CN101349938A - 一种笔记本电脑电池与主机板电源的隔离系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种笔记本电脑电池与主机板电源的隔离系统，该系统包括用于电池放电回路隔离的控制电路和实现隔离功能的控制信号和方法。首先，由笔记本嵌入式控制器(简称EC)获取南桥芯片发出的关机信号S4，EC确认关机信息，然后向隔离系统的控制电路发出关断信号，切断电池的放电回路。本发明在没有增加外部装置，不需要人为干预的前提下，能在笔记本电脑关机的同时实现自动切断电池对主机板的供电，减少了电池在关机状态下的损耗，延长了电池的使用寿命，同时也提高了笔记本电脑在关机时的安全性。

Description

一种笔记本电脑电池与主机板电源的隔离系统

技术领域

本发明涉及笔记本电脑电池的电路系统，尤其涉及一种笔记本电脑电池与主机板电源的隔离系统。

背景技术

目前笔记本电脑一般都配置有可重复充电的锂离子电池，电池的使用寿命和续航时间对笔记本电脑的便携性起到至关重要的作用。由于电池的使用寿命与其充电次数有关，所以减少电池的充电次数可以有效的延长电池的使用寿命。研究发现，减少电池在笔记本关机状态下的损耗是一种有效延长其续航时间和使用寿命的方法。通常情况下，当笔记本电脑关机后，如果未完全切断主板的供电，主板上的部分电源芯片和控制芯片还在继续工作，此时的总功耗大概在1瓦左右，即使让EC进入空闲(IDLE)模式，总功耗也达到0.6瓦左右。如果一块电池的容量为4400mA时，输出电压为12.6V，那么在0.6瓦功耗状态下，24小时后损耗近1/4的电量。

基于以上分析，有必要提出一种有效的方法减少笔记本电池在关机状态下的损耗。由于大多数的电池接插在笔记本的主机上，再加上有卡扣锁紧的原因，拆卸不方便，所以拔掉电池虽然能减少电池的损耗，但有可能对电池和主机造成物理损伤，可见这种方法不但麻烦，还有一定的风险。还有的笔记本为了达到切断电池电源的目的，在电池的充放电回路上增加了电路开合的开关，人为拨动开关以切断电源。该方法虽然能切断电池电源，但由于设置开关装置，影响了笔记本的美观，提高了笔记本的结构成本。不仅如此，当笔记本只用电池供电开机使用时，可能由于人为的误操作拨动开关导致笔记本电脑非正常断电，损坏计算机硬件以及导致数据丢失。此外，由于机械开关的开合还可能导致电流的突变使电路元器件损坏。

为了克服上述方法的缺陷，需提出一种能有效切断电池供电的方法，能在笔记本电脑关机的同时切断电池和主板电源之间的联系，减少电池在关机状态下的损耗。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种笔记本电脑电池和主机板电源的隔离系统，该隔离系统能在笔记本电脑关机的同时快速准确的切断电池对主板的供电，减少电池在笔记本关机状态下的损耗。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种笔记本电脑电池与主机板电源之间的隔离系统，该系统包括用于电池放电回路隔离的控制电路和实现隔离功能的控制信号和方法。控制电路由功耗较小的分立元件电阻、电容、三极管等组成，能根据外部给定的控制信号实现电池和主板电源之间的隔离功能。控制信号是由控制器EC根据控制方法用软件方式实现而输出的数字电平信号，该信号用来控制三极管的打开和关断，从而可以实现电池对主板电源供电的控制。

该隔离系统的主控制单元是笔记本嵌入式控制器EC，它负责各种状态的确定，条件的判断，然后发控制信号。根据Intel公司的南桥ICH芯片资料，当笔记本电脑关机后，南桥ICH芯片发出一个电源状态信号S4，该信号在开机状态下是高电平，当笔记本关机时，该信号为低电平。在设计笔记本时，S4信号连接到EC的一个通用输入输出端口(GPIO)上，该GPIO用作输入作用，EC通过读取该输入端口就可以得到S4信号的状态。当EC在开机状态下获得S4信号的状态是低电平时，EC认为笔记本已经发出关机信号，EC执行笔记本关机程序，然后向隔离系统的控制电路发出关断信号，切断电池对主板的供电。

本发明通过在笔记本电池和主板电源之间设置一个电路隔离系统，在不增加外部装置，不需要人为干预，不拔出电池的条件下，能在笔记本电脑关机的同时实现自动切断电池对主机板的供电，减少了电池在关机状态下的损耗，提高了笔记本电脑在关机时的安全性，同时也减少了电池的充电次数，延长了电池的续航时间和使用寿命。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的隔离系统总体架构图；

图2是本发明实施例程序流程图；

图3是本发明实施例控制电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，从隔离系统总体架构图可知，为了达到将电池和主板电源隔离的目的，本发明在电池和主板电源的放电回路上增加了一个电池隔离控制电路，分别由关闭和打开两个信号控制。当关闭信号为高电平“1”时，控制电路关闭电池向主板电源的供电；当打开信号为高电平“1”时，控制电路打开电池向主板电源的供电。当用户按下开机按钮时，开机信号送到EC的同时也打开了电池隔离控制电路，使得电池能正常的向主板电源供电，当用户放开开机按钮时，隔离控制电路自动锁定打开状态，电池持续向主板电源供电，确保成功开机。具体流程如图2所示，当关闭计算机时，南桥ICH芯片的S4信号由开机时的高电平“1”变为低电平“0”，此时EC进入关机程序然后发出关闭信号“1”，隔离控制电路关闭电池向主板电源的供电。

如图3所示，本发明的控制电路由电阻、电容、三极管等分立元件组成。当用户按下开机按钮时，对应图中的信号-PWR_SW_BTN对地短路，三极管Q1关闭，Q6被打开，此时Q6第三管脚的开机信号-PWRSW为低电平“0”，EC得到此开机信号进入开机程序。同时，三极管Q2被打开，MOSFET场效应管U1的第四管脚由于Q2的打开为低电平“0”，此时U1处于导通状态，电池开始向主板电源供电。当用户放开开机按钮时，虽然Q1重新被打开，Q2关闭，但是由于Q3和Q4组成的闭环负反馈电路处于自锁状态，U1的第四管脚仍然为低电平“0”，U1处于导通状态，电池持续供电。当用户关闭计算机时，EC发出图3中所示的SHUTDOWN信号，即将该信号设置为高电平“1”，此时Q5处于打开状态，Q3、Q4组成的稳定闭环系统被破坏，U1第四管脚变为高电平“1”，U1处于关断状态，电池的放电回路被切断，实现了本发明的目的。由于本发明隔离系统中的控制电路设置在电池的放电回路上，能有效的减少笔记本电池在关机状态下的损耗，同时不会影响笔记本电池在关机状态下的充电功能。

以上实施例仅用于说明而非限制本发明的技术方案。本领域的技术人员应当理解，在本发明所述的方法和范围内所做的任何修改和替换都应涵盖在本发明的权利要求中。

Claims (4)

1、一种笔记本电脑电池与主机板电源的隔离系统，包含电池和主机板，其特征在于，所述隔离系统还包括用于电池放电回路隔离的控制电路和实现隔离功能的控制信号和方法。

2、根据权利要求1所述的笔记本电脑电池与主机板电源的隔离系统，其特征在于，隔离系统设置于电池和主板电源的放电回路，其控制电路采用电阻、电容、三极管等分立元件组成。

3、根据权利要求1所述的笔记本电脑电池与主机板电源的隔离系统，其特征在于，隔离系统的控制信号是由控制器EC根据控制方法用软件方式实现而输出的数字电平信号，该信号用来控制三极管的打开和关断，从而实现电池对主板电源供电的控制。

4、根据权利要求1所述的笔记本电脑电池与主机板电源的隔离系统，其特征在于，隔离系统的控制电路具有自锁功能，当用电池开机时，控制电路能快速接通主板电源且能够锁定该状态，确保电池能够持续供电。

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