CN219370311U - 一种加固笔记本电脑的电源管理*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种加固笔记本电脑的电源管理***，包括电源适配器、转换器、充电模块、第一切换模块、第一电池、第二切换模块、第二电池以及控制模块。电源适配器的输出端连接至转换器的第一输入端，电源适配器的检测端连接至所述控制模块。第一电池经第一切换模块、第二电池经第二切换模块连接至转换器的第二输入端。转换器通过其第一输出端向所述电脑供电，转换器的第二输出端连接至充电模块的输入端。充电模块的输出端经第一切换模块连接至第一电池、经第二切换模块连接至第二电池。控制模块还连接至第一切换模块、第二切换模块、第一电池以及第二电池。本实用新型的两个电池不分主副、均能够更换，且能够方便地进行充放电切换。

Description

一种加固笔记本电脑的电源管理***

技术领域

本实用新型涉及计算机供电技术领域，尤其涉及一种加固笔记本电脑的电源管理***。

背景技术

加固笔记本电脑是指经过特殊工艺设计实现防水、防尘、防摔等三防加固性能的笔记本电脑。一般的加固处理工艺可以包括：特殊结构设计、壳体材质特殊化、显示屏幕的加固措施、存储、内存的加固措施、电池供电的特殊加固处理等。

由于加固笔记本电脑主要用于户外，也就是使用于无市电的环境下，且常需要长时间不断电开机运作以进行检测和记录等，因此，加固笔记本电脑对于电源管理***有特殊的要求，如通常包括主电池和副电池，在未接市电的情况下，可以由主电池和副电池更换供电，以保持电脑***持续工作。

然而，现有的加固笔记本电脑的电源管理***虽然通过主电池和副电池，能够延长无市电情况下的供电时间，但其在使用过程中仍存在一些不足之处，例如，加固笔记本电脑的电源管理***的电池有主副之分，在进行电池更换时，只能更换副电池，主电池是无法更换的，这就影响了加固笔记本电脑的性能和使用寿命；而且，在更换副电池时，通常需要***断电关机之后，才能进行更换动作，因此影响了加固笔记本电脑的***工作连续性。

由此可见，现有的加固笔记本电脑的电源管理***仍有待进一步的改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池不分主副且均能够更换的加固笔记本电脑的电源管理***。

为实现上述目的，本实用新型提供一种加固笔记本电脑的电源管理***，包括电源适配器、转换器、充电模块、第一切换模块、第一电池、第二切换模块、第二电池以及控制模块，其中，所述电源适配器的输出端连接至所述转换器的第一输入端，所述电源适配器的检测端连接至所述控制模块；所述第一电池经所述第一切换模块连接至所述转换器的第二输入端，所述第二电池经所述第二切换模块连接至所述转换器的第二输入端；所述转换器通过其第一输出端向所述电脑供电，所述转换器的第二输出端连接至所述充电模块的输入端，所述充电模块的输出端经所述第一切换模块连接至所述第一电池、经所述第二切换模块连接至所述第二电池；所述控制模块还连接至所述第一切换模块、所述第二切换模块、所述第一电池以及所述第二电池；

所述控制模块接收到来自所述电源适配器的检测端的连接信号时，通过所述第一切换模块和所述第二切换模块进行所述第一电池和所述第二电池的充电切换，以使外部电源经所述电源适配器、所述转换器、所述充电模块、所述第一切换模块对所述第一电池进行充电，或者经所述电源适配器、所述转换器、所述充电模块、所述第二切换模块对所述第二电池进行充电；

所述控制模块接收到来自所述电源适配器的检测端的断开信号时，通过所述第一切换模块和所述第二切换模块进行所述第一电池和所述第二电池的放电切换，以使所述第一电池经所述第一切换模块、所述转换器向所述电脑供电，或者所述第二电池经所述第二切换模块、所述转换器向所述电脑供电。

所述控制模块通过所述第一切换模块和所述第二切换模块进行所述第一电池或所述第二电池的充电切换时，发送充电切换信号至所述第一切换模块和所述第二切换模块，所述第一切换模块断开所述充电模块与所述第一电池、所述转换器与所述第一电池的连接，所述第二切换模块断开所述充电模块与所述第二电池、所述转换器与所述第二电池的连接，由此进入充电切换安全模式，且所述控制模块在进入所述充电切换安全模式第一预设时间后，发送充电信号至所述第一切换模块，所述第一切换模块将所述第一电池与所述充电模块连通，外部电源经所述电源适配器、所述转换器、所述充电模块、所述第一切换模块向所述第一电池充电，或者，发送充电信号至所述第二切换模块，所述第二切换模块将所述第二电池与所述充电模块连通，外部电源经所述电源适配器、所述转换器、所述充电模块、所述第二切换模块向所述第二电池充电。

所述控制模块通过所述第一切换模块和所述第二切换模块进行所述第一电池和所述第二电池的放电切换时，发送放电切换信号至所述第一切换模块和所述第二切换模块，所述第一切换模块和所述第二切换模块将所述第一电池和所述第二电池中电压高者与所述转换器连通，向所述电脑供电，由此进入放电切换安全模式，且所述控制模块在进入所述放电切换安全模式第二预设时间后，发送放电信号至所述第一切换模块和所述第二切换模块，由所述第一切换模块将所述第一电池与所述转换器连通，所述第一电池经所述第一切换模块、所述转换器向所述电脑供电，或者，由所述第二切换模块将所述第二电池与所述转换器连通，所述第二电池经所述第二切换模块、所述转换器向所述电脑供电。

所述控制模块连接至所述第一电池的连接器端和所述第二电池的连接器端，所述第一电池的连接器端还连接至所述第二切换模块，所述第二电池的连接器端还连接至所述第一切换模块；

在所述第一电池的充电过程中，所述控制模块和所述第二切换模块接收到来自所述第一电池的连接器端的断开信号时，所述控制模块发送充电信号至所述第二切换模块，所述第二切换模块将所述第二电池与所述充电模块连通，外部电源经所述电源适配器、所述转换器、所述充电模块、所述第二切换模块向所述第二电池充电；

在所述第二电池的充电过程中，所述控制模块和所述第一切换模块接收到来自所述第二电池的连接器端的断开信号时，所述控制模块发送充电信号至所述第一切换模块，所述第一切换模块将所述第一电池与所述充电模块连通，外部电源经所述电源适配器、所述转换器、所述充电模块、所述第一切换模块向所述第一电池充电；

在所述第一电池的放电过程中，所述控制模块和所述第二切换模块接收到来自所述第一电池的连接器端的断开信号时，所述控制模块发送放电信号至所述第二切换模块，所述第二切换模块将所述第二电池与所述转换器连通，所述第二电池经所述第二切换模块、所述转换器向所述电脑供电；

在所述第二电池的放电过程中，所述控制模块和所述第一切换模块接收到来自所述第二电池的连接器端的断开信号时，所述控制模块发送放电信号至所述第一切换模块，所述第一切换模块将所述第一电池与所述转换器连通，所述第一电池经所述第一切换模块、所述转换器向所述电脑供电。

所述第一电池和所述第二电池各包括负极、正极以及连接器端，所述负极的金属片的长度大于所述正极的金属片的长度，所述正极的金属片的长度大于所述连接器端的金属片的长度。

所述电源适配器的输出端经第一二极管连接于所述第一切换模块和所述转换器的第二输入端之间，并经第二二极管连接于所述第二切换模块和所述转换器的第二输入端之间，其中，所述第一二极管的阳极以及第二二极管的阳极连接至所述电源适配器的输出端。

所述第一切换模块包括第一N型场效应管、第二N型场效应管、第三N型场效应管、第四N型场效应管、第五N型场效应管、第一P型场效应管、第二P型场效应管、第三P型场效应管、第一二极管和第三二极管，其中：

所述第一N型场效应管的栅极连接至所述控制模块，源极接地，漏极经第一电阻连接至所述第一P型场效应管的栅极；

所述第一P型场效应管的栅极连接至所述第一二极管的阴极，并经第二电阻连接至所述转换器的第二输入端，所述第一二极管的阳极连接至所述电源适配器的输出端；所述第一P型场效应管的源极连接至所述转换器的第二输入端，漏极连接至所述第二P型场效应管的漏极、所述第三P型场效应管的漏极、所述第三二极管的阳极，所述第三二极管的阴极连接至所述转换器的第二输入端；

所述第二P型场效应管的源极连接至所述充电模块的输出端，并经第三电阻和第四电阻连接至所述第二N型场效应管的漏极，所述第二P型场效应管的栅极连接至所述第三电阻和所述第四电阻之间；

所述第二N型场效应管的源极接地，栅极连接至所述控制模块；

所述第三P型场效应管的源极连接至所述第一电池，源极与栅极通过第五电阻连接，且栅极经第六电阻连接至所述第三N型场效应管的漏极与所述第四N型场效应管的漏极；

所述第三N型场效应管的源极接地，栅极连接至所述第二电池的连接器端并经第七电阻连接3.3V电源；

所述第四N型场效应管的源极接地，栅极连接至第五N型场效应管的漏极，并经第八电阻连接至所述第一电池；

所述第五N型场效应管的源极接地，栅极连接至所述控制模块。

所述第二切换模块包括第六N型场效应管、第七N型场效应管、第八N型场效应管、第九N型场效应管、第十N型场效应管、第四P型场效应管、第五P型场效应管、第六P型场效应管、第二二极管和第四二极管，其中：

所述第六N型场效应管的栅极连接至所述控制模块，源极接地，漏极经第九电阻连接至所述第四P型场效应管的栅极；

所述第四P型场效应管的栅极连接至所述第二二极管的阴极，并经第十电阻连接至所述转换器的第二输入端，所述第二二极管的阳极连接至所述电源适配器的输出端；所述第四P型场效应管的源极连接至所述转换器的第二输入端，漏极连接至所述第五P型场效应管的漏极、所述第六P型场效应管的漏极、所述第四二极管的阳极，所述第四二极管的阴极连接至所述转换器的第二输入端；

所述第五P型场效应管的源极连接至所述充电模块的输出端，并经第十一电阻和第十二电阻连接至所述第七N型场效应管的漏极，所述第五P型场效应管的栅极连接至所述第十一电阻和所述第十二电阻之间；

所述第七N型场效应管的源极接地，栅极连接至所述控制模块；

所述第六P型场效应管的源极连接至所述第二电池，源极与栅极通过第十三电阻连接，且栅极经第十四电阻连接至第八N型场效应管的漏极与第九N型场效应管的漏极；

所述第八N型场效应管的源极接地，栅极连接至所述第一电池的连接器端并经第十五电阻连接3.3V电源；

所述第九N型场效应管的源极接地，漏极连接至第十N型场效应管的漏极，并经第十六电阻连接至所述第二电池；

所述第十N型场效应管的源极接地，栅极连接至所述控制模块。

所述第一电池和所述第二电池各包括负极、正极以及连接器端，所述负极的金属片的长度大于所述正极的金属片的长度，所述正极的金属片的长度大于所述连接器端的金属片的长度，所述控制模块连接至所述第一电池的连接器端和所述第二电池的连接器端。

所述控制模块是单片机。

本实用新型的有益效果：本实用新型的电源管理***，通过控制模块、第一切换模块及第二切换模块的设置，使得第一电池和第二电池在设置上没有主副之分，电源管理***在充电或者放电时可以任意选择其中一个电池进行充电或者放电，亦可以在电源适配器和电池进行插拔时方便地进行电池充放电的切换，且本实用新型的第一电池和第二电池不但在设置上没有主副之分，而且均能够进行更换，以确保电脑的性能，延长电脑的使用寿命；本实用新型通过对第一电池和第二电池的负极、正极、连接器端的金属片长度的设置，使得控制模块能够第一时间识别到电池***和拔出，从而快速切换电池进行充电或放电，实现电池充电或放电的热插拔；本实用新型通过对第一切换模块和第二切换模块的设置，在进行电池切换充电或放电、电源适配器插拔、电池更换的过程中均无需将***断电关机，支持充电和放电、开机和关机、***轻载和满载、低电量和高电量等全工况下更换电池而无需将***断电关机，能够保证加固笔记本电脑的***工作连续性；本实用新型只需设置一个控制模块、一个充电模块，即能够实现对于第一电池和第二电池的充放电管理，无需额外增加充电模块，亦无需花高成本增加定制双电池管理芯片，因此电路结构简单，成本更低；因此，本实用新型的加固笔记本电脑的电源管理***能够以简单的电路结构，支持电源适配器和电池的热插拔以及任意切换电池进行充放电。

附图说明

为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

附图中，

图1为本实用新型实施例的加固笔记本电脑的电源管理***的结构框图。

图2-图5为本实用新型实施例的加固笔记本电脑的电源管理***的电路接线图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型所采取的技术手段及其效果，以下结合本实用新型的优选实施例及其附图进行详细描述。

如图1所示，本实用新型的加固笔记本电脑的电源管理***，包括电源适配器10、转换器20、充电模块30、第一切换模块40、第一电池50、第二切换模块60、第二电池70以及控制模块80。其中，电源适配器10用于将外接电源92提供的交流电转换成直流电，提供给转换器20。转换器20则用于进行电压转换，将电源适配器10输出的直流电转换为电脑***91所需的直流电，为电脑***91供电；将第一电池50和第二电池70输出的直流电转换为电脑***91所需的直流电，为电脑***91供电；以及，将电源适配器10输出的直流电转换为充电模块30所需的直流电，用于通过充电模块30向第一电池50和第二电池70充电。

具体地，电源适配器10的输出端连接至转换器20的第一输入端，电源适配器10的检测端连接至控制模块80。第一电池50经第一切换模块40连接至转换器20的第二输入端，第二电池70经第二切换模块60连接至转换器20的第二输入端。转换器20通过其第一输出端向加固笔记本电脑的电脑***91供电，转换器20的第二输出端连接至充电模块30的输入端，充电模块30的输出端经第一切换模块40连接至第一电池50、经第二切换模块60连接至第二电池70。控制模块80还连接至第一切换模块40、第二切换模块60、第一电池50以及第二电池70。

控制模块80连接至电源适配器10的检测端，可以接收来自该检测端的连接信号或断开信号，以此判断电源适配器是否电连接于电脑并为电脑***供电。控制模块80连接至第一电池50和第二电池70，从所述第一电池50和第二电池70获取电池信息状态，包括连接至第一电池和第二电池的数据端和时钟端，进一步地，控制模块80还可以连接至第一电池50的连接器端和第二电池70的连接器端，接收来自连接器端的断开信号和连接信号，以判断第一电池50和第二电池70的连接状态。进一步地，第一电池50的连接器端还可以连接至第二切换模块60(图1未示)，主要用于在第一电池50充电时，确保第二切换模块60不会将第二电池70与充电模块30连通；同样地，第二电池70的连接器端还连接至第一切换模块40(图1未示)，主要用于在第二电池70充电时，确保第一切换模块40不会将第一电池50与充电模块30连通。

在一实施例中，第一电池50和第二电池70各包括负极、正极以及连接器端，所述负极的金属片的长度大于所述正极的金属片的长度，所述正极的金属片的长度大于所述连接器端的金属片的长度，其中，连接器端作为电池的识别端，连接至控制模块80，用于进行电池***和拔出的识别。

由于第一电池50和第二电池70的负极的金属片的长度最长，正极的金属片的长度其次，连接器端的金属片的长度最短，在将第一电池50或第二电池70热***充电时，负极最先建立连接，其次是正极，此时可以快速形成充电回路，避免先接触正极而产生接触电弧，也可以避免烧毁主板的芯片，连接器端最后建立连接，也就是说，在第一电池50或第二电池70已经在主板上形成回路后，控制模块80再读取到连接器端传送的连接信号，而后进行切换电池充电的动作，如此可以顺利地实现电池充电热插拔。

由于第一电池50和第二电池70的负极的金属片的长度最长，正极的金属片的长度其次，连接器端的金属片的长度最短，在将正在放电、为电脑***供电的第一电池50或第二电池70拔出时，连接器端最短，最先向控制模块80传送断开信号，告知控制模块80电池已经脱离主板，此时，正极和负极还在主板上供电，由此可见，在拔出正在放电的第一电池50或第二电池70时，控制模块80可以利用收到断开信号到电池正极完全脱离主板的过程实现切换到另一个电池(第二电池70或第一电池50)进行供电，此时不存在开机掉电的情况，另外电池负极最长，能够更好地保证电池拔出过程中电池信号到电源正极的完整性，如此可以顺利地实现电池放电热插拔。

在本实用新型的加固笔记本电脑的电源管理***中，无论开机或关机，***电源适配器10为最高优先级给电源***91供电，优先于电池(包括第一电池50和第二电池70)放电，并且允许电池(包括第一电池50和第二电池70)充电。

因此，电源适配器10的输出端可以经第一二极管连接于第一切换模块40和转换器20的第二输入端之间，还可以经第二二极管连接于第二切换模块60和转换器20的第二输入端之间，其中，第一二极管的阳极以及第二二极管的阳极连接至电源适配器10的输出端。这样可以确保***电源适配器10为最高优先级给电源***91供电，优先于第一电池50和第二电池70放电。

在一实施例中，本实用新型的加固笔记本电脑的电源管理***对第一电池50和第二电池70的充电过程可以为：控制模块80接收到来自电源适配器10的检测端的连接信号时，通过第一切换模块40和第二切换模块60进行第一电池50和第二电池70的充电切换，以使外部电源92经电源适配器10、转换器20、充电模块30、第一切换模块40对第一电池50进行充电，或者经电源适配器10、转换器20、充电模块30、第二切换模块60对第二电池70进行充电。

具体地，控制模块80通过第一切换模块40和第二切换模块60进行第一电池50或第二电池70的充电切换时，发送充电切换信号至第一切换模块40和第二切换模块60，第一切换模块40断开充电模块30与第一电池50、转换器20与第一电池50的连接，第二切换模块60断开充电模块30与第二电池70、转换器20与第二电池70的连接，由此进入充电切换安全模式。控制模块80在进入所述充电切换安全模式第一预设时间如10秒后，发送充电信号至第一切换模块40，第一切换模块40将第一电池50与充电模块30连通，外部电源92经电源适配器10、转换器20、充电模块30、第一切换模块40向第一电池50充电，或者，发送充电信号至第二切换模块60，第二切换模块60将第二电池70与充电模块30连通，外部电源92经电源适配器10、转换器20、充电模块30、第二切换模块60向第二电池70充电。

如上所述，本实用新型在切换电池充电时，为了防止两个电池之间电路连通导致高电压电池倒灌到低电压电池，设置一充电切换安全模式，即通过控制模块80控制第一切换电路40和第二切换电路60将第一电池50和第二电池70与充电模块30同时断开，如此防止两个电池之间电路连通导致高电压电池倒灌到低电压电池，此时，充电模块30不会给任一电池充电，同时，如上文所述电源适配器10为最高优先级给电源***91供电，第一电池50和第二电池70亦不会放电。

在进入所述充电切换安全模式第一预设时间之后，在控制模块80的控制下，可以选择由充电模块30单独向第一电池50充电或向第二电池70充电。

在以上对电池切换充电的过程中，电脑***91始终由外部电源92经电源适配器10供电，保持供电连续。

上述状况适用于电池由放电状态切换至充电状态的情形，即将电源适配器10接入电脑的情形，也就是说，需要由任一电池50或70为电脑***91供电无缝切换到由外部电源92经电源适配器10为电脑***91供电，同时，外部电源92可以经电源适配器10向任一电池50或70供电。当电源适配器10***电脑，即控制模块80接收到来自电源适配器10的检测端的连接信号，控制模块80控制电路进入上述充电切换安全模式。

进一步地，在第一电池50的充电过程中，若控制模块80和第二切换模块60接收到来自第一电池50的连接器端的断开信号，即第一电池50被拔出时，控制模块80发送充电信号至所述第二切换模块60，第二切换模块60将第二电池70与充电模块30连通，外部电源经电源适配器10、转换器20、充电模块30、第二切换模块60向第二电池70充电。

同样地，在第二电池70的充电过程中，若控制模块80和第一切换模块40接收到来自第二电池70的连接器端的断开信号时，即第二电池70被拔出时，控制模块80发送充电信号至所述第一切换模块40，第一切换模块40将第一电池50与充电模块30连通，外部电源经电源适配器10、转换器20、充电模块30、第一切换模块40向第一电池50充电。

在一实施例中，本实用新型的加固笔记本电脑的电源管理***中第一电池50和第二电池70的放电过程可以为：控制模块80接收到来自电源适配器10的检测端的断开信号时，通过第一切换模块40和第二切换模块60进行第一电池50和第二电池70的放电切换，以使第一电池50经第一切换模块40、转换器20向电脑(电脑***91)供电，或者第二电池70经第二切换模块50、转换器20向电脑(电脑***91)供电。

具体地，控制模块80通过第一切换模块40和第二切换模块60进行第一电池50和第二电池70的放电切换时，发送放电切换信号至第一切换模块40和第二切换模块60，第一切换模块40和第二切换模块60将第一电池50和第二电池70中电压高者与转换器20连通，向电脑***91供电，由此进入放电切换安全模式。控制模块80在进入所述放电切换安全模式第二预设时间如10秒后，发送放电信号至第一切换模块40和第二切换模块60，由第一切换模块40将第一电池50与转换器20连通，第一电池50经第一切换模块40、转换器20向电脑***91供电，或者，由第二切换模块60将第二电池70与转换器20连通，第二电池70经第二切换模块60、转换器20向电脑***91供电。

如上所述，本实用新型在切换电池放电时，为了防止两个电池之间电路连通导致高电量电池倒灌到低电量电池，同时也需要保持对电脑***91的供电，不能让***掉电，设置一放电切换安全模式，即通过控制模块80控制第一切换模块40和第二切换模块60将第一电池50和第二电池70中电压高者与转换器20连通，向电脑***91供电，较佳地，第一电池50和第二电池70可以设置电压隔离例如设置二极管进行电压隔离，防止电池之间倒灌。

在进入所述放电切换安全模式第二预设时间之后，在控制模块80的控制下，可以选择由第一电池50或第二电池70向电脑***91供电。

在以上对电池切换放电的过程中，虽然外部电源断开，但电脑***91可以由电池持续供电，不会掉电。

上述状况适用于电池由充电状态切换至放电状态的情形，即电源适配器10由一直接入电脑并为任一电池50或70充电的状态突然被拔出的情形，也就是说，需要由外部电源92经电源适配器10为电脑***91供电无缝切换到由任一电池50或70放电，为电脑***91供电。当电源适配器10脱离电脑，即控制模块80接收到来自电源适配器10的检测端的断开信号，控制模块80控制电路进入上述放电切换安全模式。

进一步地，在第一电池50的放电过程中，控制模块80和第二切换模块60接收到来自第一电池50的连接器端的断开信号时，即第一电池50被拔出时，控制模块80发送放电信号至第二切换模块60，第二切换模块60将第二电池70与转换器20连通，第二电池70经第二切换模块60、转换器20向电脑***91供电。

同样地，在第二电池70的放电过程中，控制模块80和第一切换模块40接收到来自第二电池70的连接器端的断开信号时，即第二电池70被拔出时，控制模块80发送放电信号至第一切换模块40，第一切换模块40将第一电池50与转换器20连通，第一电池50经第一切换模块60、转换器20向电脑***91供电。

在一实施例中，控制模块80可以是单片机。

如图2-5所示，为本实用新型实施例的加固笔记本电脑的电源管理***的电路接线图，其中，图2为电源管理***的电源适配器10、转换器20、充电模块30、第一切换模块40、第一电池50、第二切换模块60、第二电池70的电路接线图，图3为控制模块80的各端口连接图，图4和图5分别为图2中的第一切换模块40和第二切换模块60的电路接线图。

如图2-5所示，控制模块80为单片机，其端口分别连接至第一电池50的数据端SM_BAT_SDA_A、时钟端SM_BAT_SCL_A、连接器端A_BATT_IN，第二电池70的数据端SM_BAT_SDA_B、时钟端SM_BAT_SCL_B、连接器端B_BATT_IN，第一切换模块的DCH_S_A端、CHG_S_A端、USE_S_A端以及第二切换模块的DCH_S_B端、CHG_B端、USE_S_B端。控制模块80的端口还连接至电源适配器10的检测端AD_DET(图2中未示)。

第一切换模块40包括第一N型场效应管PQ1、第二N型场效应管PQ6、第三N型场效应管PQ5、第四N型场效应管PQ8、第五N型场效应管PQ7、第一P型场效应管PQ2、第二P型场效应管PQ3、第三P型场效应管PQ4、第一二极管PD1和第三二极管PD2。

其中，第一N型场效应管PQ1的栅极作为DCH_S_A端，连接至单片机80，源极接地，漏极经第一电阻PR2连接至第一P型场效应管PQ2的栅极。第一P型场效应管PQ2的栅极连接至第一二极管PD1的阴极，并经第二电阻PR1连接至转换器20的第二输入端。第一二极管PD1的阳极连接至电源适配器10的输出端AD+。第一P型场效应管PQ2的源极连接至转换器20的第二输入端，漏极连接至第二P型场效应管PQ3的漏极、第三P型场效应管PQ4的漏极、第三二极管PD2的阳极，第三二极管PD2的阴极连接至转换器20的第二输入端。第二P型场效应管PQ3的源极连接至充电模块30的输出端，并经第三电阻PR4和第四电阻PR7连接至第二N型场效应管PQ6的漏极，第二P型场效应管PQ3的栅极连接至第三电阻PR4和第四电阻PR7之间。第二N型场效应管PQ6的源极接地，栅极作为CHG_S_A端，连接至单片机80。第三P型场效应管PQ4的源极连接至第一电池50，源极与栅极通过第五电阻PR3连接，且栅极经第六电阻PR6连接至第三N型场效应管PQ5的漏极与第四N型场效应管PQ8的漏极。第三N型场效应管PQ5的源极接地，栅极连接至第二电池70的连接器端B_BATT_IN并经第七电阻PR8连接3.3V电源。第四N型场效应管PQ8的源极接地，栅极连接至第五N型场效应管PQ7的漏极，并经第八电阻PR5连接至第一电池50。第五N型场效应管PQ7的源极接地，栅极作为USE_S_A端，连接至单片机80。

第二切换模块60与第一切换模块40具有相同的结构，如图5所示，包括第六N型场效应管PQ9、第七N型场效应管PQ16、第八N型场效应管PQ13、第九N型场效应管PQ14、第十N型场效应管PQ15、第四P型场效应管PQ10、第五P型场效应管PQ11、第六P型场效应管PQ12、第二二极管PD3和第四二极管PD4。

第六N型场效应管PQ9的栅极作为DCH_S_B端，连接至单片机80，源极接地，漏极经第九电阻PR10连接至第四P型场效应管PQ10的栅极。第四P型场效应管PQ10的栅极连接至第二二极管PD3的阴极，并经第十电阻PR9连接至转换器20的第二输入端。第二二极管PD3的阳极连接至电源适配器10的输出端。第四P型场效应管PQ10的源极连接至转换器20的第二输入端，漏极连接至第五P型场效应管PQ11的漏极、第六P型场效应管PQ12的漏极、第四二极管PD4的阳极，第四二极管PD4的阴极连接至转换器20的第二输入端。第五P型场效应管PQ11的源极连接至充电模块30的输出端，并经第十一电阻PR13和第十二电阻PR16连接至第七N型场效应管PQ16的漏极，第五P型场效应管的栅极连接至第十一电阻PR13和所述第十二电阻PR16之间。第七N型场效应管PQ16的源极接地，栅极作为CHG_B端，连接至单片机80。第六P型场效应管PQ12的源极连接至第二电池70，源极与栅极通过第十三电阻PR11连接，且栅极经第十四电阻PR14连接至第八N型场效应管PQ13的漏极与第九N型场效应管PQ14的漏极。第八N型场效应管PQ13的源极接地，栅极连接至第一电池50的连接器端A_BATT_IN并经第十五电阻PR15连接3.3V电源。第九N型场效应管PQ14的源极接地，漏极连接至第十N型场效应管PQ15的漏极，并经第十六电阻PR12连接至第二电池70。第十N型场效应管PQ15的源极接地，栅极作为USE_S_B，连接至单片机80。

本实施例的电源管理***的工作原理如下：

首先，无论开机或关机，***电源适配器10为最高优先级给电源***91供电，优先于第一电池50、第二电池70放电，并且允许第一电池50、第二电池70充电。单片机80通过第一电池50的数据端SM_BAT_SDA_A、时钟端SM_BAT_SCL_A、连接器端A_BATT_IN，第二电池70的数据端SM_BAT_SDA_B、时钟端SM_BAT_SCL_B、连接器端B_BATT_IN的信息，确定第一电池50和第二电池70的电池信息状态及电池连接状态，其中连接器端A_BATT_IN、连接器端B_BATT_IN在电池内部是经电阻连接至电池负极，以供单片机80选择对第一电池50或者第二电池70充电。

切换充电过程：

单片机80发出充电切换信号至第一切换模块40和第二切换模块60，包括：发送低电平至第一切换模块40的CHG_S_A端和第二切换模块60的CHG_B端，即第二N型场效应管PQ6的栅极和第七N型场效应管PQ16的栅极；发送低电平至第一切换模块40的USE_S_A端和第二切换模块60的USE_S_B端，即第五N型场效应管PQ7的栅极和第十N型场效应管PQ15的栅极；发送低电平至第一切换模块40的DCH_S_A端和第一切换模块40的DCH_S_B端，即第一N型场效应管PQ1的栅极和第六N型场效应管PQ9的栅极。

此时，第二P型场效应管PQ3和第五P型场效应管PQ11保持关闭，第三P型场效应管PQ4和第六P型场效应管PQ12保持打开。由于电源适配器10的输出电压AD+为19V，比第一电池50和第二电池70的电压高，第一电池50和第二电池70放电路径上的第一P型场效应管PQ2和第四P型场效应管PQ10关闭。由此，第一切换模块40断开充电模块30与第一电池50、转换器20与第一电池50的连接，第二切换模块60断开充电模块30与第二电池70、转换器20与第二电池70的连接，进入充电切换安全模式，此时，第一电池50和第二电池70不处于充电状态，也不处于放电状态，防止两个电池之间电路连通导致高电压电池倒灌到低电压电池。

在进入充电切换安全模式10秒(不限于此)之后，若单独给第一电池50进行充电，则单片机80发出充电信号至第一切换模块40，包括：发送高电平至第一切换模块40的CHG_S_A端，即第二N型场效应管PQ6的栅极。第一切换模块40的USE_S_A端、DCH_S_A端以及第二切换模块60的CHG_B端、USE_S_B端、DCH_S_B端保持在充电切换安全模式的状态不变。此时，充电电流由充电模块30经第二P型场效应管PQ3、第三P型场效应管PQ4进入第一电池50，由此完成切换至单独为第一电池50充电。

同理，在进入充电切换安全模式10秒(不限于此)之后，若单独给第二电池70进行充电，则单片机80发出充电信号至第二切换模块60，包括：发送高电平至第二切换模块60的CHG_B端，即第七N型场效应管PQ16的栅极。第二切换模块60的USE_S_B端、DCH_S_B端以及第一切换模块40的CHG_S_A端、USE_S_A端、DCH_S_A端保持在充电切换安全模式的状态不变。此时，充电电流由充电模块30经第五P型场效应管PQ11、第六P型场效应管PQ12进入第二电池70，由此完成切换至单独为第二电池70充电。

切换放电过程：

单片机80发出放电切换信号至第一切换模块40和第二切换模块60，包括：发送低电平至第一切换模块40的USE_S_A端和第二切换模块60的USE_S_B端，即第五N型场效应管PQ7的栅极和第十N型场效应管PQ15的栅极；发送低电平至第一切换模块40的CHG_S_A端和第二切换模块60的CHG_B端，即第二N型场效应管PQ6的栅极和第七N型场效应管PQ16的栅极，防止电池电压倒灌到充电模块30上；发送低电平至第一切换模块40的DCH_S_A端和第一切换模块40的DCH_S_B端，即第一N型场效应管PQ1的栅极和第六N型场效应管PQ9的栅极。

此时，第三P型场效应管PQ4和第六P型场效应管PQ12打开；第一P型场效应管PQ2和第四P型场效应管PQ10关闭；第三二极管PD2和第四二极管PD4单向导通，并且把第一电池50和第二电池70电压隔离开，起到防止电池之间倒灌的作用，此时，第一电池50和第二电池70中电压高者向电脑***91供电，进入放电切换安全模式。

在进入放电切换安全模式10秒(不限于此)之后，若单独控制第一电池50给电脑***91供电，则单片机80发出放电信号至第一切换模块40，包括发送高电平至第一切换模块40的DCH_S_A端，即第一N型场效应管PQ1的栅极；发送高电平至第二切换模块60的USE_S_B端，即第十N型场效应管PQ15的栅极。第一切换模块40的USE_S_A端、CHG_S_A端以及第二切换模块60的CHG_B端、DCH_S_B端保持放电切换安全模式的状态不变。此时，第一P型场效应管PQ2导通，第六P型场效应管PQ12关闭，放电电流由第一电池50经第三P型场效应管PQ4和第一P型场效应管PQ2进入转换器20，经转换器20为电脑***91供电。

同理，在进入放电切换安全模式10秒(不限于此)之后，若单独控制第二电池70给电脑***91供电，则单片机80发出放电信号至第二切换模块60，包括发送高电平至第二切换模块60的DCH_S_B端，即第六N型场效应管PQ9的栅极；发送高电平至第一切换模块40的USE_S_A端，即第五N型场效应管PQ7的栅极。第二切换模块60的USE_S_B端、CHG_B端以及第一切换模块60的CHG_S_A端、DCH_S_A端保持放电切换安全模式的状态不变。此时，第四P型场效应管PQ10导通，第三P型场效应管PQ4关闭，放电电流由第二电池70经第六P型场效应管PQ12和第四P型场效应管PQ10进入转换器20，经转换器20为电脑***91供电。

由充电切换至放电过程：

在电源适配器10一直接入电脑并为任一电池50或70充电的过程中拔出电源适配器10时，需要无缝切换到由电池放电的状态，为电脑***91供电。

一旦拔出电源适配器10，电源适配器10的检测端AD_DET的电平信号由高变低，如由3.3V变为0V，单片机80检测到来自电源适配器10的检测端AD_DET的低电平信号，即断开信号，判断电源适配器10被拔出，不再连接至电脑，则发送放电切换信号至第一切换模块40和第二切换模块60，以进入上述放电切换安全模式。随后可以控制第一电池50或第二电池70单独放电，如上文所述。

由放电切换至充电过程：

在没有连接电源适配器10时，由单片机8控制任一电池50或70为电脑***91供电，接着，将电源适配器10接入电脑，此时需要无缝切换到由电源适配器为电脑***供电。

一旦***电源适配器10，电源适配器10的检测端AD_DET的电平信号由低变高，如由0V变为3.3V，单片机80检测到来自电源适配器10的检测端AD_DET的高电平信号，即连接信号，判断电源适配器10已***，则发送充电切换信号至第一切换模块50和第二切换模块70，以进入上述充电切换安全模式。随后可以控制向第一电池50或第二电池70单独充电，如上文所述。

拔出正在充电的电池：

以第一电池50为例，在对第一电池50进行充电的过程中，第一切换模块40的CHG_S_A端为高电平，第一切换模块40的USE_S_A端、DCH_S_A端、B_BATT_IN端以及第二切换模块60的CHG_B端、USE_S_B端、DCH_S_B端、A_BATT_IN端为低电平。

拔出正在充电的第一电池50，由于第一电池50的连接器端A_BATT_IN的金属片的长度最短，在拔出第一电池50的过程中，第一电池50的连接器端A_BATT_IN退出，A_BATT_IN端由低电平变为高电平，0.3V转换为3.3V，即第二切换模块60的第八N型场效应管PQ13的栅极变为高电平，因此，第二切换模块60的第八N型场效应管PQ13由关闭变为导通，第六P型场效应管PQ12由关闭变为导通。此时，单片机80因接收到来自第一电池50的连接器端A_BATT_IN的断开信息(高电平)，判断第一电池50被拔出，发出充电信号至第二电池50，包括：发送高电平至第二切换模块60的CHG_B端，即第七N型场效应管PQ16的栅极。于是，第五P型场效应管PQ11导通，充电电流由充电模块30经第五P型场效应管PQ11、第六P型场效应管PQ12进入第二电池70，由此完成切换至为第二电池70充电。

同理可由第二电池70充电切换为第一电池50充电，在此不再赘述。

拔出正在放电的电池：

以第一电池50为例，在没有连接电源适配器10的情况下，由第一电池50为电脑***91供电。拔出第一电池50，需要在保持***不掉电的情况下切换至由第二电池70为电脑***91供电。

在第一电池50的放电过程中，第一切换模块40的DCH_S_A端和第二切换模块60的USE_S_B端为高电平，第一切换模块40的USE_S_A端、CHG_S_A端、B_BATT_IN以及第二切换模块60的CHG_B端、DCH_S_B端、A_BATT_IN端为低电平。

拔出正在放电的第一电池50，由于第一电池50的连接器端A_BATT_IN的金属片的长度最短，在拔出第一电池50的过程中，第一电池50的连接器端A_BATT_IN退出，A_BATT_IN端由低电平0.3V变为高电平3.3V，即第二切换模块60的第八N型场效应管PQ13的栅极变为高电平，因此，第二切换模块60的第八N型场效应管PQ13由关闭变为导通，第六P型场效应管PQ12由关闭变为导通。于是，放电电流由第二电池70经第六P型场效应管PQ12、第四二极管PD4进入转换器20，经转换器20向电脑***91供电，以维持***不掉电。此时，单片机80因接收到来自第一电池50的连接器端A_BATT_IN的断开信息(高电平)，判断第一电池50被拔出，发出放电信号至第二电池70，包括发送高电平至第二切换模块60的DCH_S_B端，即第六N型场效应管PQ9的栅极。于是，第四P型场效应管PQ10导通，放电电流由第二电池70经第六P型场效应管PQ12和第四P型场效应管PQ10进入转换器20，经转换器20为电脑***91供电，由此完成切换至由第二电池70放电。

同理可由第二电池70放电切换为第一电池50放电，在此不再赘述。

以上对本实用新型的加固笔记本电脑的电源管理***的实施例进行了说明，由上述说明可知，本实用新型的加固笔记本电脑的电源管理***能够支持电源适配器和电池的热插拔以及任意切换电池进行充放电。

在本实用新型的电源管理***中，通过控制模块、第一切换模块及第二切换模块的设置，使得第一电池和第二电池在设置上没有主副之分，电源管理***在充电或者放电时可以任意选择其中一个电池进行充电或者放电，亦可以在电源适配器和电池进行插拔时方便地进行电池充放电的切换，而无需断电。而且，本实用新型的第一电池和第二电池不但在设置上没有主副之分，而且均能够进行更换，以确保电脑的性能，延长电脑的使用寿命。本实用新型通过对第一电池和第二电池的负极、正极、连接器端的金属片长度的设置，使得控制模块能够第一时间识别到电池***和拔出，从而快速切换电池进行充电或放电，实现电池充电或放电的热插拔。本实用新型的加固笔记本电脑的电源管理***通过对第一切换模块和第二切换模块的设置，在进行电池切换充电或放电、电源适配器插拔、电池更换的过程中均无需将***断电关机，支持充电和放电、开机和关机、***轻载和满载、低电量和高电量等全工况下更换电池均无需将***断电关机，能够保证加固笔记本电脑的***工作连续性。本实用新型只需设置一个控制模块、一个充电模块，即能够实现对于第一电池和第二电池的充放电管理，无需额外增加充电模块，亦无需花高成本增加定制双电池管理芯片，因此电路结构简单，成本更低。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种加固笔记本电脑的电源管理***，其特征在于，包括电源适配器、转换器、充电模块、第一切换模块、第一电池、第二切换模块、第二电池以及控制模块，其中，所述电源适配器的输出端连接至所述转换器的第一输入端，所述电源适配器的检测端连接至所述控制模块；所述第一电池经所述第一切换模块连接至所述转换器的第二输入端，所述第二电池经所述第二切换模块连接至所述转换器的第二输入端；所述转换器通过其第一输出端向所述电脑供电，所述转换器的第二输出端连接至所述充电模块的输入端，所述充电模块的输出端经所述第一切换模块连接至所述第一电池、经所述第二切换模块连接至所述第二电池；所述控制模块还连接至所述第一切换模块、所述第二切换模块、所述第一电池以及所述第二电池；

所述控制模块接收到来自所述电源适配器的检测端的连接信号时，通过所述第一切换模块和所述第二切换模块进行所述第一电池和所述第二电池的充电切换，以使外部电源经所述电源适配器、所述转换器、所述充电模块、所述第一切换模块对所述第一电池进行充电，或者经所述电源适配器、所述转换器、所述充电模块、所述第二切换模块对所述第二电池进行充电；

所述控制模块接收到来自所述电源适配器的检测端的断开信号时，通过所述第一切换模块和所述第二切换模块进行所述第一电池和所述第二电池的放电切换，以使所述第一电池经所述第一切换模块、所述转换器向所述电脑供电，或者所述第二电池经所述第二切换模块、所述转换器向所述电脑供电。

2.根据权利要求1所述的电源管理***，其特征在于，所述控制模块通过所述第一切换模块和所述第二切换模块进行所述第一电池或所述第二电池的充电切换时，发送充电切换信号至所述第一切换模块和所述第二切换模块，所述第一切换模块断开所述充电模块与所述第一电池、所述转换器与所述第一电池的连接，所述第二切换模块断开所述充电模块与所述第二电池、所述转换器与所述第二电池的连接，由此进入充电切换安全模式，且所述控制模块在进入所述充电切换安全模式第一预设时间后，发送充电信号至所述第一切换模块，所述第一切换模块将所述第一电池与所述充电模块连通，外部电源经所述电源适配器、所述转换器、所述充电模块、所述第一切换模块向所述第一电池充电，或者，发送充电信号至所述第二切换模块，所述第二切换模块将所述第二电池与所述充电模块连通，外部电源经所述电源适配器、所述转换器、所述充电模块、所述第二切换模块向所述第二电池充电。

3.根据权利要求2所述的电源管理***，其特征在于，所述控制模块通过所述第一切换模块和所述第二切换模块进行所述第一电池和所述第二电池的放电切换时，发送放电切换信号至所述第一切换模块和所述第二切换模块，所述第一切换模块和所述第二切换模块将所述第一电池和所述第二电池中电压高者与所述转换器连通，向所述电脑供电，由此进入放电切换安全模式，且所述控制模块在进入所述放电切换安全模式第二预设时间后，发送放电信号至所述第一切换模块和所述第二切换模块，由所述第一切换模块将所述第一电池与所述转换器连通，所述第一电池经所述第一切换模块、所述转换器向所述电脑供电，或者，由所述第二切换模块将所述第二电池与所述转换器连通，所述第二电池经所述第二切换模块、所述转换器向所述电脑供电。

4.根据权利要求3所述的电源管理***，其特征在于，所述控制模块连接至所述第一电池的连接器端和所述第二电池的连接器端，所述第一电池的连接器端还连接至所述第二切换模块，所述第二电池的连接器端还连接至所述第一切换模块；

在所述第一电池的充电过程中，所述控制模块和所述第二切换模块接收到来自所述第一电池的连接器端的断开信号时，所述控制模块发送充电信号至所述第二切换模块，所述第二切换模块将所述第二电池与所述充电模块连通，外部电源经所述电源适配器、所述转换器、所述充电模块、所述第二切换模块向所述第二电池充电；

在所述第二电池的充电过程中，所述控制模块和所述第一切换模块接收到来自所述第二电池的连接器端的断开信号时，所述控制模块发送充电信号至所述第一切换模块，所述第一切换模块将所述第一电池与所述充电模块连通，外部电源经所述电源适配器、所述转换器、所述充电模块、所述第一切换模块向所述第一电池充电；

在所述第一电池的放电过程中，所述控制模块和所述第二切换模块接收到来自所述第一电池的连接器端的断开信号时，所述控制模块发送放电信号至所述第二切换模块，所述第二切换模块将所述第二电池与所述转换器连通，所述第二电池经所述第二切换模块、所述转换器向所述电脑供电；

在所述第二电池的放电过程中，所述控制模块和所述第一切换模块接收到来自所述第二电池的连接器端的断开信号时，所述控制模块发送放电信号至所述第一切换模块，所述第一切换模块将所述第一电池与所述转换器连通，所述第一电池经所述第一切换模块、所述转换器向所述电脑供电。

5.根据权利要求1或4所述的电源管理***，其特征在于，所述第一电池和所述第二电池各包括负极、正极以及连接器端，所述负极的金属片的长度大于所述正极的金属片的长度，所述正极的金属片的长度大于所述连接器端的金属片的长度。

6.根据权利要求1所述的电源管理***，其特征在于，所述电源适配器的输出端经第一二极管连接于所述第一切换模块和所述转换器的第二输入端之间，并经第二二极管连接于所述第二切换模块和所述转换器的第二输入端之间，其中，所述第一二极管的阳极以及第二二极管的阳极连接至所述电源适配器的输出端。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的电源管理***，其特征在于，所述第一切换模块包括第一N型场效应管、第二N型场效应管、第三N型场效应管、第四N型场效应管、第五N型场效应管、第一P型场效应管、第二P型场效应管、第三P型场效应管、第一二极管和第三二极管，其中：

所述第一N型场效应管的栅极连接至所述控制模块，源极接地，漏极经第一电阻连接至所述第一P型场效应管的栅极；

所述第一P型场效应管的栅极连接至所述第一二极管的阴极，并经第二电阻连接至所述转换器的第二输入端，所述第一二极管的阳极连接至所述电源适配器的输出端；所述第一P型场效应管的源极连接至所述转换器的第二输入端，漏极连接至所述第二P型场效应管的漏极、所述第三P型场效应管的漏极、所述第三二极管的阳极，所述第三二极管的阴极连接至所述转换器的第二输入端；

所述第二P型场效应管的源极连接至所述充电模块的输出端，并经第三电阻和第四电阻连接至所述第二N型场效应管的漏极，所述第二P型场效应管的栅极连接至所述第三电阻和所述第四电阻之间；

所述第二N型场效应管的源极接地，栅极连接至所述控制模块；

所述第三P型场效应管的源极连接至所述第一电池，源极与栅极通过第五电阻连接，且栅极经第六电阻连接至所述第三N型场效应管的漏极与所述第四N型场效应管的漏极；

所述第三N型场效应管的源极接地，栅极连接至所述第二电池的连接器端并经第七电阻连接3.3V电源；

所述第四N型场效应管的源极接地，栅极连接至第五N型场效应管的漏极，并经第八电阻连接至所述第一电池；

所述第五N型场效应管的源极接地，栅极连接至所述控制模块。

8.根据权利要求7所述的电源管理***，其特征在于，所述第二切换模块包括第六N型场效应管、第七N型场效应管、第八N型场效应管、第九N型场效应管、第十N型场效应管、第四P型场效应管、第五P型场效应管、第六P型场效应管、第二二极管和第四二极管，其中：

所述第六N型场效应管的栅极连接至所述控制模块，源极接地，漏极经第九电阻连接至所述第四P型场效应管的栅极；

所述第四P型场效应管的栅极连接至所述第二二极管的阴极，并经第十电阻连接至所述转换器的第二输入端，所述第二二极管的阳极连接至所述电源适配器的输出端；所述第四P型场效应管的源极连接至所述转换器的第二输入端，漏极连接至所述第五P型场效应管的漏极、所述第六P型场效应管的漏极、所述第四二极管的阳极，所述第四二极管的阴极连接至所述转换器的第二输入端；

所述第五P型场效应管的源极连接至所述充电模块的输出端，并经第十一电阻和第十二电阻连接至所述第七N型场效应管的漏极，所述第五P型场效应管的栅极连接至所述第十一电阻和所述第十二电阻之间；

所述第七N型场效应管的源极接地，栅极连接至所述控制模块；

所述第六P型场效应管的源极连接至所述第二电池，源极与栅极通过第十三电阻连接，且栅极经第十四电阻连接至第八N型场效应管的漏极与第九N型场效应管的漏极；

所述第八N型场效应管的源极接地，栅极连接至所述第一电池的连接器端并经第十五电阻连接3.3V电源；

所述第九N型场效应管的源极接地，漏极连接至第十N型场效应管的漏极，并经第十六电阻连接至所述第二电池；

所述第十N型场效应管的源极接地，栅极连接至所述控制模块。

9.根据权利要求8所述的电源管理***，其特征在于，所述第一电池和所述第二电池各包括负极、正极以及连接器端，所述负极的金属片的长度大于所述正极的金属片的长度，所述正极的金属片的长度大于所述连接器端的金属片的长度，所述控制模块连接至所述第一电池的连接器端和所述第二电池的连接器端。

10.根据权利要求1所述的电源管理***，其特征在于，所述控制模块是单片机。