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笔记本电脑的外接电源和电池是怎么实现无缝切换的?

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认为电池可以一边充电一边放电是消费者群体里面常见的认识误区,实际上电池充电和放电两个状态是不能同时存在的。

现在的消费级笔记本大多把充电控制(Charger)和 PPM 功能做到同一个芯片里,以 TI 的 BQ24725A 为例:,适配器挂在系统电源母线上而电池通过一个负载开关才能接入母线,是典型的 Power-Selector 架构。

这款 IC 出货量大得难以想象,官网标价$2,市场上两块人民币就能拿到。两个红框里面的 NFET Driver 就是用于实现 PPM 功能的晶体管开关。具体来说,当使用者把外部的电源适配器接入笔记本电脑时,这个芯片就会通过内置的适配器检测机制得知适配器是否正常接入。确认无误后会将右边红框的 NFET 关断,此时电池依旧可以通过并联的体二极管给系统供电,这时适配器还没有和笔记本内部的电源系统连接上。在等待大约 100ms-1s 后 IC 才会控制左边的 NFET 导通,这时候由于系统母线上的电压比电池电压高,右边 NFET 的体二极管会被强迫截止进入关断状态,系统的电源母线得以平滑过渡到外部适配器供电状态。当用户把适配器拔出的时候则反之。

外部供电时操作系统的底层驱动和 BIOS 可以根据用户设置或电池的 SoC 状态决定是否给电池充电。黑框里的是给电池充电的降压电路,不难发现这个充电电路只能从系统母线上取电,而电池接入电源母线和适配器接入母线在逻辑上是互斥的,这就避免了一边充电一边放电和先充后放这类问题。


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