前言
在商用笔记本电脑设计中，需要两节或两节以上电池供电，以延长系统的整体使用时间。设计中，需要充电控制及快速切换电源的机制，不仅使电池达到满充状态，更重要的是能够判断电池是否存在，剩余电量是否在有效范围内，据此做出电池与适配器之间的快速切换。所以，充电器与电源选择器的选用非常关键。特别是一些商用型计算机需要支持航空适配器，航空适配器直接与飞机上的直流电源连接，电压一般为15.5v(大约12~16v)，输出功率低于笔记本电脑的交流适配器。所以，当选用航空适配器供电时不能为电池充电，只能为负载供电。本文具体讨论商用笔记本电脑的电源选择器设计。

航空适配器的充电限制
图1为充电器、选择器的典型电路，图中采用了max1772充电器和max1773选择器。笔记本电脑交流适配器电压一般在18~20v，而航空适配器电压为12~16v(15.5±0.5v)，因此，设计适配器输入电压在17v以上时为电池充电，在17v以下禁止充电。图1中，ac in用于检测输入电压，交流适配器电源就绪(ac ok)检测门限设为17v，插入航空适配器时，ac ok将输出高电平，系统判断为不满足充电条件，通过控制ictl引脚禁止max1772充电。

航空适配器放电控制
在笔记本电脑设计中，选择器需要完成两组电池和适配器的侦测及快速切换，max1773a能够为多电源系统提供有效的控制逻辑，可直接驱动p沟道mosfet，根据这些电源的存在与否和电池状态选择适当的电源供电。正常操作时，如果交流适配器电压超过电池电压，且高于4.75v，max1773a将选择交流适配器供电；若此时电池连接到系统中，则max1773a允许电池充电。采用4节电池供电时，电池电压高于航空适配器电压，需要适当设计完成电源的选择。
窗比较器设计
图2所示电路为系统采用一组电池的电源切换方案，max1773a根据交流适配器输入(acdet)、电池输入(bata)及电池温度调节输入(thma)判断适配器及电池是否接通、电压是否在有效范围内，tcomp端判断电池是否存在，minv端检测电池电压是否在适用范围内。r1、r2、r3、r4及比较器1、2、3用于检测交流适配器电压是否在12.5~17.5v范围(航空适配器范围)内。注意，图2中比较器为漏极开路输出，比较器1设定12.5v低临界点，当适配器电压超过12.5v时，该比较器输出为高电平。比较器2设定17.5v高临界点，当适配器电压高于17.5v时，比较器输出也为高电平。如果适配器电压在12.5~17.5v范围内，将选择适配器为系统供电，而且禁止电池充、放电，这就需要将tcomp端的电压设置在thma及thmb端电压以下，使max1773a做出电池不存在的判断，从而允许适配器供电。为了达到这一目的，r7及r9串联在电池与thma、thmb之间，r5在比较器3输出为低电平时与r11并联。
假设电池a存在，对应的thma电压为：

rthm为电池内阻，假设为300mw(li+)或10kw(nimh)，则thma电压为2~2.35v，若航空适配器存在，则比较器3输出低电平，tcomp电压为：

低于vthma，则max1773a判断电池a不存在，适配器为系统供电。当适配器电压比17.5v高或比12.5v低(不存在)时，比较器3输出为高阻抗，tcomp电压为：

高于thma电压，max1773a处于正常工作状态。
图3给出了电池存在时，插入航空适配器后电源切换的波形。当航空适配器插入时，pds端的外接mosfet导通，经过1.3ms延迟，tcomp电压从3v降到1.57v，coma控制其外接mosfet关闭，航空适配器为系统负载放电。

如何避免“先通后断”
上述应用有一个潜在问题，当电池电压大于12.5v低临界点时，如果移开交流适配器，coma的外接mosfet会在切换适配器的mosfet完全关闭前2ms导通，造成“先通后断”，此时电池会把acdet引脚拉高，使得窗比较器错误地判断适配器又再度连接到系统上，导致系统电源波动，图4给出了这种情况下的波形。
这种情况下，需要提前断开pds外部的mosfet，图5所示电路增加了na1、ra1、ra2、ra3及pa1，利用窗比较器第一级的漏极开路输出，经过na1、pa1驱动会迅速断开适配器的切换开关，动作要比窗比较器的第二级输出快，从而避免了“先通后断”现象。
需要注意的是，pa1必须有足够的驱动能力，使pds的外接mosfet关闭。

航空适配器与两组4节电池供电选择
在图2设计中，利用tcomp电压比thm低的原理，选择航空适配器为负载供电，该方案适用于一组4节电池供电的情况。采用两组电池供电时，max1773a需要另外的设计考虑。采用同样的设计思路，即使插入航空适配器后，tcomp电压比thma/thmb低，但max1773a只是在acdet电压低于两组电池电压时禁止电池放电，但pds的外部mosfet不会导通，使航空适配器通过mosfet的体二极管放电。为了解决这一问题，需要在acdet产生较高电压，使max1773a判断交流适配器电压高于电池电压，将pds mosfet置为导通状态，图6利用电荷泵提供了一个解决方案。该电路在判断航空适配器插入后，利用max1999或max1631电荷泵在max1773a的acdet端产生vin + 5v的电压，使max1773a控制pds mosfet导通。

结语
在笔记本电脑设计中