CN101751103A - 笔记本电源支持宽输入电压范围的设计方法 - Google Patents

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王海娜
青建德
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Abstract

本发明提供一种笔记本电源支持宽输入电压范围的设计方法，在笔记本电脑主板上集成升压/降压芯片，升压/降压芯片分别与四只金氧半场效晶体管的G端相连，金氧半场效晶体管M1的D端与输入电源相连，金氧半场效晶体管M1的S端及金氧半场效晶体管M2的D端与电感的一端相连，金氧半场效晶体管M3的S端及金氧半场效晶体管M4的D端与电感的另一端相连，金氧半场效晶体管M2的S端及金氧半场效晶体管M4的S端均接地，金氧半场效晶体管M3的D端连接系统电源。在不使用电源逆变器的情况下，车载电源可直接供电给笔记本电脑；输入电压在12V～24V变化时，均能输出稳定的15V直流电压，不仅方便使用，而且也提高了转换效率，值得推广应用。

Description

笔记本电源支持宽输入电压范围的设计方法
技术领域
本发明涉及笔记本电脑，尤其涉及一种笔记本电源支持宽输入电压范围的设计方法。
背景技术
目前市场上常见的支持车载的装置为车载电源逆变器，即将车载电源逆变器插入点烟器插座(12V/24V)，转换为220伏交流电，再接入笔记本电源适配器，输出直流电压给笔记本供电。这种方案要对蓄电池电源经过两次电压转换(先直流转220V交流，再交流转直流)，降低了转换效率，增加电能的损耗。而且电源逆变器的重量在0.5公斤左右，不方便携带。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种笔记本电源支持宽输入电压范围的设计方法，更好地便于使用。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
笔记本电源支持宽输入电压范围的设计方法，特点是：在笔记本电脑主板上集成升压/降压芯片，升压/降压芯片分别与四只金氧半场效晶体管的G端相连，四只金氧半场效晶体管分别为M1、M2、M3、M4，其中，金氧半场效晶体管M1的D端与输入电源相连，金氧半场效晶体管M1的S端及金氧半场效晶体管M2的D端与电感的一端相连，金氧半场效晶体管M3的S端及金氧半场效晶体管M4的D端与电感的另一端相连，金氧半场效晶体管M2的S端及金氧半场效晶体管M4的S端均接地，金氧半场效晶体管M3的D端连接系统电源。
进一步地，上述的笔记本电源支持宽输入电压范围的设计方法，所述升压/降压芯片为LTC3780。
更进一步地，上述的笔记本电源支持宽输入电压范围的设计方法，所述输入电源为12V～24V电源。
本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：
将升压/降压芯片集成在笔记本电脑主板端，在不使用电源逆变器的情况下，车载电源可直接供电给笔记本电脑；支持车载电源的同时，也可以用电源适配器接220V市电正常工作。当输入电压低于15V时，芯片工作在升压模式，可以保证笔记本电池的正常充电，避免电池电量低时，笔记本不能正常工作；当输入电压高于15V时，采用降压模式工作，以免高电压损坏内部零件。输入电压在12V～24V变化时，均能输出稳定的15V直流电压，可提供高达75W的输出功率，四开关同步整流可实现高达90％以上的效率。其恒定频率电流模式架构允许高达400kHz的可锁相频率，具有瞬态响应快，输出纹波小的优点。在汽车上使用笔记本时，直接接入车载12V/24V电源，即可安全稳定对笔记本供电。该设计方案不需外加电源逆变器，不仅方便使用与携带，而且也提高了转换效率，减轻了电能损耗；堪称具有新颖性、创造性的好技术，为一实用的新设计。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
图1：本发明的电路原理示意图；
图2：本发明的应用示意图。
具体实施方式
本发明提供一种宽输入电压的电源转换供给装置，可支持从12V～24V的输入电压变化范围，在支持车载电源的同时，也可以用电源适配器接220V市电正常工作。在不使用电源逆变器的情况下，车载电源可直接供电给笔记本电脑。
笔记本电源支持宽输入电压范围的设计方法，包括升压/降压芯片和四只金氧半场效晶体管，如图1所示，四只金氧半场效晶体管分别为M1、M2、M3、M4，在笔记本电脑主板上集成升压/降压芯片，升压/降压芯片分别与四只金氧半场效晶体管的G端相连，金氧半场效晶体管M1的D端与输入电源相连，金氧半场效晶体管M1的S端及金氧半场效晶体管M2的D端与电感的一端相连，金氧半场效晶体管M3的S端及金氧半场效晶体管M4的D端与电感的另一端相连，金氧半场效晶体管M2的S端及金氧半场效晶体管M4的S端均接地，金氧半场效晶体管M3的D端连接系统电源。其中，升压/降压芯片为LTC3780，Vin为外接12V～24V输入电源，Vo为输出15V电压供给系统电源。
升压/降压芯片集成在笔记本电脑主板端，当输入电压低于15V时，芯片工作在升压模式，可以保证笔记本电池的正常充电，避免电池电量低时，笔记本不能正常工作；当输入电压高于15V时，采用降压模式工作，以免高电压损坏内部零件，如图2，具体工作方式是：
1)当输入电源1是车载12V电源101时，主板上集成的升压/降压芯片LTC3780会控制外部金氧半场效晶体管(MOSFET)，使金氧半场效晶体管MI常开，金氧半场效晶体管M2常关，等效为Vin与电感L的左端相连，通过金氧半场效晶体管M3和金氧半场效晶体管M4的开启或关断，使电感L进行充放电，升压至15V的电压并维持、且向系统电源2供电；电路工作在典型的BOOST(升压)模式。
2)当输入电源1是车载24V电源102时，主板上集成的升压/降压芯片LTC3780会控制外部金氧半场效晶体管(MOSFET)，使金氧半场效晶体管M3常关，金氧半场效晶体管M4常开，等效为Vo与L的右端相连，通过金氧半场效晶体管M1和金氧半场效晶体管M2的开启或关断对电感L进行充放电，降压并维持15V的电压、且向系统电源2供电；电路工作在典型的BUCK(降压)模式。
3)当输入电源1是适配器19V电源103时，工作模式及电压与24V时一致，为降压模式。
综上所述，在笔记本电脑主板上集成升压/降压芯片，输入电压在12V～24V变化时，均能输出稳定的15V直流电压，可提供高达75W的输出功率，四开关同步整流可实现高达90％以上的效率。其恒定频率电流模式架构允许高达400kHz的可锁相频率，具有瞬态响应快，输出纹波小的优点。在汽车上使用笔记本时，直接接入车载12V/24V电源，即可安全稳定对笔记本供电。该设计方案不需外加电源逆变器，不仅方便使用和携带，而且也提高了转换效率，减轻了电能损耗。简易实用，市场前景广阔。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.笔记本电源支持宽输入电压范围的设计方法，其特征在于：在笔记本电脑主板上集成升压/降压芯片，升压/降压芯片分别与四只金氧半场效晶体管的G端相连，四只金氧半场效晶体管分别为M1、M2、M3、M4，其中，金氧半场效晶体管M1的D端与输入电源相连，金氧半场效晶体管M1的S端及金氧半场效晶体管M2的D端与电感的一端相连，金氧半场效晶体管M3的S端及金氧半场效晶体管M4的D端与电感的另一端相连，金氧半场效晶体管M2的S端及金氧半场效晶体管M4的S端均接地，金氧半场效晶体管M3的D端连接系统电源。
2.根据权利要求1所述的笔记本电源支持宽输入电压范围的设计方法，其特征在于：所述升压/降压芯片为LTC3780。
3.根据权利要求1所述的笔记本电源支持宽输入电压范围的设计方法，其特征在于：所述输入电源为12V～24V电源。
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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
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