笔记本电脑电源管理系统设计

苏州大学

硕士学位论文

笔记本电脑电源管理系统设计

姓名：辛尧辰

申请学位级别：硕士

专业：电子与通信工程

指导教师：孙兵

2010-10

笔记本电脑电源管理系统设计 摘要

摘 要

电源是电子产品的重要组成部分，优化电源性能可以在很大程度上提升产

品的整体性能，笔记本电脑尤其如此。与台式电脑相比，笔记本电脑最大的优越

性就是便携性。该功能主要依赖于笔记本的电池。但是随着大规模集成电路的发

展，笔记本电脑不断在向轻、薄、小及功能集成化的方向发展，而电池能量密度

的提高速度远远不能支持和满足上述发展趋势，这就要求不断优化电源管理以弥

补高功能集成度的发展所引起的功耗上升的缺陷，降低功耗，延长用户的使用时

间。

本文的研究工作是研制一整套笔记本电脑电源管理系统，优化电源管理，同

时在使用电源适配器供电时，通过降低主板温度进一步延长产品的使用年限。基

于本文的设计思想，有助于用户在使用电池供电时拥有更长的使用时间，并在使

用电源适配器供电时拥有更好的性能。本文研究工作的具体内容包括：优化了基

于H8微处理器的电源管理系统，根据主板芯片组对电源管理系统的需求，设计

多组直流电源转换/供电回路，以及电池与外部直流电源切换回路、锂离子电池

充电回路为整个主板芯片组及外部设备供电。

通过对输出电源精度、电源抗拉能力、带负载能力、电转换效率、电源波

形、上下桥切换间隔等项目在内的完整测试，结果表明：该系统不但电路工作状

态稳定，性能良好，而且具有体积小、散热低、功耗低以及电转化效率高的优点。

关键字：电源管理系统；笔记本电脑；H8；性能分析；直流转换设计

作 者：辛尧辰

指导老师：孙 兵

ABSTRACT The design of power management system for laptop

ABSTRACT

Power is one of the important parts for all electronic equipments and devices.

The power’s improvement will directly lead to the performance improvement of the

whole system, especially for laptop computer. Compared with desktop, the most

outstanding advantage of laptop is the transportability and battery is the vital device to

accomplish this function. With development of the LST, laptop becoming more and

lighter, thinner, smaller and higher density, the improvement speed for power energy

density cannot catch up with laptop's development speed for miniaturization and

high-integration. This contradiction requires keeping improving the power

management to make up the deficiency of the growing power consumptions following

the high-integration, for the sake of reducing power consumptions and extending the

usage time.

Based on the whole set of design, this paper also discusses the improving

method of power management and increasing the product services life by reducing

M/B temperature when using adapter. The design also can help have longer usage

time when using battery and can help have better performance when using adapter to

provide power. This paper optimizes the whole system which is based on Micro

process H8, then based on the request from chipset for power management, it designs

several DC/DC transform circuit, power switch circuit between battery and adapter

and battery charge function circuit to power for the whole chipset and external device.

The whole comprehensive tests which include power output accuracy, line

regulation, load characteristics, ripple and noise and so on show that the whole system

not only have stable run, better performance but also have the advantage of small

capacity, low power loss and more efficiency.

Key words: Power management system; laptop computer; H8; performance analyze;

DC/DC transform

Written by Yaochen Xin

Supervised by Bing Sun

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涉密论文□

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非涉密论文□

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笔记本电脑电源管理系统设计 第1章 绪论

第1章 绪论

1.1笔记本电脑电源管理系统的概述及其国内外发展现状

1.1.1笔记本电脑电源管理系统概述

现行市场上诸多电子设备对工作环境有极高的要求。在电压方面，需要特定的电压以特定的时序对其供给，同时对电压的稳定性、可变化性、瞬间供载能力，都有着很高的要求。就笔记本电脑而言，需要提供温度控制及其检测系统、状态控制及其检测系统、输入输出系统、充电放电控制、显示屏亮度控制、多种外设控制等，即需要一个底层的包括控制核心及周边伺服电路的控制系统。这就意味着如果要使得这样的平台或者芯片组正常工作，就需要有一个特定的、小型的、功能全面的、可信赖的、稳定的和可控制的嵌入式系统，来完成这样一个复杂的控制过程。

电源管理电路的设计可以分为两个部分：控制管理电路的控制模式和产生电源的集成电路的控制方式。

首先，控制管理电路的发展过程是从简单的时序控制到多样性的分类控制。最早的控制管理功能仅仅是监控用户开关电脑的动作，然后下达开关机的命令，并按照时间顺序分别开启或关闭各个用以提供电源的集成电路。而现在的控制模式则更为复杂，添加对电脑当前工作状态的分析以及更多的节能动作的判断 …… 此处隐藏：3592字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……