CN110601535A - 适用于双节电池系统中的前级稳压器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于双节电池系统中的前级稳压器及其控制方法，主要解决现有双节电池系统中由于前级变换器的等效电阻导致的压降，使得电池的有效容量下降，电池可使用时间缩短的问题。该前级稳压器通过将原开关电容变换器电路进行改进，使其成为三电平降压变换器，使双节电池系统具备了稳定输出电压的功能，并且，根据输入电压以及负载电流的条件不同，B相变换器可以工作在不同模式，以实现不同的功能，在保留高轻载效率的优势的同时，实现输出电压的稳压功能(低输入电压情况下)，从而最大化地利用电池容量。因此，具有很高的使用价值和推广价值。

Description

适用于双节电池系统中的前级稳压器及其控制方法

技术领域

本发明涉及双节电池供电系统中的前级稳压器技术领域，具体地说，是涉及一种适用于双节电池系统中的前级稳压器及其控制方法。

背景技术

随着手机快充技术的流行，目前充电功率朝着大功率的方向快速发展。当充电功率达到一定程度后，充电线上的大电流线损制约了充电功率进一步提高。为了减小充电线上的电流，有些厂家开始尝试采用双节电池串联的供电架构来替代原来的单节电池供电架构，以此来解决增大充电功率和减小充电线上电流之间的矛盾。在两节电池供电系统中，由于后级电子器件的供电要求仍然保持和单节电池供电系统一致，所以就需要一个能够将两节电池电压转换成单节电池电压的变换器，即所谓的“前级稳压器”。

如图1所述为典型的双节电池供电系统，由于前级稳压器由电池直接供电，始终损耗电池的能量，所以对前级稳压器的效率要求极高。目前常用的拓扑结构是图2所示的双相开关电容变换器(dual-phase switched-cap converter,dual-phase SCC)。其基本工作原理如下：

1.Q1a/Q2a/Q3a/Q4a/CFLY1组成A相开关电容变换器，Q1b/Q2b/Q3b/Q4b/CFLY2组成B相开关电容变换器。两相开关电容变换器交错并联工作，每相开关电容变换器承担的负载电流为总负载电流的一半。

2.以A相开关电容变换器为例，Q1a和Q3a驱动信号同步，Q2a和Q4a驱动信号同步，Q1a和Q2a驱动信号互补且各为50％。当Q1a和Q3a开通时，VIN给输出电容充电，同时给CFLY1充电；当Q2a和Q4a开通时，CFLY1放电给输出电容充电。在稳态情况下，CFLY上的电压和VOUT都近似为V_IN/2。

3.开关电容变换器较传统的带电感的稳压器效率更高，但是缺点是输出电压没有稳压功能，不论输入电压上升还是下降，输出电压始终保持接近输入电压的一半。

图3为单相开关电容变换器的等效电路图。VOUT和VIN的关系为：

V_OUT＝V_IN/2-Req*Iout

其中：

其中，Ron为各个功率管的导通电阻，fs为变换器的开关频率，Cfly为FLY电容容值。

从上面公式可以看出，由于单纯的开关电容变换器没有稳定输出电压的功能，当重载条件下面，VOUT电压会小于VIN/2。当VOUT电压低于某一个阈值以下时，系统就会关机。可见，相对于单节电池供电系统，在双节电池供电系统中，由于前级变换器的等效电阻导致的压降，会使得电池的有效容量下降，缩短了电池的可使用时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于双节电池系统中的前级稳压器及其控制方法，主要解决现有双节电池系统中由于前级变换器的等效电阻导致的压降，使得电池的有效容量下降，电池可使用时间缩短的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种适用于双节电池系统中的前级稳压器，包括一端接地的电容C1，漏极D与电容C1另一端相连的MOS管Q1a，漏极D与MOS管Q1a的源极S相连的MOS管Q2a，漏极D与MOS管Q2a的源极S相连的MOS管Q3a，正极与MOS管Q2a的漏极D相连且负极与MOS管Q3a的源极S相连的电容C_FLY1，漏极D与MOS管Q3a的源极S相连且源极S接地的MOS管Q4a，漏极D与电容C1另一端相连的MOS管Q1b，漏极D与MOS管Q1b的源极S相连的MOS管Q2b，漏极D与MOS管Q2b的源极S相连的MOS管Q3b，正极与MOS管Q2b的漏极D相连且负极与MOS管Q3b的源极S相连的电容C_FLY2，漏极D与MOS管Q3b的源极S相连且源极S接地的MOS管Q4b，与MOS管Q3b的漏极D相连的电感L，一端与电感L相连且另一端接地的电流源I_OUT，以及一端与电感L和MOS管Q2a的源极S均相连且另一端接地的电容C2；其中，MOS管Q1a、Q2a、Q3a、Q4a、电容CFLY1组成单相开关电容变换器，MOS管Q1b、Q2b、Q3b、Q4b、电容CFLY2、电感L组成三电平降压变换器。

本发明还提供了一种基于上述适用于双节电池系统中的前级稳压器的控制方法，将所述单相开关电容变换器记为A相SCC变换器，所述三电平降压变换器记为B相3L-buck变换器，所述前级稳压器包括以下四种工作模式：

(1)单相开关电容变换器模式，即A相SCC变换器工作，B相3L-buck变换器关闭：在输入电压较高，输出负载较小时，A相变换器单独工作，提供全部的负载电流；

(2)双相开关电容变换器模式，即A相SCC变换器工作，B相3L-buck变换器工作在开环50％占空比驱动模式：在输入电压较高，输出负载较大时，A相变换器工作，B相3L-buck变换器工作在开环50％占空比驱动模式下，A/B两相交错工作，共同提供负载电流；

(3)混合模式，即A相SCC变换器工作，B相3L-buck变换器工作在稳压模式：当输入电压较低时，此时输出电压接近系统要求的最小电压，此时B相变换器进入稳压模式，通过检测输出电压并与内部参考电压做对比，实时调节输出电感电流大小，达到稳定输出电压的目的。此时由于输入电压在两倍输出电压附近，所以A相变换器仍然工作，承担一部分的负载电流；

(4)降压变换器稳压模式，即A相SCC变换器关闭，B相3L-buck变换器工作在稳压模式：当输入电压极低时，此时A相SCC变换器关闭，B相3L-buck变换器独立工作在稳压模式并承担全部的负载电流。

进一步地，所述前级稳压器的工作模式切换包括单相开关电容变换器模式与双相开关电容变换器模式之间的切换、单相开关电容变换器模式、双相开关电容变换器模式与混合模式、降压变换器稳压模式之间的切换、全部四种模式之间的切换。

进一步地，所述单相开关电容变换器模式与双相开关电容变换器模式之间的切换包括：

(1)当前级稳压器工作在单相开关电容变换器模式时，此时A相SCC变换器工作，B相3L-buck变换器关闭；如果检测到V_IN/2-V_OUT>V_{IN2OUT_TH_DUAL_PHASE}，表示此时负载太大，已经超过了A相SCC的最大带载能力，B相3L-buck变换器立即以开环控制模式开始工作，共同承担负载电流；

(2)当前级稳压器工作在双相开关电容变换器模式时，此时A/B两个变换器同时工作，如果此时检测到V_IN/2-V_OUT<V_{IN2OUT_TH_SINGLE_PHASE}，表示此时负载很小，A相SCC变换器可以单独承受全部的负载电流，B相3L-buck变换器随即关闭。

进一步地，单相开关电容变换器模式、双相开关电容变换器模式与混合模式、降压变换器稳压模式之间的切换包括：

(1)当输入电压较高时，前级稳压器工作在单相开关电容变换器模式或双相开关电容变换器模式，输出电压接近于输入电压的一半，随着输入电压慢慢降低，输出电压跟着降低，当检测到输出电压降低到最低系统电压时，前级稳压器进入混合模式，此时B相3L-buck变换器工作在稳压模式，将输出电压V_OUT稳定在V_{OUT_FLOOR}；

(2)当前级稳压器工作在混合模式时，随着输入电压持续降低，此时负载电流逐渐从A相SCC变换器转移到B相3L-buck变换器，最终流过A相SCC变换器的负载电流为零，而B相3L-buck变换器会承担全部的负载电流，此时A相SCC变换器工作在轻载高效模式；当检测到输入电压V_IN小于V_{IN_TH_COMBO2BUCK}时，A相SCC变换器关闭，B相3L-buck变换器独立工作，前级稳压器进入降压变换器稳压模式；

(3)当前级稳压器工作在降压变换器稳压模式时，B相3L-buck变换器将输出电压稳定在V_{OUT_FLOOR}并实时地检测输入电压，当输入电压V_IN超过V_{IN_TH_BUCK2COMBO}时，此时A相变换器重新开始工作，并承担一部分的负载电流，此时前级稳压器又进入混合模式；

(4)当前级稳压器工作在混合模式时，随着输入电压持续上升，此时负载电流逐渐从B相3L-buck变换器转移到A相SCC变换器，最终流过B相3L-buck变换器的负载电流为零，而A相SCC变换器会承担全部的负载电流，此时B相3L-buck变换器工作在PSM模式，B相3L-buck变换器失去了对输出电压的稳压能力，输出电压会随着输入电压的上升而增加；当检测到输出电压V_OUT大于V_{OUT_TH_COMBO2SCC}时，B相3L-buck变换器关闭，A相SCC变换器独立工作，前级稳压器进入单相开关电容变换器模式。

进一步地，所述四种模式之间的切换包括：

(1)前级稳压器工作在单相开关电容变换器模式时，当检测到V_IN/2-V_OUT>V_{IN2OUT_TH_DUAL_PHASE}时，前级稳压器进入双相开关电容变换器模式；当检测到V_OUT<V_{OUT_TH_SCC2COMBO}时，前级稳压器进入混合模式；

(2)前级稳压器工作在双相开关电容变换器模式时，当检测到V_IN/2-V_OUT<V_{IN2OUT_TH_SINGLE_PHASE}时，前级稳压器进入单相开关电容变换器模式；当检测到V_OUT<V_{OUT_TH_SCC2COMBO}时，前级稳压器进入混合模式；

(3)前级稳压器工作在混合模式时，当检测到V_OUT>V_{OUT_TH_COMBO2SCC}时，前级稳压器进入单相开关电容变换器模式；当检测到时V_IN<V_{IN_TH_COMBO2BUCK}时，前级稳压器进入降压变换器稳压模式；

(4)前级稳压器工作在降压变换器稳压模式时，当检测到V_IN>V_{IN_TH_BUCK2COMBO}时，前级稳压器进入混合模式。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过将开关电容变换器电路进行改进，使其成为三电平降压变换器，使双节电池系统具备了稳定输出电压的功能，并且，根据输入电压以及负载电流的条件不同，B相变换器可以工作在不同模式，以实现不同的功能，在保留高轻载效率的优势的同时，实现输出电压的稳压功能(低输入电压情况下)，从而最大化地利用电池容量。

附图说明

图1为典型双节电池供电系统结构示意图。

图2为现有技术双向开关电容变换器结构示意图。

图3为现有技术开关电容变换器等效电路图。

图4为本发明的前级稳压器结构示意图。

图5为本发明中单相开关电容变换器模式和双相开关电容变换器模式之间切换示意图。

图6为本发明中单相开关电容变换器模式或双相开关电容变换器模式切换示意图与混合模式、降压变换器稳压模式之间切换示意图。

图7为本发明中四种模式之间切换的状态机示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。

实施例

如图4所示，本发明公开的一种适用于双节电池系统中的前级稳压器，包括一端接地的电容C1，漏极D与电容C1另一端相连的MOS管Q1a，漏极D与MOS管Q1a的源极S相连的MOS管Q2a，漏极D与MOS管Q2a的源极S相连的MOS管Q3a，正极与MOS管Q2a的漏极D相连且负极与MOS管Q3a的源极S相连的电容C_FLY1，漏极D与MOS管Q3a的源极S相连且源极S接地的MOS管Q4a，漏极D与电容C1另一端相连的MOS管Q1b，漏极D与MOS管Q1b的源极S相连的MOS管Q2b，漏极D与MOS管Q2b的源极S相连的MOS管Q3b，正极与MOS管Q2b的漏极D相连且负极与MOS管Q3b的源极S相连的电容C_FLY2，漏极D与MOS管Q3b的源极S相连且源极S接地的MOS管Q4b，与MOS管Q3b的漏极D相连的电感L，一端与电感L相连且另一端接地的电流源I_OUT，以及一端与电感L和MOS管Q2a的源极S均相连且另一端接地的电容C2；其中，MOS管Q1a、Q2a、Q3a、Q4a、电容CFLY1组成单相开关电容变换器，MOS管Q1b、Q2b、Q3b、Q4b、电容CFLY2、电感L组成三电平降压变换器。

本发明还提供了一种基于上述适用于双节电池系统中的前级稳压器的控制方法，将所述单相开关电容变换器记为A相SCC变换器，所述三电平降压变换器记为B相3L-buck变换器，所述前级稳压器包括以下四种工作模式：

(1)单相开关电容变换器模式，即A相SCC变换器工作，B相3L-buck变换器关闭：在输入电压较高，输出负载较小时，A相变换器单独工作，提供全部的负载电流；

(2)双相开关电容变换器模式，即A相SCC变换器工作，B相3L-buck变换器工作在开环50％占空比驱动模式：在输入电压较高，输出负载较大时，A相变换器工作，B相3L-buck变换器工作在开环50％占空比驱动模式下，A/B两相交错工作，共同提供负载电流；

(3)混合模式，即A相SCC变换器工作，B相3L-buck变换器工作在稳压模式：当输入电压较低时，此时输出电压接近系统要求的最小电压，此时B相变换器进入稳压模式，通过检测输出电压并与内部参考电压做对比，实时调节输出电感电流大小，达到稳定输出电压的目的。此时由于输入电压在两倍输出电压附近，所以A相变换器仍然工作，承担一部分的负载电流；

(4)降压变换器稳压模式，即A相SCC变换器关闭，B相3L-buck变换器工作在稳压模式：当输入电压极低时，此时A相SCC变换器关闭，B相3L-buck变换器独立工作在稳压模式并承担全部的负载电流。

所述前级稳压器的工作模式切换包括单相开关电容变换器模式与双相开关电容变换器模式之间的切换；单相开关电容变换器模式、双相开关电容变换器模式与混合模式、降压变换器稳压模式之间的切换；全部四种模式之间的切换。

其中，如图5所示，图中slope1是工作在单相开关电容变换器模式下面的变换器等效内阻；slope2是工作在双相开关电容变换器模式模式下面的变换器等效内阻。根据图3可知：

其中Ron为图4中所有开关管的导通电阻，CFLY1＝CFLY2＝CFLY，A相变换器和B相变换器的开关频率都为fs，Rdcr为B相3L-buck变换器电感的等效直流电阻。当B相3L-buck变换器工作在开环50％占空比驱动模式下，其等效电阻近似为由Q1b/Q2b/Q3b/Q4b组成的开关电容变换器的等效电阻与电感dcr之和。

模式切换条件如下：

(1)当前级稳压器工作在单相开关电容变换器模式时，此时A相SCC变换器工作，B相3L-buck变换器关闭；如果检测到V_IN/2-V_OUT>V_{IN2OUT_TH_DUAL_PHASE}，表示此时负载太大，已经超过了A相SCC的最大带载能力，B相3L-buck变换器立即以开环控制模式开始工作，共同承担负载电流；

(2)当前级稳压器工作在双相开关电容变换器模式时，此时A/B两个变换器同时工作，如果此时检测到V_IN/2-V_OUT<V_{IN2OUT_TH_SINGLE_PHASE}，表示此时负载很小，A相SCC变换器可以单独承受全部的负载电流，B相3L-buck变换器随即关闭。

如图6所示，所述单相开关电容变换器模式、双相开关电容变换器模式与混合模式、降压变换器稳压模式之间的切换包括：

(1)当输入电压较高时，前级稳压器工作在单相开关电容变换器模式或双相开关电容变换器模式，输出电压接近于输入电压的一半，随着输入电压慢慢降低，输出电压跟着降低，当检测到输出电压降低到最低系统电压时，前级稳压器进入混合模式，此时B相3L-buck变换器工作在稳压模式，将输出电压V_OUT稳定在V_{OUT_FLOOR}；

(2)当前级稳压器工作在混合模式时，随着输入电压持续降低，此时负载电流逐渐从A相SCC变换器转移到B相3L-buck变换器，最终流过A相SCC变换器的负载电流为零，而B相3L-buck变换器会承担全部的负载电流，此时A相SCC变换器工作在轻载高效模式；当检测到输入电压V_IN小于V_{IN_TH_COMBO2BUCK}时，A相SCC变换器关闭，B相3L-buck变换器独立工作，前级稳压器进入降压变换器稳压模式；

(3)当前级稳压器工作在降压变换器稳压模式时，B相3L-buck变换器将输出电压稳定在V_{OUT_FLOOR}并实时地检测输入电压，当输入电压V_IN超过V_{IN_TH_BUCK2COMBO}时，此时A相变换器重新开始工作，并承担一部分的负载电流，此时前级稳压器又进入混合模式；

(4)当前级稳压器工作在混合模式时，随着输入电压持续上升，此时负载电流逐渐从B相3L-buck变换器转移到A相SCC变换器，最终流过B相3L-buck变换器的负载电流为零，而A相SCC变换器会承担全部的负载电流，此时B相3L-buck变换器工作在PSM模式，B相3L-buck变换器失去了对输出电压的稳压能力，输出电压会随着输入电压的上升而增加；当检测到输出电压V_OUT大于V_{OUT_TH_COMBO2SCC}时，B相3L-buck变换器关闭，A相SCC变换器独立工作，前级稳压器进入单相开关电容变换器模式。

如图7所示，为全部四种模式之间切换的状态机示意图。在实际工作过程中，根据外部条件的不同，变换器会根据图中的切换条件，在四种模式之间切换，实现整个系统稳定、高效率地工作。所述四种模式之间的切换包括：

(1)前级稳压器工作在单相开关电容变换器模式时，当检测到V_IN/2-V_OUT>V_{IN2OUT_TH_DUAL_PHASE}时，前级稳压器进入双相开关电容变换器模式；当检测到V_OUT<V_{OUT_TH_SCC2COMBO}时，前级稳压器进入混合模式；

(2)前级稳压器工作在双相开关电容变换器模式时，当检测到V_IN/2-V_OUT<V_{IN2OUT_TH_SINGLE_PHASE}时，前级稳压器进入单相开关电容变换器模式；当检测到V_OUT<V_{OUT_TH_SCC2COMBO}时，前级稳压器进入混合模式；

(3)前级稳压器工作在混合模式时，当检测到V_OUT>V_{OUT_TH_COMBO2SCC}时，前级稳压器进入单相开关电容变换器模式；当检测到时V_IN<V_{IN_TH_COMBO2BUCK}时，前级稳压器进入降压变换器稳压模式；

(4)前级稳压器工作在降压变换器稳压模式时，当检测到V_IN>V_{IN_TH_BUCK2COMBO}时，前级稳压器进入混合模式。

通过上述设计，本发明通过将开关电容变换器电路进行改进，使其成为三电平降压变换器，使双节电池系统具备了稳定输出电压的功能，并且，根据输入电压以及负载电流的条件不同，B相变换器可以工作在不同模式，以实现不同的功能，在保留高轻载效率的优势的同时，实现输出电压的稳压功能(低输入电压情况下)，从而最大化地利用电池容量。因此，具有很高的使用价值和推广价值。

上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适用于双节电池系统中的前级稳压器，其特征在于，包括一端接地的电容C1，漏极D与电容C1另一端相连的MOS管Q1a，漏极D与MOS管Q1a的源极S相连的MOS管Q2a，漏极D与MOS管Q2a的源极S相连的MOS管Q3a，正极与MOS管Q2a的漏极D相连且负极与MOS管Q3a的源极S相连的电容C_FLY1，漏极D与MOS管Q3a的源极S相连且源极S接地的MOS管Q4a，漏极D与电容C1另一端相连的MOS管Q1b，漏极D与MOS管Q1b的源极S相连的MOS管Q2b，漏极D与MOS管Q2b的源极S相连的MOS管Q3b，正极与MOS管Q2b的漏极D相连且负极与MOS管Q3b的源极S相连的电容C_FLY2，漏极D与MOS管Q3b的源极S相连且源极S接地的MOS管Q4b，与MOS管Q3b的漏极D相连的电感L，一端与电感L相连且另一端接地的电流源I_OUT，以及一端与电感L和MOS管Q2a的源极S均相连且另一端接地的电容C2；其中，MOS管Q1a、Q2a、Q3a、Q4a、电容CFLY1组成单相开关电容变换器，MOS管Q1b、Q2b、Q3b、Q4b、电容CFLY2、电感L组成三电平降压变换器。

2.如权利要求1所述的适用于双节电池系统中的前级稳压器的控制方法，其特征在于，将所述单相开关电容变换器记为A相SCC变换器，所述三电平降压变换器记为B相3L-buck变换器，所述前级稳压器包括以下四种工作模式：

(1)单相开关电容变换器模式，即A相SCC变换器工作，B相3L-buck变换器关闭：在输入电压较高，输出负载较小时，A相变换器单独工作，提供全部的负载电流；

(2)双相开关电容变换器模式，即A相SCC变换器工作，B相3L-buck变换器工作在开环50％占空比驱动模式：在输入电压较高，输出负载较大时，A相变换器工作，B相3L-buck变换器工作在开环50％占空比驱动模式下，A/B两相交错工作，共同提供负载电流；

(3)混合模式，即A相SCC变换器工作，B相3L-buck变换器工作在稳压模式：当输入电压较低时，此时输出电压接近系统要求的最小电压，此时B相变换器进入稳压模式，通过检测输出电压并与内部参考电压做对比，实时调节输出电感电流大小，达到稳定输出电压的目的。此时由于输入电压在两倍输出电压附近，所以A相变换器仍然工作，承担一部分的负载电流；

(4)降压变换器稳压模式，即A相SCC变换器关闭，B相3L-buck变换器工作在稳压模式：当输入电压极低时，此时A相SCC变换器关闭，B相3L-buck变换器独立工作在稳压模式并承担全部的负载电流。

3.根据权利要求2所述的适用于双节电池系统中的前级稳压器的控制方法，其特征在于，所述前级稳压器的工作模式切换包括单相开关电容变换器模式与双相开关电容变换器模式之间的切换、单相开关电容变换器模式、双相开关电容变换器模式与混合模式、降压变换器稳压模式之间的切换、全部四种模式之间的切换。

4.根据权利要求3所述的适用于双节电池系统中的前级稳压器的控制方法，其特征在于，所述单相开关电容变换器模式与双相开关电容变换器模式之间的切换包括：

(1)当前级稳压器工作在单相开关电容变换器模式时，此时A相SCC变换器工作，B相3L-buck变换器关闭；如果检测到V_IN/2-V_OUT>V_{IN2OUT_TH_DUAL_PHASE}，表示此时负载太大，已经超过了A相SCC的最大带载能力，B相3L-buck变换器立即以开环控制模式开始工作，共同承担负载电流；

(2)当前级稳压器工作在双相开关电容变换器模式时，此时A/B两个变换器同时工作，如果此时检测到V_IN/2-V_OUT<V_{IN2OUT_TH_SINGLE_PHASE}，表示此时负载很小，A相SCC变换器可以单独承受全部的负载电流，B相3L-buck变换器随即关闭。

5.根据权利要求3所述的适用于双节电池系统中的前级稳压器的控制方法，其特征在于，单相开关电容变换器模式、双相开关电容变换器模式与混合模式、降压变换器稳压模式之间的切换包括：

(1)当输入电压较高时，前级稳压器工作在单相开关电容变换器模式或双相开关电容变换器模式，输出电压接近于输入电压的一半，随着输入电压慢慢降低，输出电压跟着降低，当检测到输出电压降低到最低系统电压时，前级稳压器进入混合模式，此时B相3L-buck变换器工作在稳压模式，将输出电压V_OUT稳定在V_{OUT_FLOOR}；

(2)当前级稳压器工作在混合模式时，随着输入电压持续降低，此时负载电流逐渐从A相SCC变换器转移到B相3L-buck变换器，最终流过A相SCC变换器的负载电流为零，而B相3L-buck变换器会承担全部的负载电流，此时A相SCC变换器工作在轻载高效模式；当检测到输入电压V_IN小于V_{IN_TH_COMBO2BUCK}时，A相SCC变换器关闭，B相3L-buck变换器独立工作，前级稳压器进入降压变换器稳压模式；

(3)当前级稳压器工作在降压变换器稳压模式时，B相3L-buck变换器将输出电压稳定在V_{OUT_FLOOR}并实时地检测输入电压，当输入电压V_IN超过V_{IN_TH_BUCK2COMBO}时，此时A相变换器重新开始工作，并承担一部分的负载电流，此时前级稳压器又进入混合模式；

(4)当前级稳压器工作在混合模式时，随着输入电压持续上升，此时负载电流逐渐从B相3L-buck变换器转移到A相SCC变换器，最终流过B相3L-buck变换器的负载电流为零，而A相SCC变换器会承担全部的负载电流，此时B相3L-buck变换器工作在PSM模式，B相3L-buck变换器失去了对输出电压的稳压能力，输出电压会随着输入电压的上升而增加；当检测到输出电压V_OUT大于V_{OUT_TH_COMBO2SCC}时，B相3L-buck变换器关闭，A相SCC变换器独立工作，前级稳压器进入单相开关电容变换器模式。

6.根据权利要求3所述的适用于双节电池系统中的前级稳压器的控制方法，其特征在于，所述四种模式之间的切换包括：

(1)前级稳压器工作在单相开关电容变换器模式时，当检测到V_IN/2-V_OUT>V_{IN2OUT_TH_DUAL_PHASE}时，前级稳压器进入双相开关电容变换器模式；当检测到V_OUT<V_{OUT_TH_SCC2COMBO}时，前级稳压器进入混合模式；

(2)前级稳压器工作在双相开关电容变换器模式时，当检测到V_IN/2-V_OUT<V_{IN2OUT_TH_SINGLE_PHASE}时，前级稳压器进入单相开关电容变换器模式；当检测到V_OUT<V_{OUT_TH_SCC2COMBO}时，前级稳压器进入混合模式；

(3)前级稳压器工作在混合模式时，当检测到V_OUT>V_{OUT_TH_COMBO2SCC}时，前级稳压器进入单相开关电容变换器模式；当检测到时V_IN<V_{IN_TH_COMBO2BUCK}时，前级稳压器进入降压变换器稳压模式；

(4)前级稳压器工作在降压变换器稳压模式时，当检测到V_IN>V_{IN_TH_BUCK2COMBO}时，前级稳压器进入混合模式。