，由R13，U2(431穩(wěn)壓器)，電阻分壓器R14^15構(gòu)成。作用在電源適配器次級(jí)通過正常輸出電壓建立一個(gè)參考電壓源Vref-2。這個(gè)參考電壓源為電阻分壓器R18，R19和R20供電。Vref-2=Vref-l=V<Mk.(VJow-l,V—low—2)，艮PVref-l與Vref-2相等，但是它們小于VJow-l和￥」<^_2中的較小值。圖12:目前典型的筆記本電腦供電系統(tǒng)，外部電源適配器是DCtoDC(直流轉(zhuǎn)直流)型圖13:新型智能髙效供電系統(tǒng)在筆記本電腦應(yīng)用中的實(shí)現(xiàn)(外部電源適配器為DCtoDC(直流轉(zhuǎn)直流))。DCtoDC(直流轉(zhuǎn)直流)型外部電源適配器主要用于12V的汽車電子供電系統(tǒng)和15V航空供電系統(tǒng)中，例如車載充電器，航空充電器等等。其內(nèi)部由DCtoDC(直術(shù)直流變換器)構(gòu)成，通常的變換器內(nèi)部芯片有FB基準(zhǔn)源(2.5乂1.25V等)，輸出由電阻分壓器Rl和R2來監(jiān)控。整體內(nèi)部形成一個(gè)閉環(huán)回路，及時(shí)調(diào)整DCtoDC控制芯片的輸出脈沖寬度，通過閉環(huán)運(yùn)作從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的作用。同樣原理，在現(xiàn)有電路基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)智能髙效方案的電路。如圖13所示，一部分位于電源適配器內(nèi)，另一部分位于便攜式電腦電設(shè)備內(nèi)，兩部分電路由唯一的一根信號(hào)線通訊，并同時(shí)作用，完成輸出電壓跳變信號(hào)，電壓恢復(fù)信號(hào)的傳送功能。其工作原理與交流轉(zhuǎn)直流(AC/DQ應(yīng)用相同。權(quán)利要求1.一種新型智能高效的便攜式電腦供電系統(tǒng)，它由便攜式電腦(包括筆記本電腦，膝上型電腦，移動(dòng)PC(個(gè)人電腦)，掌上電腦等等)本體和外部電源適配器共同構(gòu)成。新型的便攜式電腦系統(tǒng)通過新型外部電源適配器輸出線中的一條信號(hào)線與之通訊，實(shí)現(xiàn)智能高效供電的功能。其特征為針對(duì)便攜式電腦日常使用中的不同情況，用一個(gè)輸出電壓可變而非恒定不變的電源適配器給便攜式電腦供電；這種新型的電源適配器可根據(jù)便攜式電腦所處的不同狀態(tài)，用相應(yīng)的能夠使便攜式電腦供電系統(tǒng)整體功耗最低，效率最佳的輸出電壓為其供電。2.如權(quán)利要求1所述的新型智能髙效的便攜式電腦供電系統(tǒng)中，當(dāng)便攜式電腦電池包電量已經(jīng)充滿或者便攜式電腦系統(tǒng)未安裝電池包時(shí)，在這種新型便攜式電腦系統(tǒng)發(fā)出的狀態(tài)信號(hào)的影響下，新型的外部電源適配器輸出電壓由通常的額定電壓跳變降低為某一電壓，這個(gè)電壓的特征是專門針對(duì)當(dāng)前便攜式電腦主板上各子系統(tǒng)所需的供電電壓5V,3.3V,1.8V，1.5V,1.05V,V—CPUCORE(其值小于1.5V)，V—Wdeocore(其值小于1.5V)，液晶顯示器等等而綜合設(shè)置的最佳供電電壓，在這個(gè)最佳供電屯壓的供給下，系統(tǒng)的能耗是最小的，整體上能達(dá)到最佳效率，而且對(duì)不同的便攜式電腦規(guī)格而言，這個(gè)最佳供電電壓是不同的。3.如權(quán)利要求1所述的新型智能高效的便攜式電腦供電系統(tǒng)中，當(dāng)—未開機(jī)的便攜式電腦系統(tǒng)上裝有一個(gè)電量未充滿的電池包，并且這種新型的電源適配器與之相連時(shí)，在便攜式電腦發(fā)出的狀態(tài)信號(hào)的影響下，新型的外部電源適配器輸出電壓由通常的額定電壓跳變降低為某一電壓，這個(gè)電壓即為電池包的直接充電電壓，其特征是無需經(jīng)過通常的降壓型直流/直流變換器轉(zhuǎn)換，這個(gè)電壓可直接給便攜式電腦內(nèi)部電池包充電。而且對(duì)不同的便攜式電腦電池包規(guī)格而言，這個(gè)電池包直接充電電壓是不同的。4.如權(quán)利耍求l，2,3所述的新型智能高效的便攜式電腦供電系統(tǒng)中，這種新型的外部電源適配器的輸出電壓的跳變是可逆的，也是可重復(fù)的。其特征為這種新型的外部電源適配器的輸出電壓在通常情況下是額定輸出屯壓，當(dāng)便攜式電腦系統(tǒng)處于一定特殊的情況便攜式電腦內(nèi)部電池包電量被充滿或者其內(nèi)部沒有安裝電池包或者未開機(jī)的便攜式電腦內(nèi)部安裝有一個(gè)電量未充滿的電池包時(shí)，外部電源適配器輸出跳變降低為與額定輸出電壓不同的另一個(gè)恒定的電壓，用這一電壓給系統(tǒng)供電；當(dāng)便攜式電腦系統(tǒng)離開這些特殊的情況時(shí)，外部電源適配器輸出電壓跳變恢復(fù)為原來額定的輸出電壓。5.如權(quán)利要求l，2,3,4所述的新型智能髙效的便攜式電腦供電系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)上訴功能的相應(yīng)的控制屯路一部分位于電源適配器內(nèi)，另一部分位于便攜式電腦電設(shè)備內(nèi)，兩部分電路由唯一的一根信號(hào)線通訊。位于電源適配器端的電路，由特定電阻插A/移除電路，跳$/恢復(fù)信號(hào)判斷電路，基準(zhǔn)電壓源構(gòu)成；位于待充電設(shè)備端的電路由信息處理單元，輸出電壓狀態(tài)跳勢恢復(fù)信號(hào)開關(guān)電路，電池充電芯片輸入電壓開關(guān)電路，電池包充電直通電路，電池包充電切換時(shí)序控制電路，基準(zhǔn)電壓源構(gòu)成。6.如權(quán)利要求l,2,3，4所述的新型智能離效的便攜式電腦供電系統(tǒng)中，這種新型便攜式電腦內(nèi)部的信息處理單元，其特征為根據(jù)系統(tǒng)所處的不同狀態(tài)，發(fā)出輸出電壓狀態(tài)跳變信號(hào)I，輸出電壓狀態(tài)跳變信號(hào)II或者輸出電壓恢復(fù)信號(hào)。這個(gè)信息處理單元收集三個(gè)信息系統(tǒng)開關(guān)機(jī)信息，電池包安裝信息和電池包充電狀況信息，并對(duì)其進(jìn)行綜合判斷，發(fā)出輸出電壓狀態(tài)跳變信號(hào)或者輸出電壓恢復(fù)信號(hào)，這個(gè)信號(hào)通過信號(hào)線傳送給電源適配器。7.如權(quán)利耍求6所述的新型智能高效的便攜式電腦供電系統(tǒng)內(nèi)部的信息處理單元中，用一種非常簡單的電路就能同時(shí)處理多個(gè)系統(tǒng)信息的方法。其具體實(shí)施的方式是信息處理單元是一個(gè)三輸入，兩輸出(OUT-l和OUT-2)的模塊，其內(nèi)部電路由3個(gè)非門，兩個(gè)3輸入與門，一個(gè)2輸入與門，一個(gè)2輸入或門構(gòu)成。當(dāng)電池包巳經(jīng)安裝并且電池包電量已充滿并且系統(tǒng)已開機(jī)時(shí)，信息處理單元一路輸出(OUT-l)為高電平，另一路(OUT-2)為低電平；當(dāng)電池包未安裝并且系統(tǒng)巳開機(jī)，信息處理單元一路輸出(OUT-l)為髙電平，另一路(OUT-2)為低電平當(dāng)電池包已經(jīng)安裝并且電池包電量未充滿并且系統(tǒng)未開機(jī)時(shí)，信息處理單元一路輸出(OUT-l)為低電平，另一路(OUT-2)為高電平；其余情況下，信息處理單元兩路輸出(OUT-l和OUT-2)均為低電平。8.如權(quán)利要求l,2,3,4所述的新型智能高效的便攜式電腦供電系統(tǒng)中，這種新型便攜式電腦內(nèi)部的電池包充電直通電路和電池充電芯片輸入電壓開關(guān)電路。其特征當(dāng)電源適配器給一個(gè)未開機(jī)并且內(nèi)部安裝有一個(gè)電量未充滿的電池包的便攜式電腦供電時(shí)，外部電源適配器的輸出電壓由額定的輸出值跳變?yōu)殡姵匕苯映潆婋妷?，電池充電芯片輸入電壓開關(guān)電路斷開，電池包充電直通電路閉合，為電池包直接充電電壓直接給電池包充電提供通路；反之，當(dāng)系統(tǒng)脫離這種狀態(tài)，外部電源適配器的輸出電壓恢復(fù)為額定輸出電壓，屯池包充電直通電路斷開，屯池充電芯片輸入電壓開關(guān)電路閉合，電源適配器通過通常的同步降壓變換器給電池包充電。9.如權(quán)利要求l，2，3，4所述的新型智能髙效的便攜式屯腦供電系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)輸出電壓跳變的功能，在系統(tǒng)狀態(tài)信號(hào)的作用下，這種新型的電源適配器通過自動(dòng)將一個(gè)特定的電阻插入到電源閉環(huán)回路的輸出電壓反饋部分的電阻分壓器內(nèi)，電源閉環(huán)回路自動(dòng)調(diào)節(jié)電源輸出占空比，達(dá)到將電壓由通常的額定輸出電壓變?yōu)榱硪粋€(gè)預(yù)設(shè)值；反之，在系統(tǒng)狀態(tài)信號(hào)的作用下，也可以通過自動(dòng)將這個(gè)特定的電阻從電源閉環(huán)回路的輸出電壓反餓部分的電阻分壓器內(nèi)移除，電源閉環(huán)回路自動(dòng)調(diào)節(jié)電源輸出占空比，達(dá)到將電壓—個(gè)預(yù)設(shè)值恢復(fù)到通常的額定輸出電壓的方法。這個(gè)特定的電阻值是根據(jù)電源適配器的額定輸出電壓，跳變的B標(biāo)值，閉環(huán)輸出反饋冋路的電阻分壓器和反饋基準(zhǔn)電壓計(jì)箅而得的。10.如權(quán)利耍求l,2,3，4所述的新型智能高效的便攜式電腦供電系統(tǒng)中，外部電源適配器輸出線中除了通常的正輸出線和地線以外，只需要一條信號(hào)線就能完成便攜式電腦電源和外部電源適配器之間所有信號(hào)(包括輸出電壓狀態(tài)跳變信號(hào)，輸出電壓恢復(fù)信號(hào))傳送的功能。11.如權(quán)利要求l，2，3，4所述的新型智能髙效的便攜式電腦供電系統(tǒng)中，用一種非常簡單的電路就能識(shí)別多個(gè)狀態(tài)信號(hào)的方法。這種方法是確保僅用一條信號(hào)線就能完成便攜式電腦和外部電源適配器所有狀態(tài)信號(hào)傳送和識(shí)別的厚因。其具體實(shí)施的方法為這種新型的便攜式電腦內(nèi)部電路向外部屯源適配器發(fā)出電壓狀態(tài)跳變信號(hào)i或者電壓狀態(tài)跳變信號(hào)n或者輸出電壓恢復(fù)信號(hào)，其中信號(hào)i的電壓為^r(V為某一預(yù)設(shè)值)，信號(hào)n的電壓為l卩，輸出電壓恢復(fù)信號(hào)為零電平，當(dāng)電源適配器與便攜式電腦斷開連接時(shí)這條線也保持零電平。另一方面，這種新型的電源適配器內(nèi)部有一個(gè)跳^/恢復(fù)信號(hào)判斷電路，它由i個(gè)普通的比較器a構(gòu)成和1個(gè)窗口比較器b(由2個(gè)比較器構(gòu)成)。其中這個(gè)普通的比較器的觸發(fā)電平設(shè)在!r,這個(gè)窗口比較器的窗口設(shè)置在丄r與丄r之間。當(dāng)電壓狀態(tài)跳變信號(hào)I(^r)通過信號(hào)線傳2243至電源適配器時(shí)，普通比較器a觸發(fā)而窗口比較器b不觸發(fā)；當(dāng)電壓狀態(tài)跳變信號(hào)n(丄r)通過信號(hào)線3傳至電源適配器時(shí)，普通比較器a不觸發(fā)而窗口比較器b觸發(fā)當(dāng)輸出電壓恢復(fù)信號(hào)通過信號(hào)線傳至電源適配器時(shí)，普通比較器a和窗口比較器b都不觸發(fā)；當(dāng)電源適配器與便攜式電腦斷開連接時(shí)，便攜式電腦和外部電源適配器之間的信號(hào)線保持零電平，普通比較器a和窗口比較器b都不觸發(fā)。12.如權(quán)利要求l,2,3,4所述的新型智能髙效的便攜式電腦供電系統(tǒng)中和權(quán)利要求8所述的電池包充電直通電路和電池充電芯片輸入電壓開關(guān)電路中，外部電源適配器輸出電壓在額定的輸出電壓與電池包直接充屯電壓之間切換時(shí)，下列事件的發(fā)生必須有一定的順序事件l:電源適配器輸出電壓的跳^/恢復(fù)事件2:電池充電芯片開關(guān)電路的開/關(guān)；亊件3:屯池包充電直通電路的開/關(guān)；當(dāng)外部電源適配器輸出電壓由額定的輸出電壓跳變?yōu)殡姵匕苯映潆婋妷簳r(shí)，發(fā)生順序?yàn)槭录?(關(guān)斷)—事件l(跳變)">事件3(閉合)當(dāng)外部電源適配器輸出電壓由電池包直接充電電壓跳變恢復(fù)為額定的輸出電壓時(shí)，發(fā)生順序?yàn)槭录?(關(guān)斷)">事件1(恢復(fù))+事件2(閉合)。這種能確保新型智能髙效便攜式電腦供屯系統(tǒng)在屯源適配器輸出電壓跳^/恢復(fù)過程中的可靠性和安全性的控制方式。全文摘要一種新型智能高效的便攜式電腦供電系統(tǒng)，由便攜式電腦(包括筆記本電腦，膝上型電腦，移動(dòng)PC(個(gè)人電腦)，掌上電腦等等)本體和其外部電源適配器共同構(gòu)成。便攜式電腦系統(tǒng)通過外部電源適配器輸出線中的一條信號(hào)線與之通訊，針對(duì)不同的使用情況，用一個(gè)輸出電壓可變而非恒定不變的電源適配器給便攜式電腦供電。外部電源適配器能夠根據(jù)電腦所處的不同狀態(tài)，用相應(yīng)的能夠使便攜式電腦供電系統(tǒng)整體達(dá)到最佳效率的輸出電壓為其供電。旨在優(yōu)化和提高便攜式電腦電源供電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率，減小系統(tǒng)能量損耗，達(dá)到智能供電，效率最優(yōu)的目的。該方案能廣泛應(yīng)用于目前的外部電源適配器(包括交流轉(zhuǎn)直流型，直流轉(zhuǎn)直流型)中，不受電源電路拓?fù)湎拗?。文檔編號(hào)G06F1/32GK101299164SQ200810067898公開日2008年11月5日申請日期2008年6月23日優(yōu)先權(quán)日2008年6月23日發(fā)明者幸李申請人:幸李