一种电压转换电路与充电器制造技术

本申请公开了一种电压转换电路与充电器，涉及电子电路技术领域，电压转换电路包括：第一储能模块、第二储能模块、第三储能模块与控制模块。第一储能模块包括第一电容、第一开关、第二开关与第三开关，第一开关、第二开关与第三开关依次串联，第一开关与第二开关组成的电路与第一电容并联。第二储能模块包括第二电容、第四开关、第五开关与第六开关，第四开关、第五开关与第六开关依次串联，第四开关与第五开关组成的电路与第二电容并联。第三储能模块包括第三电容、第七开关、第八开关、第九开关与第十开关。控制模块用于控制开关的导通与关断，以使输入端与输出端的电压比值为2N：1。通过上述方式，能够提供一种成本较低的电压转换电路。电路。电路。

【技术实现步骤摘要】
一种电压转换电路与充电器


[0001]本申请涉及电子电路
，特别是涉及一种电压转换电路与充电器。

技术介绍

[0002]随着手机快速充电的普及，电荷泵电压变换电路凭借其高功率转换效率逐渐得到越来越广泛的应用。单节电池的快充功率也从最初的25W提升到今天的65W。对应的USB适配器的速出电压也从最初的10V提升到20V。最基本的2:1电荷泵已经不能满足20V USB适配器输入电压给单节电池快充的需求。4:1电荷泵并兼容2：1功能取而代之，用以20V到5V的4：1电压转换。
[0003]在相关技术中，常见的4:1电荷泵电路如图1所示。然而，该电路的电路结构较为复杂，所需的电路元件的数量较多，从而导致成本较高。

技术实现思路

[0004]本申请旨在提供一种电压转换电路与充电器，能够提供一种成本较低的电压转换电路。
[0005]为实现上述目的，第一方面，本申请提供一种电压转换电路，包括：输入端、输出端、第一储能模块、第二储能模块、第三储能模块与控制模块；所述第一储能模块包括第一电容、第一开关、第二开关与第三开关，所述第一开关、所述第二开关与所述第三开关依次串联组成第一支路，所述第一支路的第一端接地，且所述第一开关与所述第二开关组成的电路与所述第一电容并联连接，所述第一开关与所述第二开关之间的连接点与所述输出端连接，其中，所述第三开关的一端为所述第一支路的第一端，所述第一开关的一端为所述第一支路的第二端；所述第二储能模块包括第二电容、第四开关、第五开关与第六开关，所述第四开关、所述第五开关与所述第六开关依次串联组成第二支路，所述第二支路的第一端接地，且所述第四开关与所述第五开关组成的电路与所述第二电容并联连接，所述第四开关与所述第五开关之间的连接点与所述输出端连接，其中，所述第六开关的一端为所述第二支路的第一端，所述第四开关的一端为所述第二支路的第二端；所述第三储能模块包括第三电容、第七开关、第八开关、第九开关与第十开关，所述第七开关、所述第三电容与所述第八开关依次串联组成第三支路，所述第三支路的第一端接地，所述第三支路的第二端与所述输入端连接，且所述第七开关与所述第三电容之间的连接点通过所述第九开关与所述第一支路的第二端连接，所述第八开关与所述第三电容之间的连接点通过所述第十开关与所述第二支路的第二端连接，其中，所述第七开关的一端为所述第三支路的第一端，所述第八开关的一端为所述第三支路的第二端；所述控制模块分别与所述第一储能模块、所述第二储能模块以及所述第三储能模块中的各开关连接，所述控制模块用于控制所述各开关的导通与关断，以使所述输入端的电压与所述输出端的电压的比值为2N：1，其中，N为正整数。
[0006]在一种可选的方式中，所述控制模块进一步用于：在一个工作周期的开始时刻，控制所述第二开关、所述第四开关、所述第六开关、所述第八开关与所述第九开关导通，并控制其他开关关断；在一个工作周期的中间时刻，控制所述第一开关、所述第三开关、所述第五开关、所述第七开关与所述第十开关导通，并控制其他开关关断；其中，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关、所述第六开关、所述第七开关、所述第八开关、所述第九开关与所述第十开关均以50%的占空比交替导通与关断，以使所述输入端的电压与所述输出端的电压的比值为4：1。
[0007]在一个工作周期的开始时刻，控制所述第二开关，所述第八开关和所述第九开关导通，并控制所述第一开关、所述第三开关、所述第五开关、所述第七开关与所述第十开关关断，以及控制所述第四开关与所述第六开关中的至少一个关断；在一个工作周期的开始时刻与中间时刻之间的任一时刻，控制所述第四开关与所述第六开关同时导通；在一个工作周期的中间时刻，控制所述第五开关、所述第七开关、所述第十开关导通，并控制所述第二开关、所述第四开关、所述第六开关、所述第八开关和所述第九开关关断，以及控制所述第一开关和所述第三开关中至少一个关断；在一个工作周期的中间时刻与结束时刻之间的任一时刻，控制所述第一开关与所述第三开关同时导通；其中，所述第二开关、所述第五开关、所述第七开关、所述第八开关、所述第九开关和所述第十开关均以50%的占空比交替导通与关断，所述第一开关与所述第三开关中的至少一个以及所述第四开关与所述第六开关中的至少一个以小于50%的占空比交替导通，以使所述输入端的电压与所述输出端的电压的比值为4：1。
[0008]在一种可选的方式中，所述第三储能模块还包括第十一开关，所述第十一开关的第一端与所述控制模块连接，所述第七开关和第三电容之间的连接点与所述第十一开关的第二端连接，所述第十一开关的第三端与所述输入端连接；所述控制模块还用于：控制所述第八开关与所述第十一开关导通，并控制所述第七开关关断；在一个工作周期的开始时刻，控制所述第一开关、所述第三开关、所述第五开关与所述第十开关导通，并控制所述第二开关、所述第四开关、所述第六开关与所述第九开关关断；在一个工作周期的中间时刻，控制所述第二开关、所述第四开关、所述第六开关与所述第九开关导通，并控制所述第一开关、所述第三开关、所述第五开关与所述第十开关关断；其中，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关、所述第六开关、所述第九开关与所述第十开关均以50%的占空比交替导通与关断，以使所述输入端的电压与所述输出端的电压的比值为2：1。
[0009]在一种可选的方式中，所述第一储能模块还包括第十二开关与第四电容，所述第二储能模块还包括第十三开关与第五电容；所述第十二开关与所述第四电容串联组成第四支路，所述第四支路的第一端与所
述第一支路的第二端连接，所述第五开关与所述第六开关之间的连接点与所述第四支路的第二端连接，所述第十二开关与所述第四电容之间的连接点与所述第九开关的第二端连接，其中，所述第十二开关的一端为所述第四支路的第一端，所述第四电容的一端为所述第四支路的第二端；所述第十三开关与所述第五电容串联组成第五支路，所述第五支路的第一端与所述第二支路的第二端连接，所述第二开关与所述第三开关之间的连接点与所述第五支路的第二端连接，所述第十三开关与所述第五电容之间的连接点与所述第十开关的第二端连接，其中，所述第十三开关的一端为所述第五支路的第一端，所述第五电容的一端为所述第五支路的第二端；其中，所述控制模块分别与所述第十二开关及所述第十三开关连接。
[0010]在一种可选的方式中，所述控制模块进一步用于：在一个工作周期的开始时刻，控制所述第一开关、所述第三开关、所述第五开关、所述第八开关、所述第九开关、所述第十三开关导通，并控制其他开关关断；在一个工作周期的中间时刻，控制所述第二开关、所述第四开关、所述第六开关、所述第七开关、所述第十开关、所述第十二开关导通，并控制其他开关关断；其中，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关、所述第六开关、所述第七开关、所述第八开关、所述第九开关、所述第十开关、所述第十二开关与所述第十三开关均以50%的占空比交替导通与关断，以使所述输入端的电压与所述输出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电压转换电路，其特征在于，包括：输入端、输出端、第一储能模块、第二储能模块、第三储能模块与控制模块；所述第一储能模块包括第一电容、第一开关、第二开关与第三开关，所述第一开关、所述第二开关与所述第三开关依次串联组成第一支路，所述第一支路的第一端接地，且所述第一开关与所述第二开关组成的电路与所述第一电容并联连接，所述第一开关与所述第二开关之间的连接点与所述输出端连接，其中，所述第三开关的一端为所述第一支路的第一端，所述第一开关的一端为所述第一支路的第二端；所述第二储能模块包括第二电容、第四开关、第五开关与第六开关，所述第四开关、所述第五开关与所述第六开关依次串联组成第二支路，所述第二支路的第一端接地，且所述第四开关与所述第五开关组成的电路与所述第二电容并联连接，所述第四开关与所述第五开关之间的连接点与所述输出端连接，其中，所述第六开关的一端为所述第二支路的第一端，所述第四开关的一端为所述第二支路的第二端；所述第三储能模块包括第三电容、第七开关、第八开关、第九开关与第十开关，所述第七开关、所述第三电容与所述第八开关依次串联组成第三支路，所述第三支路的第一端接地，所述第三支路的第二端与所述输入端连接，且所述第七开关与所述第三电容之间的连接点通过所述第九开关与所述第一支路的第二端连接，所述第八开关与所述第三电容之间的连接点通过所述第十开关与所述第二支路的第二端连接，其中，所述第七开关的一端为所述第三支路的第一端，所述第八开关的一端为所述第三支路的第二端；所述控制模块分别与所述第一储能模块、所述第二储能模块以及所述第三储能模块中的各开关连接，所述控制模块用于控制所述各开关的导通与关断，以使所述输入端的电压与所述输出端的电压的比值为2N：1，其中，N为正整数。2.根据权利要求1所述的电压转换电路，其特征在于，所述控制模块进一步用于：在一个工作周期的开始时刻，控制所述第二开关、所述第四开关、所述第六开关、所述第八开关与所述第九开关导通，并控制其他开关关断；在一个工作周期的中间时刻，控制所述第一开关、所述第三开关、所述第五开关、所述第七开关与所述第十开关导通，并控制其他开关关断；其中，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关、所述第六开关、所述第七开关、所述第八开关、所述第九开关与所述第十开关均以50%的占空比交替导通与关断，以使所述输入端的电压与所述输出端的电压的比值为4：1。3.根据权利要求1所述的电压转换电路，其特征在于，所述控制模块进一步用于：在一个工作周期的开始时刻，控制所述第二开关，所述第八开关和所述第九开关导通，并控制所述第一开关、所述第三开关、所述第五开关、所述第七开关与所述第十开关关断，以及控制所述第四开关与所述第六开关中的至少一个关断；在一个工作周期的开始时刻与中间时刻之间的任一时刻，控制所述第四开关与所述第六开关同时导通；在一个工作周期的中间时刻，控制所述第五开关、所述第七开关、所述第十开关导通，并控制所述第二开关、所述第四开关、所述第六开关、所述第八开关和所述第九开关关断，以及控制所述第一开关和所述第三开关中至少一个关断；在一个工作周期的中间时刻与结束时刻之间的任一时刻，控制所述第一开关与所述第
三开关同时导通；其中，所述第二开关、第四开关、所述第五开关、所述第六开关、所述第七开关、第八开关、第九开关和所述第十开关均以50%的占空比交替导通与关断，所述第一开关与所述第三开关中的至少一个以及所述第四开关与所述第六开关中的至少一个以小于50%的占空比交替导通，以使所述输入端的电压与所述输出端的电压的比值为4：1。4.根据权利要求1所述的电压转换电路，其特征在于，所述第三储能模块还包括第十一开关，所述第十一开关的第一端与所述控制模块连接，所述第七开关和第三电容之间的连接点与所述第十一开关的第二端连接，所述第十一开关的第三端与所述输入端连接；所述控制模块还用于：控制所述第八开关与所述第十一开关导通，并控制所述第七开关关断；在一个工作周期的开始时刻，控制所述第一开关、所述第三开关、所述第五开关与所述第十开关导通，并控制所述第二开关、所述第四开关、所述第六开关与所述第九开关关断；在一个工作周期的中间时刻，控制所述第二开关、所述第四开关、所述第六开关与所述第九开关导通，并控制所述第一开关、所述第三开关、所述第五开关与所述第十开关关断；其中，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关、所述第六开关、所述第九开关与所述第十开关均以50%的占空比交替导通与关断，以使所述输入端的电压与所述输出端的电压的比值为2：1。5.根据权利要求1所述的电压转换电路，其特征在于，所述第一储能模块还包括第十二开关与第四电容，所述第二储能模块还包括第十三开关与第五电容；所述第十二开关与所述第四电容串联组成第四支路，所述第四支路的第一端与所述第一支路的第二端连接，所述第五开关与所述第六开关之间的连接点与所述第四支路的第二端连接，所述第十二开关与所述第四电容之间的连接点与所述第九开关的第二端连接，其中，所述第十二开关的一端为所述第四支路的第一端，所述第四电容的一端为所述第四支路的第二端；所述第十三开关与所述第五电容串联组成第五支路，所述第五支路的第一端与所述第二支路的第二端连接，所述第二开关与所述第三开关之间的连接点与所述第五支路的第二端连接，所述第十三开关与所述第五电容之间的连接点与所述第十开关的第二端连接，其中，所述第十三开关的一端为所述第五支路的第一端，所述第五电容的一端为所述第五支路的第二端；其中，所述控制模块分别与所述第十二开关及所述第十三开关连接。6.根据权利要求5所述的电压转换电路，其特征在于，所述控制模块进一步用于：在一个工作周期的开始时刻，控制所述第一开关、所述第三开关、所述第五开关、所述第八开关、所述第九开关、所述第十三开关导通，并控制其他开关关断；在一个工作周期的中间时刻，控制所述第二开关、所述第四开关、所述第六开关、所述第七开关、所述第十开关、所述第十二开关导通，并控制其他开关关断；其中，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关、所述第六开关、所述第七开关、所述第八开关、所述第九开关、所述第十开关、所述第十二开关与所述第十三开关均以50%的占空比交替导通与关断，以使所述输入端的电压与所述输出端的电压的比值为6：1。
7.根据权利要求5所述的电压转换电路，其特征在于，所述第一储能模块还包括第十四开关与第六电容，所述第二储能模块还包括第十五开关与第七电容；所述第十四开关与所述第六电容串联组成第六支路，所述第十二开关与所述第四电容之间的连接点与所述第六支路的第一端连接，所述第二开关与所述第三开关之间的连接点与所述第六支路的第二端连接，所述第十四开关与所述第六电容之间的连接点与所述第九开关的第二端连接，其中，所述第十四开关的一端为所述第六支路的第一端，所述第六电容的一端为所述第六支路的第二端；所述第十五开关与所述第七电容串联组成第七支路，所述第十三开关与所述第五电容之间的连接点与所述第七支路的第一端连接，所述第五开关与所述第六开关之间的连接点与所述第七支路的第二端连接，所述第十五开关与所述第七电容之间的连接点与所述第十开关的第二端连接，其中，所述第十五开关的一端为所述第七支路的第一端，所述第七电容的一端为所述第七支路的第二端；其中，所述控制模块分别与所述第十四开关及所述第十五开关连接。8.根据权利要求7所述的电压转换电路，其特征在于，所述控制模块进一步用于：在一个工作周期的开始时刻，控制所述第一开关、所述第三开关、所述第五开关、所述第七开关、所述第十开关、所述第十三开关和所述第十四开关导通，并控制其他开关关断；在一个工作周期的中间时刻，控制所述第二开关、所述第四开关、所述第六开关、所述第八开关、所述第九开关、所述第十二开关与所述第十五开关导通，并控制其他开关关断；其中，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关、所述第六开关、所述第七开关、所述第八开关、所述第九开关、所述第十开关、所述第十二开关、所述第十三开关、所述第十四开关与所述第十五开关均以50%的占空比交替导通与关断，以使所述输入端的电压与所述输出端的电压的比值为8：1。9.根据权利要求1所述的电压转换电路，其特征在于，所述第三储能模块还包括第八电容、第十六开关、第十七开关、第十八开关与第十九开关；所述第十六开关、第八电容与第十七开关依次串联组成第八支路，所述第八支路的第一端接地，所述第八支路的第二端与所述输入端连接，且所述第十六开关与所述第八电容之间的连接点通过所述第十八开关与所述第二支路的第二端连接，所述第十七开关与所述第八电容之间的连接点通过所述第十九开关与所述第一支路的第二端连接，其中，所述第十六开关的一端为所述第八支路的第一端，所述第十七开关的一端为所述第八支路的第二端；其中，所述控制模块与所述第十六开关、所述第十七开关、所述第十八开关及所述第十九开关连接。10.根据权利要求9所述的电压转换电路，其特征在于，所述控制模块进一步用于：在一个工作周期的开始时刻，控制所述第二开关、所述第四开关、所述第六开关、所述第八开关、所述第九开关、所述第十六开关与所述第十九开关导通，并控制其他开关关断；在一个工作周期的中间时刻，控制所述第一开关、所述第三开关、所述第五开关、所述第七开关、所述第十开关、所述第十七开关与所述第十八开关导通，并控制其他开关关断；其中，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第五开关、所述第六开关、所述第七开关、所述第八开关、所述第九开关、所述第十开关、所述第十六开
关、所述第十七开关、所述第十八开关与所述第十九开关均以50%的占空比交替导通与关断，以使所述输入端的电压与所述输出端的电压的比值为4：1。11.根据权利要求9所述的电压转换电路，其特征在于，所述控制模块进一步用于：在一个工作周期的开始时刻，控制所述第二开关、所述第八开关、所述第九开关、所述第十六开关与所述第十九开关导通，并控制所述第一开关、所述第三开关、所述第五开关、所述第七开关、所述第十开关、所述第十七开关与所述第十八开关关断，以及控制所述第四开关与所述第六开关中的至少一个关断；在一个工作周期的开始时刻与中间时刻之间的任一时刻，控制所述第四开关与所述第六开关同时导通；在一个工作周期的中间时刻，控制所述第五开关、所述第七开关、所述第十开关、所述第十七开关与所述第十八开关导通，并控制所述第二开关、所述第四开关、所述第六开关、所述第八开关、所述第九开关、所述第十六开关与所述第十九开关关断，同时控制所述第一开关与所述第三开关中的至少一个关断；在一个工作周期的中间时刻与结束时刻之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘锐，杨松楠，
申请(专利权)人：广东希荻微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：