一种适用于串联电池组合的充放电实现方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115085334A(43)申请公布日2022.09.20(21)申请号202210859437.5(22)申请日2022.07.21(66)本国优先权数据202111170230.92021.10.08CN(71)申请人上海南芯半导体科技股份有限公司地址200120上海市浦东新区晨晖路1000号214室(72)发明人何思雨梁星(74)专利代理机构成都点睛专利代理事务所(普通合伙)51232专利代理师葛启函(51)Int.Cl.H02J7/00(2006.01)H01M10/44(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种适用于串联电池组合的充放电实现方法(57)摘要本发明属于电池管理充电技术领域，具体的说是涉及一种适用于串联电池组合的充放电实现方法。本发明提出一种线性充电和电荷泵模式相结合的充电方案，在电池低压状态下采用线性充电模式来对电池进行涓流充电，与此同时，在BATFET输出端增加下拉电流源来达到VBATL电压钳位的目的。当电池电压充到达到激活锂电池保护开关的电平后，系统判断退出线性充电机制，进入开关电容充电模式。本发明可以较好的解决死电池状态下可能出现的大电流问题，以此提高充电安全性和可靠性。CN115085334ACN115085334A权利要求书1/1页1.一种适用于串联电池组合的充放电实现方法，其特征在于，在适配器插入时采用线性充电和电荷泵充放电相结合的方式为串联电池组充放电；所述采用线性充电的条件为，适配器插入后，检测电池组电压是否低于预设的第一阈值电压VTH1，若是，则进入线性充电阶段，否则继续判断电池电压是否高于预设的第二阈值电压VTH2，若是，则进入电荷泵放电模式，否则进入电荷泵充电模式；所述线性充电的实现方法是，在电荷泵的低压输出侧连接第一电流源，第一电流源由第一开关管控制，第一电流源的输出端接地，输入端通过第一开关管后接电荷泵的低压输出侧，第一电流源用于钳位，为下拉电流源；在电荷泵的高压输出侧连接第二电流源，第二电流源由第二开关管控制，第二电流源的输入端通过第二开关管接适配器电压，第二电流源的输出端接电荷泵的高压输出侧和串联电池组的正极，第二电流源为限流环路；当检测到电池组电压低于第一阈值电压VTH1后，第一开关管和第二开关管导通，电荷泵的低压输出侧保持被下拉电流源钳位的状态，电池电压线性上升；电荷泵充电的方式是，当电池组电压大于第一阈值电压VTH1并小于第二阈值电压VTH2时，退出线性充电模式并进入电荷泵充电模式，此时第一开关管保持导通，第二开关管断开，电荷泵进入软启动模式；当电荷泵软起动结束，第一开关管和第二开关管均断开，进入电荷泵充电模式；电荷泵放电的方式是，当电池组电压大于第二阈值电压VTH2或者适配器拔出时，进入电荷泵放电模式。2CN115085334A说明书1/3页一种适用于串联电池组合的充放电实现方法技术领域[0001]本发明属于电池管理充电技术领域，具体的说是涉及一种适用于串联电池组合的充放电实现方法。背景技术[0002]基于2S电池组合的充放电拓扑架构如图1(a)所示，适配器输出电源VAC经过一个降压电感式DC‑DCBUCK给系统电源VSYS供电，同时通过BATFET开关和1：2电荷泵CP给电池组充电，BATFET开关可以起到调节充电电流作用，CP将BATFET输出VBATL经过1：2升压后连接到电池。当适配器VAC不在位时，电池组进入放电模式，BATFET选择配置直通模式，电池电压经过2：1降压后给系统电源VSYS供电。[0003]电荷泵电路拓扑如图1(b)所示，主要由四个功率开关和一个FLY电容组成，在充电模式下，PHASE1QC2和QC4导通，VBATL对FLY电容充电，PHASE2QC1和QC3导通，FLY电容对电池VBATH放电；在放电模式下，PHASE1QC1和QC3导通，电池VBATH对FLY电容充电，PHASE2QC2和QC4导通，FLY电容对输出VBATL放电。[0004]2S电池组合充放电电路拓扑如图2(a)所示，QB0、QB1和电感Lb组成BUCK结构，当双电池处于超低电量或者死电池状态时，VBATH节点通常表现为很低的电压(e.g.VBATH<2V)，此时系统关机，VBATL和VSYS电压均处于下电状态。当适配器VAC插入，VBATL电压被buckcharger的充电环路充起来直至VBATCV状态(CV电压通常设计在4.4V左右)，在VBATL升压过程中由于电荷泵还没有缓启响应，因此BATFET充电电流(快充过程BATFET充电电流通常会达到4A量级)会通过QC1和QC2的体二极管进入到电池组，等到VBATL电压达到CV点后充电电流最终降到低电流状态。[0005]在死电