一种电容串并联切换电路及电子系统技术方案

本申请提供一种电容串并联切换电路及电子系统，该电容串并联切换电路主要包括第一串联结构、第二串联结构和第三开关。在第一串联结构中，第一开关的第一端与第一电容的一端通过第一节点串联；第二串联结构中，第二开关的第一端与第二电容的一端通过第二节点串联，第二电容的另一端与第一开关的第二端连接，第二开关的第二端与第一电容的另一端连接；第三开关串联于第一节点和第二节点之间；第一开关和第二开关，可以在输入电压小于阈值电压时导通，在输入电压不小于阈值电压时断开；第三开关，可以在输入电压不小于阈值电压时导通，在输入电压小于阈值电压时断开。本申请有利于从整体上降低电容的占板面积。

【技术实现步骤摘要】
一种电容串并联切换电路及电子系统
本申请涉及电子科学
，尤其涉及一种电容串并联切换电路及电子系统。
技术介绍
在集成电路领域，电容是一种常见的电学元件，常被用于滤波电路、储能电路等功能电路中。以滤波电路为例，滤波电路中的电容可以对滤波电路传输的电信号进行滤波，从而可以提高滤波电路的输出质量。一般来说，需要根据滤波电路的输入电压配置滤波电路中的电容。在输入电压较低的场景下，电容需要具有较大的电容容量。在输入电压较高的场景下，电容则需要具有较大的电容耐压。当滤波电路的工作电压范围较大，也就是滤波电路即可能工作在低压场景，又可能工作在高压场景时，滤波电路中往往设置有多个并联的电容，且每个电容又具有较高的电容耐压，使得滤波电路可以同时适用于低压和高压场景。然而，由于每个电容需要具有较高的电容耐压，因此每个电容都具有较大的占比面积。进而导致滤波电路中多个电容的总占板面积较大，不利于降低使用该滤波电路的电子设备的体积。因此，电容在功能电路中的应用还有待进一步研究。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种电容串并联切换电路及电子设备，用于降低电容在电子设备中的占板面积。第一方面，本申请实施例提供一种电容串并联切换电路，该电容串并联切换电路主要包括第一串联结构、第二串联结构和第三开关；其中，第一串联结构包括第一电容和第一开关，第一开关的第一端与第一电容的一端通过第一节点串联；第二串联结构包括第二电容和第二开关，第二开关的第一端与第二电容的一端通过第二节点串联，第二电容的另一端与第一开关的第二端连接，第二开关的第二端与第一电容的另一端连接；第三开关的第一端与第一节点连接，第三开关的第二端与第二节点连接,第一开关和第二电容用于接收输入电压；第一开关和第二开关，用于在输入电压小于阈值电压时导通，在输入电压不小于阈值电压时断开；第三开关，用于在输入电压不小于阈值电压时导通，在输入电压小于阈值电压时断开。在输入电压小于阈值电压时，说明电容串并联切换电路当前处于低电压的应用场景。在此情况下，导通第一开关和第二开关，并断开第三开关，可以使第一电容和第二电容并联，所得到的等效容量为第一电容的电容容量和第二电容的电容容量之和，因此采用较小的电容容量的第一电容和第二电容便可以实现较大的等效容量，可见，本申请实施例有利于降低对第一电容和第二电容的电容容量的要求。在输入电压不小于阈值电压时，说明电容串并联切换电路当前处于高电压的应用场景。在此情况下，导通第三开关，并断开第一开关和第二开关，可以使第一电容和第二电容串联，所得到的等效耐压为第一电容的电容耐压和第二电容的电容耐压之和，因此采用较小的电容耐压的第一电容和第二电容便可以实现较大的等效耐压，可见，本申请实施例还有利于降低对第一电容和第二电容的电容耐压的要求。综上，采用本申请所提供的技术方案可以降低对电容串并联切换电路中电容的电容容量和/或耐压要求，使得电容串并联切换电路中可以采用更小电容容量和更低耐压的电容，而更小电容容量和更低耐压的电容往往具有更小的体积，因此本申请实施例进而有利于从整体上降低电容的占板面积。为了保护电容串并联切换电路的安全，示例性的，在电容串并联切换电路的初始状态下，第三开关导通，第一开关和第二开关断开。其中，初始状态也可以理解为默认状态，也就是说，在确定电容串并联切换电路的输入电压为高电压还是低电压之前，默认电容串并联切换电路处于能够适用高电压的状态。采用该实现方式，有利于防止由于输入电压过高而损坏电容串并联切换电路。需要指出的是，本申请实施例所提供的电容串并联切换电路存在多种可能的实现方式。例如，至少可以存在以下实现方式：实现方式一示例性的，电容串并联切换电路还可以包括第三电容，该第三电容与第二串联结构相并联。在高电压的应用场景下，电容串并联切换电路中的第一电容和第二电容串联，第三电容与第一电容和第二电容构成的串联路径相并联。在低电压的应用场景下，电容串并联切换电路中的第一电容、第二电容和第三电容相互并联。由此可见，增加第三电容，可以从整体上增加电容串并联切换电路的等效电容，有利于降低对第一电容和第二电容的电容容量的要求。实现方式二示例性的，第一串联结构可以包括多个并联的第一电容；和/或，第二串联结构也可以包括多个并联的第二电容。以第一串联结构为例，在第一串联结构中设置多个第一电容，有利于增加第一串联结构的电容容量，也有利于降低对单个第一电容的电容容量要求。第二串联结构同理，不再赘述。实现方式三示例性的，电容串并联切换电路可以包括至少一个第一串联结构、至少一个第二串联结构和至少一个第三开关；其中，至少一个第一串联结构和至少一个第二串联结构依次交替设置，且，任意相邻的第一串联结构和第二串联结构之间设置有一个第三开关。设置一个第一串联结构和一个第二串联结构可以实现两个电容的串并联切换。设置两个第一串联结构和一个第二串联结构，可以实现三个电容的串并联切换，设置多个第一串联结构和多个第二串联结构，可以实现四个及以上电容的串并联切换。在此情况下，可以更为精细的划分电容串并联切换电路的应用场景，针对不同的应用场景实现更为精细的控制。第二方面，本申请实施例还提供一种电子系统，该电子系统可以是充电器、直流电源等电子设备。第二方面中相应方案的技术效果可以参照第一方面中对应方案可以得到的技术效果，重复之处不予详述。示例性的，本申请实施例所提供的电子设备主要包括控制电路和如上述第一方面中任一项所提供的电容串并联切换电路。其中，控制电路分别与第一开关的控制端、第二开关的控制端和第三开关的控制端连接；控制电路可以在输入电压小于阈值电压时，导通第一开关和第二开关，并断开第三开关；在输入电压不小于阈值电压时，导通第三开关，并断开第一开关和第二开关。在一种可能的实现方式中，本申请实施例所提供的电子设备还可以包括检测电路。检测电路的一端与第一开关的第二端连接，检测电路的另一端与控制电路连接；检测电路可以检测输入电压；在输入电压小于阈值电压时，向控制电路发送第一检测信号；在输入电压不小于阈值电压时，向控制电路发送第二检测信号。在此情况下，控制电路可以在接收到第一检测信号时，导通第一开关和第二开关，并断开第三开关；在接收到第二检测信号时，导通第三开关，并断开第一开关和第二开关。为了保护电容串并联切换电路，控制电路在导通第一开关时，可以向第一开关的控制端发送第一驱动信号，该第一驱动信号的占空比由初始值递增至100％。由于电容串并联切换电路中的电容由串联向并联切换时，会使施加在第一电容(第二电容同理)两端的电压增大，进而导致第一电容的充电电流过大，存在损坏第一开关的风险。本申请实施例中第一驱动信号的占空比由初始值递增至100％，也就是说，控制电路通过第一驱动信号逐渐延长第一开关的导通时间，使第一电容的电压逐渐升高，从而有利于保护第一开关。示例性的，本申请实施例所提供的电子系统还可以包括第一驱动电路，该第一驱动电路的输入端与控制电路连接，第一驱动电路的输出端与第一开关的控制端连接；第一驱动电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电容串并联切换电路，其特征在于，包括第一串联结构、第二串联结构和第三开关；/n所述第一串联结构包括第一电容和第一开关，所述第一开关的第一端与所述第一电容的一端通过第一节点串联；/n所述第二串联结构包括第二电容和第二开关，所述第二开关的第一端与所述第二电容的一端通过第二节点串联，所述第二电容的另一端与所述第一开关的第二端连接，所述第二开关的第二端与所述第一电容的另一端连接；/n所述第三开关的第一端与所述第一节点连接，所述第三开关的第二端与所述第二节点连接,所述第一开关和所述第二电容用于接收输入电压；/n所述第一开关和所述第二开关，用于在所述输入电压小于阈值电压时导通，在所述输入电压不小于所述阈值电压时断开；/n所述第三开关，用于在所述输入电压不小于所述阈值电压时导通，在所述输入电压小于所述阈值电压时断开。/n

【技术特征摘要】
1.一种电容串并联切换电路，其特征在于，包括第一串联结构、第二串联结构和第三开关；
所述第一串联结构包括第一电容和第一开关，所述第一开关的第一端与所述第一电容的一端通过第一节点串联；
所述第二串联结构包括第二电容和第二开关，所述第二开关的第一端与所述第二电容的一端通过第二节点串联，所述第二电容的另一端与所述第一开关的第二端连接，所述第二开关的第二端与所述第一电容的另一端连接；
所述第三开关的第一端与所述第一节点连接，所述第三开关的第二端与所述第二节点连接,所述第一开关和所述第二电容用于接收输入电压；
所述第一开关和所述第二开关，用于在所述输入电压小于阈值电压时导通，在所述输入电压不小于所述阈值电压时断开；
所述第三开关，用于在所述输入电压不小于所述阈值电压时导通，在所述输入电压小于所述阈值电压时断开。


2.根据权利要求1所述的电容串并联切换电路，其特征在于，在初始状态下，所述第三开关导通，所述第一开关和所述第二开关断开。


3.根据权利要求1或2所述的电容串并联切换电路，其特征在于，所述电容串并联切换电路还包括第三电容，所述第三电容与所述第二串联结构相并联。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的电容串并联切换电路，其特征在于，所述第一串联结构具体包括多个并联的第一电容；和/或，所述第二串联结构具体包括多个并联的第二电容。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的电容串并联切换电路，其特征在于，所述电容串并联切换电路包括至少一个第一串联结构、至少一个第二串联结构和至少一个第三开关；
所述至少一个第一串联结构和所述至少一个第二串联结构依次交替设置，且，任意相邻的第一串联结构和第二串联结构之间设置有一个所述第三开关。


6.一种电子系统，其特征在于，包括控制电路和如权利要求1至5中任一项所述的电容串并联切换电路；所述控制电路分别与所述第一开关的控制端、所述第二开关的控制端和所述第三开关的控制端连接；
所述控制电路，用于：
在所述输入电压小于所述阈值电压时，导通所述第一开关和所述第二开关，并断开所述第三开关；
在所述输入电压不小于所述阈值电压时，导通所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘承勇，孙程豪，张学，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44