[发明专利]一种适用于串联电池组合的充放电实现方法

说明书

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。

技术领域

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

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-DC BUCK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。

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，PHASE1 QC2和QC4导通，VBATL对FLY电容充电，PHASE2 QC1和QC3导通，FLY电容对电池VBATH放电；在放电模式下，PHASE1 QC1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。

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.VBATH2V)，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VBAT CV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。

在死电池状态下通常需要用涓流充电(涓流电流通常小于100mA)来激活电池，以此来达到提高电池安全性和延长电池寿命的目的，上述充电解决方案的缺点在于，电池死电池状态下可能会出现快充模式大电流。在插入适配器启动激活死电池的过程中，快充电流会通过两个功率管的体二极管进入到电池组，进而影响到电池的安全性和寿命。

发明内容

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。

针对上述问题，本发明的技术方案是：

一种适用于串联电池组合的充放电实现方法，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；