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笔记本电脑电池与适配器供电自动切换电路

出处:网络整理 发布于:2025-07-14 15:46:32 | 139 次阅读

在当今数字化时代,笔记本电脑已成为人们生活和工作中不可或缺的工具。相信使用过笔记本电脑的人都有这样的体验:当连接市电时,电脑由市电通过供电;而当停电时,电脑会自动切换到供电,且在切换过程中电脑不会出现断电的情况。那么,这种自动切换电路是如何实现的呢?下面我们就来详细解析。

电路组成与参数


如配图所示,该自动切换电路主要由以下部分组成:
  • 供电端:VBAT 为电脑锂电池供电端,其电压范围在 +3.2V ~ +4.2V;VUSB 为电脑供电端,输出稳定的 +5V 电压。
  • :Q3 为 P 沟道 MOS 管,型号为 AO3401,其漏极(D)连接锂电池供电端,控制极(G)连接电源适配器供电端。电阻 R20 阻值为 10K,作为场效应管 Q3 控制极的下拉电阻。R21、R22 位置为空(NC),在电路中不接入,无需考虑。
  • :D1 为隔离二极管,其作用是防止在无市电时,锂电池的电流串入电源适配器;D2 为场效应管 Q1 内的寄生二极管。

工作原理

市电正常供电时

当笔记本电脑同时接入市电电源且装上锂电池时:
  1. 场效应管内部寄生二极管 D2 阳极电压为锂电池 VBAT 的 +3.2V ~ +4.2V。
  2. 市电通过适配器形成 VUSB 电压 +5V,经过隔离管 D1,由于 D1 导通压降为 0.7V,所以 A 点电压为 +5V - 0.7V = +4.3V。
  3. A 点电压即为 D2 的阴极电压,因为 +4.3V > +3.2 ~ +4.2V,D2 处于反偏状态,因此截止不导通。
  4. 对于 P 型场效应管 Q3,其栅极(G)电压为 +5V,源极(S)电压为 +4.3V,即 Vg > Vs,不符合 P 型场效应管导通条件(Vg < Vs),所以场效应管 Q3 也截止。
  5. 综合以上情况,D2 和 Q3 均截止,锂电池 VBAT 的电流无法通过,此时只能由电源适配器输出的 +5V 电压,经过 D1 后以 +4.3V 的电压为电脑供电。

市电停电或未接入市电时

当市电忽然停电,或者没有插入市电时:
  1. 锂电池 VBAT 电压 +3.2V ~ +4.2V 首先通过寄生二极管 D2 形成大约 +2.7V ~ +3.5V 的电压(也就是场效应管的源极电压)。
  2. 由于 VUSB 无电,场效应管 G 极通过下拉电阻 R20 接地,G 极电压为 0V。此时 0V < +2.7 ~ +3.5V,即 Vg < Vs,满足 P 型场效应管 Q3 的导通条件,所以 Q3 导通。
  3. Q3 导通后,由于该 P 型场效应管的导通压降小于寄生二极管 D2 的导通压降,D2 被旁路而截止。此时,VBAT 电压经过场效应管 P 沟道后,仍以 +3.2V ~ +4.2V 的电压为电脑供电,从而维持了电脑工作的稳定。

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