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研究生: 周德豪
Te-hao Chou
論文名稱: 改良式NB雙電池模組充放電系統設計
An Improved Charger/Discharger System for Notebook Computers with Dual Battery Modules
指導教授: 羅有綱
Yu-Kang Lo
口試委員: 邱煌仁
Huang-Jen Chiu
楊宗銘
Chung-Ming Young
歐勝源
none
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電子工程系
Department of Electronic and Computer Engineering
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 77
中文關鍵詞: 選擇器電路主動式二極體筆記型電腦雙電池模組充放電系統
外文關鍵詞: Selector, active diode, notebook computer, dual battery modules, charger/discharger system
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本論文主要內容為探討改良式筆記型電腦雙電池模組充放電系統的設計,為了能夠控制不同電池模組間正確的充放電路徑,雙電池模組的充放電系統需要一個選擇器電路來實現此一目的。傳統式筆記型電腦雙電池模組充放電系統的選擇器,是以一個專門控制不同電池模組間正確充放電路徑的控制IC和多個MOSFET開關組合而成。改良式筆記型電腦雙電池模組充放電系統的選擇器則改用以主動式二極體為主,具有高充放電轉換效率、簡化控制電路設計、支援多電池模組系統及降低成本等優點。
另外,本論文對於筆記型電腦所使用的電池特性、充電方法以及充電器的設計原理也有詳細介紹,最後利用實驗驗證本文所提出的改良式筆記型電腦雙電池模組充放電系統確實可行,並且以數據分析其設計優於傳統式雙電池模組充放電系統。


The main focus of this thesis is on the design of an improved charger/discharger system for dual battery modules of notebook computers. A selector is required to provide the correct charging and discharging paths between the dual battery modules and the charger/discharger system. Conventionally, the selector is composed of one control IC and several MOSFET switches. The improved version adopts the active diodes to raise the conversion efficiency, to simply the controller design, to support dual battery modules and to lower the circuit cost.
In addition, the characteristics and various charging strageties of the batteries used in the notebook computer are discussed. The charger/discharger system is implemented. Experimental results on a prototype are demonstrated to verify the feasibility of the proposed topology and control method. It is proven that the performance of the improved charger/discharger system is superior compared to the conventioal one.

中文摘要 ------------------------------------------------- Ⅰ 英文摘要 ------------------------------------------------- Ⅱ 誌謝 ----------------------------------------------------- Ⅲ 目錄 ----------------------------------------------------- Ⅳ 圖表索引 ------------------------------------------------- Ⅷ 第一章、緒論 --------------------------------------------- 1 1.1研究背景與動機 --------------------------------------- 1 1.2論文架構 --------------------------------------------- 2 第二章、NB雙電池模組充放電系統架構 ---------------------- 4 2.1傳統式NB雙電池模組充放電系統架構 -------------------- 4 2.1.1傳統式NB雙電池模組充放電系統主架構圖說明 ------ 4 2.1.2傳統式電池模組架構圖說明 ----------------------- 5 2.2改良式NB雙電池模組充放電系統架構 -------------------- 6 2.2.1改良式NB雙電池模組充放電系統主架構圖說明 ------ 6 2.2.2包含選擇器之電池模組架構圖說明 ----------------- 7 第三章、NB電池特性介紹 ---------------------------------- 9 3.1電池特性 --------------------------------------------- 9 3.2 NB常用鋰電池與鎳氫電池之特性比較 -------------------- 12 第四章、充電模式與充電器設計原理 ------------------------- 14 4.1兩段式定電流/定電壓充電模式 -------------------------- 14 4.2充電器電路設計方法 ----------------------------------- 15 4.3補償器電路設計方法------------------------------------- 20 4.3.1 CCV充電電壓限制迴路補償器設計說明-------------- 20 4.3.2 CCI充電電流限制迴路補償器設計說明--------------- 22 4.3.3 CCS輸入電流限制迴路補償器設計說明-------------- 23 4.4充電器設計實例 --------------------------------------- 25 第五章、傳統式NB選擇器設計原理 -------------------------- 28 5.1傳統式選擇器介紹 ------------------------------------- 28 5.1.1傳統式選擇器型式一 ----------------------------- 28 5.1.2傳統式選擇器型式二 ----------------------------- 30 5.1.3傳統式選擇器型式三 ----------------------------- 31 5.2傳統式選擇器電路設計方法 ----------------------------- 33 第六章、改良式NB選擇器設計原理--------------------------- 41 6.1主動式二極體原理分析 --------------------------------- 41 6.1.1主動式二極體電路設計原理 ----------------------- 42 6.1.2主動式二極體電路基本特性模擬分析 --------------- 43 6.1.3主動式二極體電路逆向恢復時間模擬分析 ----------- 47 6.2改良式NB選擇器架構分析 ------------------------------ 50 6.2.1充放電狀態控制器動作原理分析 ------------------- 51 6.2.2包含選擇器之電池模組電路設計及動作原理分析 ----- 52 6.2.3改良式雙電池模組充放電狀態等效電路分析 --------- 55 第七章、實驗波形與討論 ----------------------------------- 58 7.1實作之量測波形 --------------------------------------- 58 7.1.1充電器電路之實測波形 --------------------------- 58 7.1.2充放電停止時逆向漏電流之實測波形 --------------- 65 7.1.3開關響應時間測試波形 --------------------------- 68 7.1.4雙電池模組充放電狀態實測波形 ------------------- 71 第八章、結論 --------------------------------------------- 74 參考文獻-------------------------------------------------- 76

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