CN116742733A - 电池充电装置、控制方法和控制器 - Google Patents

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Abstract

提供了一种电池充电装置、控制方法和控制器。该电池充电装置，包括：第一转换器，耦合于输入电压总线和电池之间，和第二转换器，耦合于输入电压总线和电池之间；其中，第一转换器的开关和第二转换器的开关集成于同一块半导体芯片上，并且其中第一转换器和第二转换器被配置为耦合于控制器；控制器被配置为产生栅极驱动信号以在电池充电过程中配置第一转换器和第二转换器，使得在第一转换器和第二转换器之间的负载电流分配基于电池充电装置的输入电流限制进行控制。

Description

电池充电装置、控制方法和控制器
技术领域
本发明涉及一种电池充电装置、控制方法和控制器，并且在特定实施例中涉及一种用于在电荷泵和开关降压充电器之间分配负载电流的控制方法。
背景技术
随着技术的进一步发展，各种电子设备(诸如手机、平板电脑、数码相机、MP3播放器等)都变得流行起来。每个便携式设备可以采用多个可再充电电池单元。多个可再充电电池单元可以串联连接或并联连接，以便形成用于存储电能的可再充电电池组。
电池充电器用于恢复电池的电量。控制电池充电器以向电池提供电压(例如，恒压充电模式)和电流(例如，恒流充电模式)，以便恢复电池电量。
可以有多种适合于为电池充电的功率转换拓扑结构。根据拓扑结构的差异，功率转换拓扑可分为三类，即开关电源转换器、线性稳压器和开关电容功率转换器。与其他拓扑结构相比，开关电容转换器不太复杂，因为开关电容转换器由多个开关和飞越电容组成。因此，开关电容转换器可以为电池充电提供紧凑高效的电源。
为了提高电池的充电性能，电池充电器系统可以包括并联连接在输入电压总线和电池之间的两个功率级。第一个功率级是电荷泵。第二个功率级是开关充电器。电荷泵可实现为合适的开关电容充电器，例如两相开关电容转换器。两相开关电容转换器的第一相包括四个串联连接在输入电压总线和地之间的开关。第一飞跃电容连接在两个上部开关的共节点和两个下部开关的共节点之间。第二和第三开关的共节点连接到与电池耦合的输出电压总线。两相开关电容转换器的第二相包括四个串联连接在输入电压总线和地之间的开关。第二飞跃电容连接在两个上部开关的共节点和两个下部开关的共节点之间。第二和第三开关的共节点连接到输出电压总线。
开关充电器可以实现为合适的压降功率转换器(step-down power converter)，例如降压转换器(buck converter)。开关充电器包括两个串联连接在输入电压总线和地之间的开关。电感连接在这两个开关的共节点和输出电压总线之间。输出电压总线通过隔离开关耦合到电池，隔离开关在电池和输出电压总线之间提供隔离。隔离开关包括两个二极管。第一二极管位于体端和隔离开关的源极之间。第二二极管位于体端和隔离开关的漏极之间。这两个二极管背靠背连接。由于具有背对背连接的二极管，隔离开关能够将电池与输出电压总线完全隔离。
在操作中，电池充电器系统可以是移动电话系统的一部分。电池充电器系统的输入耦合到无线电力传输系统。为了保持稳定的充电过程，电荷泵和开关充电器被配置为同时为电池供电。在电荷泵和开关充电器之间动态分配负载电流会影响电池充电器系统的可靠性、成本和性能。希望有一种简单有效的方法，在不增加额外成本的情况下，在电荷泵和开关充电器之间动态分配电流。
发明内容
通过提供一种电池充电装置、控制方法和控制器的本公开的优选实施例，这些和其他问题总体上得到解决或规避，并且总体上实现技术优势。
根据一个实施例，一种电池充电装置包括耦合在输入电压总线和电池之间的第一转换器，以及耦合在输入电压总线和电池之间的第二转换器，其中第一转换器的开关和第二转换器的开关集成在同一个半导体芯片中，其中第一转换器和第二转换器被配置为耦合到控制器，控制器被配置为在电池充电期间生成用于配置第一转换器和第二转换器的栅极驱动信号使得第一转换器和第二转换器之间的负载电流分配基于电池充电装置的输入电流限制来控制。
根据另一个实施例，一种方法包括在启动电荷泵转换器之前，将输入电流限制控制机制应用到压降转换器(step-down converter)，其中电荷泵转换器和压降转换器并联连接在输入电压总线和电池之间；在启动电荷泵转换器后，减少流经压降转换器的电流，使流经电荷泵转换器的电流与流经压降转换器的电流之和等于输入电流限制，将电荷泵转换器和压降转换器配置为同时向电池供电，其中压降转换器被配置为以跳过模式工作，并且在电荷泵转换器关闭后，将压降转换器配置为离开跳过模式并以等于输入电流限制的电流工作。
根据又一实施例，控制器包括多个栅极驱动器，其被配置为生成用于驱动电荷泵转换器的开关和压降转换器的开关的多个栅极驱动信号，其中电荷泵转换器和压降转换器并联连接在输入电压总线和电池之间，电荷泵转换器和压降转换器之间的负载电流分配是基于输入电流限制来控制的。
上文已经相当广泛地概述了本公开的特征和技术优点，以便可以更好地理解以下公开的详细描述。下文将描述本公开的附加特征和优点，其形成本公开权利要求的主题。本领域技术人员应当理解，所公开的概念和具体实施例可以容易地用作修改或设计用于实现本公开的相同目的的其他结构或过程的基础。本领域技术人员还应该认识到，这样的等效结构不脱离所附权利要求中阐述的本公开的精神和范围。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，现结合附图参考以下描述，其中：
图1示出了根据本公开的各种实施例的电池充电装置的框图；
图2示出了根据本公开的各种实施例的图1所示的电池充电装置的示意图；
图3示出了根据本公开的各种实施例的与图1中所示的电池充电装置相关联的各种波形；
图4示出了根据本公开的各种实施例的用于驱动图1中所示的电池充电装置的开关的控制器；和
图5示出了根据本公开的各种实施例的控制图1所示的电池充电装置的流程图。
除非另有说明，不同附图中的对应数字和符号通常指对应的部分。绘制这些图是为了清楚地说明各种实施例的相关方面并且不一定按比例绘制。
具体实施方式
下面详细讨论当前优选实施例的制作和使用。然而，应该理解的是，本公开提供了许多可以在大量不同特定情境下使用的发明概念。所讨论的具体实施例仅用于说明制作和使用本发明的具体方式，并不限制本发明的范围。
将针对特定情境下的优选实施例，即电池充电装置和控制方法，来描述本公开。然而，本公开也可以应用于各种电力系统。在下文中，将参照附图详细说明各种实施例。
图1示出了根据本公开的各种实施例的电池充电装置的框图。电池充电装置包括第一转换器102、第二转换器104、开关S1以及控制器110。第一转换器102耦合在输入电压总线VIN与电池之间。第二转换器104通过开关S1耦合在输入电压总线VIN和电池之间。S1和第二转换器104的共节点耦合到系统电压总线VSYS。在一些实施例中，VSYS可用于直接为其他系统组件提供电力。在另一个实施例中，VSYS可用于通过诸如稳压器的附加电力系统为其他系统组件提供电力。
在一些实施例中，第一转换器102的开关和第二转换器104的开关被集成在单个半导体芯片中。单个电流传感器放置在单个半导体芯片的输入端。单个电流传感器被配置为检测流入单个半导体芯片的电流。检测到的电流等于流经第一转换器102的电流和流经第二转换器104的电流之和。
在一些实施例中，第一转换器102是电荷泵。更具体地，电荷泵可以是两相开关电容转换器，其被配置为提供电力以对电池充电。在整个说明中，第一转换器102可以替代地称为两相电荷泵转换器或两相开关电容转换器。
在一些实施例中，第二转换器104是压降转换器。更具体地，压降转换器可以是降压转换器，其被配置为提供电力以对电池充电。在整个说明中，第二转换器104可替代地称为压降转换器、降压转换器或开关降压充电器。下面结合图2对两相开关电容转换器和降压转换器的结构进行说明。
开关S1用作隔离开关。如图1所示，S1连接在第二转换器104的输出总线和电池之间。开关S1能够提供反向阻断能力，以将电池与耦合到VSYS的各种系统元件隔离。
控制器110被配置为产生用于第一转换器102和第二转换器104的开关的栅极驱动信号。此外，控制器110被配置为基于多个操作参数控制每个开关的工作。具体地，控制器110被配置为在电池的充电过程中产生用于配置第一转换器102和第二转换器104的栅极驱动信号，使得第一转换器和第二转换器之间的负载电流分配基于电池充电装置的输入电流限制。下面将结合图3-5描述控制器110的详细操作原理。
在一些实施例中，第一转换器102的开关和第二转换器104的开关集成在第一半导体芯片中。控制器110位于第二半导体芯片中。在替代实施例中，第一转换器102的开关、第二转换器104的开关和控制器110被集成在同一半导体芯片中。
在一些实施例中，第一转换器102和第二转换器104的输入电压总线VIN耦合到无线电力传输系统的接收线圈(未示出)。第一转换器102和第二转换器104被配置为提供电力以对电池充电。为了实现稳定的电池充电系统，第一转换器102和第二转换器104被配置为同时为电池充电提供电力。
具有图1中所示的电池充电装置的一个有利特征是控制器110能够使用简单有效的方式在不增加额外成本的情况下，在第一转换器102和第二转换器104之间动态分配负载电流。
图2示出了根据本公开的各种实施例的图1中所示的电池充电装置的示意图。电池充电系统包括两相开关电容转换器102和降压转换器104。如图2所示，两相开关电容转换器102和降压转换器104的输入连接到输入电压总线VIN。两相开关电容转换器102的输出连接到电池。降压转换器104的输出通过开关S1连接到电池。在一些实施例中，电池可以实现为多芯电池。在本公开中，电池为如图2所示的双芯电池。
两相开关电容转换器102包括两条支路。第一支路包括串联连接在输入电压总线VIN和地之间的第一开关Q1、第二开关Q2、第三开关Q3和第四开关Q4。第一飞跃电容CF1连接在Q1和Q2的共节点与Q3和Q4的共节点之间。第二支路包括串联连接在输入电压总线VIN和地之间的第五开关Q5、第六开关Q6、第七开关Q7和第八开关Q8。第二飞跃电容器CF2连接在Q5和Q6的共节点与Q7和Q8的共节点之间。如图2所示，Q2和Q3的共节点连接到输出电压总线Vo。Q6和Q7的共节点也连接到输出电压总线Vo。
在操作中，两相开关电容转换器102可以被配置为以2:1固定PWM模式或1:2固定PWM模式工作。更具体地说，当电源连接到输入电压总线VIN时，两相开关电容转换器102将VIN上的电压转换为较低的电压。具体地说，输出电压(Vo上的电压)等于输入电压的一半(VIN/2)。在此配置下，两相开关电容转换器102以2:1固定PWM模式工作。另一方面，当电池用作电源时，两相开关电容转换器102将Vo上的电压转换为更高的电压。具体地说，输出电压(Vo上的电压)是输入电压(VIN上的电压)的两倍。在此配置下，两相开关电容转换器102以1:2固定PWM模式工作。在本公开中，当电源(例如，无线电力传输系统的接收线圈)连接到VIN时，两相开关电容转换器102被配置为以2:1固定PWM模式工作为电池供电。
在操作中，第一支路的工作原理与第二支路的工作原理相似，除了第一支路(例如Q1)的驱动信号和第二支路(例如Q5)的驱动信号是180度彼此异相。为简单起见，以下仅详细说明第一支路的工作原理。
在操作中，两相开关电容转换器102的第一支路被配置为在两个不同相位中工作。在第一阶段，开关Q1和Q3导通，开关Q2和Q4关断。由于开关Q1和Q3导通，在VIN和Vo之间建立了第一导电路径。第一导电路径由开关Q1、第一飞跃电容CF1和开关Q3构成。电流通过第一导电路径从VIN流向Vo。在第一阶段，第一飞跃电容CF1被充电，能量相应地存储在第一飞跃电容CF1中。
在第二阶段期间，开关Q1和Q3被关断，并且开关Q2和Q4被导通。由于开关Q2和Q4导通，因此建立了第二导电路径。第二导电路径由开关Q4、第一飞跃电容CF1和开关Q2构成。在第二阶段，电流使第一飞跃电容CF1放电，存储在第一飞跃电容CF1中的能量相应减少。
降压转换器104包括串联连接在输入电压总线VIN和地之间的高压侧开关Q11和低压侧开关Q12。降压转换器104还包括连接在高压侧开关Q11和低压侧开关Q12的共节点与降压转换器的输出总线之间的电感L1。
控制器(未示出，但在图1中示出)被配置为产生用于开关Q1-Q8和Q11-Q12的栅极驱动信号。此外，控制器被配置为检测多个操作参数，包括流经输入电压总线VIN的电流。基于检测到的工作参数，控制器能够动态地分配两相开关电容转换器102和降压转换器104之间的电流。
应当注意，图2中所示的示意图仅仅是示例，不应过度限制权利要求的范围。本领域普通技术人员将认识到许多变化、替代和修改。例如，第一转换器可以实现为多相电荷泵转换器。第二转换器可以实现为任何合适的功率调节器，例如线性调节器。
根据一个实施例，图2的开关(例如，开关Q1-Q8、S1和Q11-Q12)可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件、双极结晶体管(BJT)器件、超结晶体管(SJT)器件、绝缘栅双极晶体管(IGBT)器件、氮化镓(GaN)基功率器件等。
应当注意，虽然图2所示开关Q1-Q8和Q11-Q12被实现为单个n型晶体管，但本领域技术人员将认识到可能存在许多变化、修改和替代。例如，根据不同的应用和设计需要，至少一些开关(例如，Q11)可以实现为p型晶体管。S1可以实现为两个背对背连接的晶体管。此外，图2中所示的每个开关可以实现为多个并联连接的开关。此外，电容可以与一个开关并联连接以实现零电压开关(ZVS)/零电流开关(ZCS)。
在操作中，双相开关电容转换器102和降压转换器104被配置为同时向电池供电。特别地，在启动两相开关电容转换器102之前，将输入电流限制控制机制应用于降压转换器104。在启动两相开关电容转换器102之后，流过降压转换器104的电流减小使得流经两相开关电容转换器102的电流与流经降压转换器104的电流之和等于预定的输入电流限制。两相开关电容转换器102和降压转换器104被配置为同时向电池供电。一旦流过降压转换器104的电流下降到低值，降压转换器104被配置为在省电模式下工作。在一些实施例中，省电模式是跳过模式。流经两相开关电容转换器102的电流不断增加，直到满足负载电流。
在操作中，当两相开关电容转换器102关闭时，降压转换器104被配置为离开跳过模式并且以等于预定输入电流限制的电流工作。
在操作中，输入电压总线耦合到无线电力传输系统的接收线圈。当两相开关电容转换器102关闭时，负载降低到几乎为零。输入电压总线上可能出现高电压(例如，过电压)。为了防止过电压的发生，降压转换器104被配置为在强制PWM模式下工作以提供灌电流。该灌电流有助于降低输入电压总线上的电压。
图3示出了根据本公开的各种实施例与图1所示的电池充电装置相关的各种波形。图3的横轴表示时间间隔。图3中可能有四行。第一行表示流经电荷泵转换器的电流(Iin_CGPP)。第二行代表流经压降转换器的电流(Iin_BUCK)。第三行表示流过输入电压总线VIN的电流(Iin_BUS)。第四行代表输入电压总线上的电压(VIN)。
返回参考图1，电池充电装置包括电荷泵转换器和压降转换器。电荷泵转换器和压降转换器并联连接在输入电压总线VIN和电池之间。
在t0之前，电荷泵转换器不被启动。压降转换器被配置为向电池供电。在启动电荷泵转换器之前，将输入电流限制控制机制应用于压降转换器。如图3所示，在输入电流限制控制机制下，Iin_BUCK几乎是恒定的。Iin_BUCK等于I_bk。在一些实施例中，I_bk是预定的输入电流限制。根据不同的应用和设计需要，I_bk可能会有所不同。在t0之前，如图3所示，Iin_BUS等于Iin_BUCK。
在t0时，电荷泵转换器启动。在电荷泵转换器启动后，Iin_CGPP以线性方式从t0增加到t1。响应于Iin_CGPP的变化，Iin_BUCK以线性方式减小。因此，流经电荷泵转换器的电流和流经压降转换器的电流之和等于预定输入电流限制I_bk，如图3所示。
从t0到t1，Iin_BUS等于Iin_BUCK和Iin_CGPP之和。输入电压总线上的电压与Iin_CGPP成正比。如图3所示，VIN从t0到t1以线性方式增加。
在t1时，Iin_BUCK下降到低值I_sk。如此低值会触发压降转换器的跳过模式工作，以进一步降低开关损耗。压降转换器进入跳过模式后，Iin_BUCK无法进一步降低。Iin_BUCK保持在I_sk，如图3所示。
从t1到t2，Iin_CGPP以线性方式增加以满足负载需求。从t1到t2，Iin_BUS等于Iin_BUCK和Iin_CGPP之和。如图3所示，Iin_BUS以线性方式增加。输入电压总线上的电压与Iin_CGPP成正比。如图3所示，VIN从t1到t2以线性方式增加。
从t2到t3，Iin_CGPP几乎是恒定的。如图3所示，Iin_CGPP等于I_cp。I_cp由电池充电装置的负载决定。Iin_BUCK维持在I_sk。Iin_BUS等于Iin_BUCK和Iin_CGPP之和。如图3所示，Iin_BUS从t2到t3几乎是恒定的。输入电压总线上的电压与Iin_CGPP成正比。如图3所示，VIN从t2到t3保持不变。
从t1到t3，电荷泵转换器和压降转换器被配置为同时向电池供电。压降转换器被配置为以跳过模式工作。
在t3时，出现异常工作条件(例如，系统瞬变)，电荷泵转换器被关闭。
Iin_CGPP在t3从I_cp下降到零。响应于这种异常工作条件，压降转换器被配置为离开跳过模式并以等于预定输入电流限制I_bk的电流工作。图3显示VIN在充电泵转换器的关断模式下具有快速瞬态响应。这种快速瞬态响应有助于降低电池充电装置中的电压应力，从而防止电池充电装置被损坏。
图3中所示的控制方案的一个有利特征是控制器能够基于输入电流限制控制机制来控制压降转换器。该控制机制可以使用具有流经输入电压总线的电流作为控制变量的控制回路来实现。通过采用这种控制机制，当电荷泵转换器工作在包括启动模式(例如，从t0到t2)、正常工作模式(例如，从t2到t3)和关闭模式(例如，在t3时)三种不同的工作模式时，控制器能够实现压降转换器和电荷泵转换器之间的电流分配和切换。
图3所示的控制方案的另一个有利特征是在启动模式期间，电荷泵转换器开启后，降压充电器的输入电流可以平滑地切换到电荷泵转换器的电流。这种平滑过渡有助于避免负载的大变化。例如，在无线电力传输系统完全空载的情况下，输入电压可能会在很宽的范围内波动。输入电压的波动可能会影响电荷泵转换器的正常开启。当输入波动导致电荷泵转换器关闭时，降压转换器能够快速提供更多功率，以减少无线电力传输系统输出的过冲。此外，在电荷泵开启后，降压转换器被配置为以最小电流工作，以实现更好的系统效率。
图4示出了根据本公开的各种实施例的用于驱动图1中所示的电池充电装置的开关的控制器。控制器110包括十个栅极驱动器和多个信号处理器件，用于处理各种工作参数，例如流经输入电压总线的电流。
第一栅极驱动器被配置为产生施加到Q1的栅极的第一栅极驱动信号。第二栅极驱动器被配置为产生施加到Q2的栅极的第二栅极驱动信号。第三栅极驱动器被配置为产生施加到Q3的栅极的第三栅极驱动信号。第四栅极驱动器被配置为产生施加到Q4的栅极的第四栅极驱动信号。第五栅极驱动器被配置为产生施加到Q5的栅极的第五栅极驱动信号。第六栅极驱动器被配置为产生施加到Q6的栅极的第六栅极驱动信号。第七栅极驱动器被配置为产生施加到Q7的栅极的第七栅极驱动信号。第八栅极驱动器被配置为产生施加到Q8的栅极的第八栅极驱动信号。第九栅极驱动器被配置为产生施加到Q11的栅极的第九栅极驱动信号。第十栅极驱动器被配置为产生施加到Q12的栅极的第十栅极驱动信号。
在操作中，在启动电荷泵转换器的开关Q1-Q8之前，第九栅极驱动器和第十栅极驱动器被配置为生成栅极驱动信号，使得Q11和Q12由输入电流限制控制机制控制。在启动电荷泵转换器后，配置栅极驱动器，使电荷泵转换器和压降转换器同时为电池供电。电荷泵转换器开启后，流经压降转换器的电流会减少，直到压降转换器进入跳过模式。此外，当电荷泵转换器关闭时，第九栅极驱动器和第十栅极驱动器被配置使得压降转换器离开跳过模式并以等于输入电流限制的电流工作。
应注意，上述具有十个栅极驱动器的控制器110仅是示例，不应不适当地限制权利要求的范围。本领域普通技术人员将认识到许多变化、替代和修改。例如，可以使用外部栅极驱动器来进一步提高驱动能力。
图5示出了根据本公开的各种实施例的控制图1所示的电池充电装置的流程图。图5所示的这个流程图仅仅是一个例子，它不应过度限制权利要求的范围。本领域普通技术人员将认识到许多变化、替代和修改。例如，可以添加、移除、替换、重新排列和重复图5中所示的各种步骤。
返回参考图1，电荷泵转换器和压降转换器并联连接在输入电压总线和电池之间。返回参考图4，控制器包括多个栅极驱动器。多个栅极驱动器被配置为产生用于驱动电荷泵转换器和压降转换器的多个栅极驱动信号。
在步骤502，在启动电荷泵转换器之前，将输入电流限制控制机制应用于压降转换器。流经压降转换器的电流由预定的输入电流限制控制。
在步骤504，在电荷泵转换器已经被启动之后，流经压降转换器的电流减小，使得流经电荷泵转换器的电流和流经压降转换器的电流之和等于预定的输入电流限制。
在步骤506，电荷泵转换器和压降转换器被配置为同时向电池供电。压降转换器的电流被减小，直到压降转换器被配置为在跳过模式下工作。
在步骤508，在电荷泵转换器关闭之后，压降转换器被配置为离开跳过模式并且以等于输入电流限制的电流工作。
该方法还包括减小流经压降转换器的电流，直到压降转换器进入跳过模式。
该方法还包括检测流入输入电压总线的电流，并且基于检测到的流入输入电压总线的电流的电流指示将输入电流限制控制机制应用于压降转换器。
该方法还包括将电荷泵转换器的开关和压降转换器的开关封装在一个半导体芯片中，并通过该单个半导体芯片中的电流检测电路检测流入该单个半导体芯片的电流。.
该方法还包括在电荷泵转换器关闭之后，增加流经压降转换器的电流，直到流经压降转换器的电流达到输入电流限制。
该方法进一步包括将输入电压总线耦合到无线电力传输系统的接收线圈。
返回参考图2，电荷泵转换器包括串联连接在输入电压总线和地之间的第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，第一飞跃电容连接在第一个开关和第二开关的共节点和第三开关和第四开关的共节点之间，第五开关、第六开关、第七开关和第八开关串联连接在输入电压总线和地之间，第二飞跃电容连接在第五开关和第六开关的共节点和第七开关的共节点之间，并进一步连接到电荷泵转换器的输出。
返回参考图2，压降转换器包括串联连接在输入电压总线和地之间的高压侧开关和低压侧开关，以及连接在高压侧开关和低压侧开关的共节点和压降转换器的输出总线之间的电感。
尽管已经详细描述了本公开的实施例及其优点，但是应当理解，在不背离由所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。
此外，本申请的范围不旨在限于说明书中描述的过程、机器、制造、物质组成、装置、方法和步骤的特定实施例。正如本领域普通技术人员从本公开的公开内容中容易理解的那样，目前存在或以后将被开发的过程、机器、制造、物质组合物、手段、方法或步骤，执行基本相同功能或实现与根据本公开可利用本文描述的相应实施例基本相同的结果。因此，所附权利要求旨在将这些过程、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤包括在它们的范围内。

Claims (20)

1.一种电池充电装置，包括：
第一转换器，耦合在输入电压总线和电池之间；和
第二转换器，耦合在所述输入电压总线和所述电池之间，其中，所述第一转换器的开关和所述第二转换器的开关集成在同一个半导体芯片上，并且其中第一转换器和第二转换器被配置为与控制器耦合；所述控制器被配置为产生栅极驱动信号以在所述电池充电过程中配置所述第一转换器和所述第二转换器，使得所述第一转换器和第二转换器之间的负载电流分配基于所述电池充电装置的输入电流限制进行控制。
2.根据权利要求1所述的装置，其中：
所述第一转换器是两相开关电容转换器；和
所述第二转换器是降压转换器。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述两相开关电容转换器包括：
第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，串联连接在所述输入电压总线和地之间；
第一飞跃电容，连接在所述第一开关和所述第二开关的共节点和所述第三开关和所述第四开关的共节点之间；
第五开关、第六开关、第七开关和第八开关，串联连接在所述输入电压总线和地之间；和
第二飞跃电容，连接在所述第五开关和所述第六开关的共节点和所述第七开关和所述第八开关的共节点之间；并且其中，所述第二开关和所述第三开关的共节点连接至所述第六开关和所述第七开关的共节点，并进一步连接至所述两相开关电容转换器的输出端。
4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述降压转换器包括：
高压侧开关和低压侧开关，串联连接在所述输入电压总线和地之间；和
电感，连接在所述高压侧开关和所述低压侧开关的共节点和所述降压转换器的输出电压总线之间。
5.根据权利要求4所述的装置，进一步包括：
隔离开关，连接在所述降压转换器的所述输出电压总线和所述电池之间。
6.根据权利要求1所述的装置，其中：
所述第二转换器被配置为响应于流经所述第一转换器的电流的增加而在省电模式下工作。
7.根据权利要求6所述的装置，其中：
所述第二转换器被配置为当所述第一转换器关断后离开省电模式。
8.根据权利要求1所述的装置，其中：
所述第二转换器被配置为响应于所述第一转换器引起的负载瞬变的增加而在强制PWM模式下工作以提供灌电流。
9.一种方法，包括：
在启动电荷泵转换器之前，将输入电流限制控制机制应用于压降转换器，其中，所述电荷泵转换器和所述压降转换器并联连接在输入电压总线和电池之间；
在启动所述电荷泵转换器之后，减少流经所述压降转换器的电流，使得流经所述电荷泵转换器的电流和流经所述压降转换器的电流之和等于输入电流限制；
配置所述电荷泵转换器和所述压降转换器来同时为所述电池供电，其中所述压降转换器被配置为在跳过模式下工作；并且
在所述电荷泵转换器关断后，配置所述压降转换器离开所述跳过模式，并在与所述输入电流限制相同的电流条件下工作。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：
减少流经所述压降转换器的电流直到所述压降转换器进入所述跳过模式。
11.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：
检测流入所述输入电压总线的电流；以及
根据检测到的流入所述输入电压总线的电流的电流指示，将所述输入电流限制控制机制应用于所述压降转换器。
12.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：
将所述电荷泵转换器的开关和所述压降转换器的开关封装成一个半导体芯片；以及
通过在所述半导体芯片上的电流检测电路来检测流入所述半导体芯片的电流。
13.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：
当所述电荷泵转换器关断后，增加流经所述压降转换器的电流，直到流经所述压降转换器的电流达到所述输入电流限制。
14.根据权利要求9所述的方法，其中：
将所述输入电压总线耦合于无线电力传输系统的接收线圈。
15.根据权利要求9所述的方法，其中所述电荷泵转换器包括：
第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，串联连接在所述输入电压总线和地之间；
第一飞跃电容，连接在所述第一开关和所述第二开关的共节点和所述第三开关和所述第四开关的共节点之间；
第五开关、第六开关、第七开关和第八开关，串联连接在所述输入电压总线和地之间；和
第二飞跃电容，连接在所述第五开关和所述第六开关的共节点和所述第七开关和所述第八开关的共节点之间；并且其中，所述第二开关和所述第三开关的共节点连接至所述第六开关和所述第七开关的共节点，并进一步连接至所述电荷泵转换器的输出端。
16.根据权利要求9所述的方法，其中所述压降转换器包括：
高压侧开关和低压侧开关，串联连接在所述输入电压总线和地之间；和
电感，连接在所述高压侧开关和所述低压侧开关的共节点和所述压降转换器的输出电压总线之间。
17.一种控制器，包括：
多个栅极驱动器，被配置为产生多个栅极驱动信号来驱动电荷泵转换器的开关和压降转换器的开关，其中：
所述电荷泵转换器和所述压降转换器并联连接在输入电压总线和电池之间；以及
所述电荷泵转换器和所述压降转换器之间的负载电流分配基于输入电流限制进行控制。
18.根据权利要求17所述的控制器，其中所述控制器被配置使得：
在启动所述电荷泵转换器前，将输入电流限制控制机制应用于所述压降转换器；
在启动所述电荷泵转换器后，减少流经所述压降转换器的电流以使得流经所述电荷泵转换器的电流和流经所述压降转换器的电流之和等于所述输入电流限制；
配置所述电荷泵转换器和所述压降转换器来为所述电池同时供电，其中，所述压降转换器被配置为在跳过模式下工作，以及
在所述电荷泵关断后，配置所述压降转换器离开所述跳过模式，并在与所述输入电流限制相等的电流条件下工作。
19.根据权利要求17所述的控制器，其中：
所述充电泵转换器，包括：
第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，串联连接在所述输入电压总线和地之间；
第一飞跃电容，连接在所述第一开关和所述第二开关的共节点和所述第三开关和所述第四开关的共节点之间；
第五开关、第六开关、第七开关和第八开关，串联连接在所述输入电压总线和地之间；和
第二飞跃电容，连接在所述第五开关和所述第六开关的共节点和所述第七开关和所述第八开关的共节点之间；并且其中，所述第二开关和所述第三开关的共节点连接至所述第六开关和所述第七开关的共节点，并进一步连接至所述电荷泵转换器的输出端；
所述压降转换器，包括：
高压侧开关和低压侧开关，串联连接在所述输入电压总线和地之间；和
电感，连接在所述高压侧开关和所述低压侧开关的共节点和所述压降转换器的输出电压总线之间。
20.根据权利要求17所述的控制器，其中：
所述电荷泵转换器的开关和所述压降转换器的开关封装成一个半导体芯片；以及
所述输入电压总线耦合于无线电力传输系统的接收线圈。
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