笔记本电脑电源系统设计与优化研究

摘要

现今，笔记本电脑因为性能较高，便携性好，受到了无论是商务人士还是学生老师的青睐。一台笔记本电脑优劣，CPU的性能无疑占据着主导地位。目前，CPU的运算性能每年都会有10％～20%的提升。伴随着CPU的发展，笔记本的性能也迅速提高。在将越来越多的晶体管集成在一起的同时，研究人员也不断的优化算法，合理地分配功耗，争取最大限度地利用每一瓦的能量。但就目前发展趋势来看，笔记本功耗上升的速度还是要远远超过笔记本电脑所搭配的电源适配器的供电能力发展速度的。
　　本文以使用Intel CPU的笔记本电脑为研究对象，主要完成以下研究和设计工作：
　　1.在了解笔记本供电系统基本架构的基础上，分析其中的供电线路及其工作原理（包含BUCK降压线路，电池充电线路），研究节能以及提高转换效率方法，并指出对系统性能有重要影响的因素。
　　2.提出一种新的设计方法：即利用BUCK-BOOST线路，结合嵌入式IC，Charger IC以及电池内部Gauge IC，实时侦测适配器的工作电流，在需要的时候，适时让电池放电作为笔记本电脑电源适配器的供电补充，以达到更加充分利用电池供电能力的目的，提高系统性能。
　　3.对目前Intel最新公布的CPU功耗参数进行详细介绍，并根据实际系统配置，以实验为基础，寻找ICCMAX,以及PL1～PL3等CPU功耗参数值的合理搭配，让系统尽可能少地触发硬件线路的强制降频机制，提高系统性能。
　　本文基于Intel平台设计的笔记本电脑电源系统效率高，性能好，并且已经成功投入实际应用，市场反应良好。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 课题研究意义

1.3 国内外研究现状

1.4 本文研究内容以及结构安排

第二章 笔记本电脑电源系统构成及基本原理

2.1 笔记本电脑组成及发展趋势

2.2 笔记本电源系统的概述

2.3 传统电源系统架构与NVDC电源系统架构

第三章 笔记本电脑电源系统硬件设计优化方法

3.1 笔记本电脑电源系统的架构优化

3.2 笔记本电脑供电线路功耗分析

3.3笔记本供电线路的设计优化

3.4笔记本电脑保护线路的设计优化

第四章 笔记本电脑Intel CPU的睿频行为以及功耗参数分析

4.1 Intel CPU的睿频行为

4.2 Intel CPU功耗参数介绍以及分析

4.3 Intel CPU SVID工作原理及运行状态侦测调整分析

第五章 实验测试以及数据分析总结

5.1 Charger Boost功能测试数据结果及分析

5.2 CPU功耗参数实验结果及分析

5.3 Intel系统功耗参数PsysPL1~PsysPL3实验

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读学位期间公开发表的论文

致谢