[发明专利]一种适用于多节电池组应用系统的电源建立方法

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多节电池组应用系统的电源建立方法。本发明在电荷泵缓启结束后采用开关电流源对V1X所在电容预充电/放电的方法来保持V1X和V2X的半压关系。由于所述预充电模式是限流状态，BATFET打开后无需触发保护机制来重启。本发明提出的预充电式系统电源实现方法相比于传统技术方案，可以解决系统电源上电过程中反复启机的问题。

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多节电池组应用系统的电源建立方法。

背景技术

基于2S电池组合的充放电拓扑架构如图1所示，适配器输出电源VADP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开关和反向1：2电荷泵CP(Charge Pump，电荷泵)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V1X经过1：2升压后连接到电池。当适配器不在位时，电池组进入放电模式，BATFET将选择配置直通模式，电池电压经过2：1CP降压后给系统电源VSYS供电，启动建立稳定后系统电源VSYS和电池组半压电源V1X可以保持相近的电平状态。所述电荷泵可以实现双向升降压控制，电池组充电模式下电荷泵可以表现为反向1：2升压转换器，电池组放电模式下电荷泵可以表现为正向2：1降压转换器。

双向2：1电荷泵电路拓扑如图2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 Q2和Q4导通，V1X对FLY电容充电，PHASE2 Q1和Q3导通，FLY电容对电池V2X放电；在放电模式下，PHASE1 Q1和Q3导通，电池V2X对FLY电容充电，PHASE2 Q2和Q4导通，FLY电容对输出V1X放电。

当适配器不在位条件下，传统方法系统电源建立时序关系为：1、电池组装机，V2X电源上电；2、2：1电荷泵经过缓启后建立半压电源V1X；3、开启反向BATFET，系统电源VSYS开始建立。通常在手机PMIC应用中系统电源后级挂着100uF量级以上的电容，即系统电源所在的电容容值远大于V1X电源的有效容值，因此，在BATFET开启瞬间V1X端将会出现短暂短路状态给系统电源所在的电容充电，如果系统选择上电屏蔽电荷泵过压/过流保护，芯片将会出现可靠性风险，如果系统选择保留电荷泵所有保护机制，电荷泵将会瞬间触发过流保护后停止工作，时序电源建立关系如图3所示，电荷泵关机后延迟一段时间再自启动，BATFET重新打开后再触发电荷泵保护再重新关机，如此反复状态将使得系统电源无法正常建立。

发明内容

本发明提出一种预充电式系统电源实现方法，即在电荷泵缓启结束后采用开关source/sink电流源对V1X所在电容预充电/放电的方法来保持V1X和V2X的半压关系。由于所述预充电模式是限流状态，BATFET打开后无需触发保护机制来重启。当系统电源建立完成后AP(Application Processor)开始响应，发出SYS_OK状态信号后电荷泵退出预充电模式，进入主功率开关模式。

针对上述问题，本发明的技术方案是：

一种适用于多节电池组应用系统的电源建立方法，所述多节电池组应用系统包括电池组、电荷泵、BUCK电路，BUCK电路的输入连接外部电源，BUCK电路的输出为系统供电，并通过控制BATFET开关经过电荷泵给电池组充电；在没有外部电源时，BATFET选择配置直通模式，电池组通过电荷泵为系统供电；将电池组与电荷泵连接端的电压定义为V2X，电荷泵与系统端连接的电压定义为V1X；其特征在于，还包括预充电电路，所述预充电电路用于将V1X维持在二分之一V2X电平附近，在BATFET打开后预充电电路自动对V1X进行限流模式充电，当系统电源充满后预充电电路对V1X进行下拉；当应用处理器响应并判断系统电源正常建立后发送确认信号给电荷泵，电荷泵退出预充电模式，进入主功率开关模式进行放电；所述电源建立方法包括：

阶段一，BATFET打开，V1X电容电荷和系统电源电容电荷进行电荷分享，系统电源VSYS上升，V1X下降；