功率转换结构、系统、方法包括其的电子设备及芯片单元技术方案

本发明专利技术提出一种功率转换结构、系统、方法包括其的电子设备及芯片单元，涉及电源领域，通过将一开关电容串联支路连接在第一开关串联支路的第三端与接地端之间，可实现当功率转换结构需要工作在开关电容变换器模式时，从第一开关串联支路的第三端输出的电流的直流部分流向电感，仅交流分量流经导通的第一开关管，可大大减小第一开关管的导通损耗，提高功率转换结构的效率，并由于第一开关管的导通损耗较低，发热量少，则第一开关管的可选择空间更大，而可降低功率转换结构的成本，并仅需一个开关管就可以实现切换至开关电容变换器模式，而减少了开关管的数量，同时减少了导通损耗，提高了功率转换结构的效率，降低了成本，并节约了面积。节约了面积。节约了面积。

【技术实现步骤摘要】
功率转换结构、系统、方法包括其的电子设备及芯片单元


[0001]本专利技术涉及电源领域，尤其是功率转换结构、系统、方法包括其的电子设备及芯片单元。

技术介绍

[0002]随着技术的不断进步，各种电子设备，如便携式设备（包括移动电话、平板电脑、数码相机、MP3播放器、手表和/或其他类似的电子设备）已经流行起来。每个电子设备可以采用多个可充电的电池单元串联和/或并联连接而形成用于存储电能的可充电电池组。可充电电池组可由连接至电子设备的适配器和电子设备内的功率转换结构进行充电，以恢复电池的能量，可充电电池组可为各种类型的电池组，如锂离子（Li
‑
ion）电池组。
[0003]目前市场希望功率转换结构能在越来越短的时间内完成对电池组的充电，且同时希望功率转换结构体积小、效率高、成本低，以满足消费者对电子设备小型化、高效率和低成本的需求。
[0004]适用于给可充电电池组充电的功率转换结构多种多样。目前比较常用的为如图1所示的一现有技术的电池组充电系统示意图。图1中，适配器10提供母线电压Vbus至开关电容变换器21和开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率转换结构，其特征在于，包括：输入端，用于接收一输入电压；第一开关串联支路，包括串联连接的多个开关管，并包括第一端、第二端、第三端、第一上极板节点和第一下极板节点，所述第一开关串联支路的第一端连接所述输入端，所述第一开关串联支路的第二端连接一接地端，所述第一开关串联支路的第三端连接一电感的第一端；第一飞跨电容，连接在所述第一上极板节点与所述第一下极板节点之间；以及开关电容串联支路，包括第一端和第二端，所述开关电容串联支路的第一端连接所述第一开关串联支路的第三端，所述开关电容串联支路的第二端连接所述接地端，所述开关电容串联支路内包括串联连接的第一开关管和第一输出电容，所述第一开关管具有第一控制节点。2.根据权利要求1所述的功率转换结构，其特征在于，所述第一输出电容的第一端形成所述开关电容串联支路的第一端，所述第一输出电容的第二端连接所述第一开关管的第一端，所述第一开关管的第二端形成所述开关电容串联支路的第二端。3.根据权利要求1所述的功率转换结构，其特征在于，所述第一开关管的第一端形成所述开关电容串联支路的第一端，所述第一开关管的第二端连接所述第一输出电容的第一端，所述第一输出电容的第二端形成所述开关电容串联支路的第二端。4.根据权利要求1所述的功率转换结构，其特征在于，所述功率转换结构被配置为工作在第一工作模式，在所述第一工作模式中，所述第一开关管被配置为关断，所述第一开关串联支路、所述第一飞跨电容和所述电感被配置成三电平降压变换器。5.根据权利要求1所述的功率转换结构，其特征在于，所述功率转换结构被配置为工作在第二工作模式，在所述第二工作模式中，所述第一开关管被配置为导通，所述第一开关串联支路、所述第一飞跨电容和所述第一输出电容被配置成开关电容变换器。6.根据权利要求1所述的功率转换结构，其特征在于，还包括第二输出电容，连接在所述电感的第二端与所述接地端之间。7.根据权利要求1至6任一项所述的功率转换结构，其特征在于，所述第一开关串联支路包括串联连接的第二开关管、第三开关管、第四开关管和第五开关管，所述第二开关管连接在所述输入端与所述第一上极板节点之间，所述第二开关管具有第二控制节点，第三开关管连接在所述第一上极板节点与所述第一开关串联支路的第三端之间，所述第三开关管具有第三控制节点，所述第四开关管连接在所述第一开关串联支路的第三端与所述第一下极板节点之间，所述第四开关管具有第四控制节点，所述第五开关管连接在所述第一下极板节点与所述接地端之间，所述第五开关管具有第五控制节点。8.根据权利要求1所述的功率转换结构，其特征在于，还包括第二开关串联支路和第二飞跨电容，所述第二开关串联支路包括串联连接的多个开关管，并包括第一端、第二端、第三端、第二上极板节点和第二下极板节点，所述第二开关串联支路的第一端连接所述输入端，所述第二开关串联支路的第二端连接所述接地端，所述第二开关串联支路的第三端连接所述第一开关串联支路的第三端，所述第二飞跨电容连接在所述第二上极板节点与所述第二下极板节点之间。9.根据权利要求8所述的功率转换结构，其特征在于，所述第二开关串联支路包括串联
连接的第七开关管、第八开关管、第九开关管和第十开关管，所述第七开关管连接在所述输入端与所述第二上极板节点之间，所述第七开关管具有第七控制节点，第八开关管连接在所述第二上极板节点与所述第二开关串联支路的第三端之间，所述第八开关管具有第八控制节点，所述第九开关管连接在所述第二开关串联支路的第三端与所述第二下极板节点之间，所述第九开关管具有第九控制节点，第十开关管连接在所述第二下极板节点与所述接地端之间，所述第十开关管具有第十控制节点。10.一种功率转换系统，其特征在于，包括：权利要求1所述的功率转换结构；控制单元，连接所述功率转换结构内的开关管的控制节点，并且输出开关控制信号至所述功率转换结构内的开关管的控制节点，以将所述功率转换结构配置为工作在第一工作模式或第二工作模式，在所述第一工作模式中，所述第一开关管被配置为关断，所述第一开关串联支路、所述第一飞跨电容和所述电感被配置为三电平降压变换器；在所述第二工作模式中，所述第一开关管被配置为导通，所述第一开关串联支路、所述第一飞跨电容和所述第一输出电容被配置为开关电容变换器。11.一种电子设备，其特征在于，包括：权利要求1所述的功率转换结构；电池组，所述电池组的第一端通过一第六开关管连接所述电感的第二端，所述电池组的第二端接地；负载，所述负载连接在所述电感的第二端，以接收所述电感的第二端输出的电信号。12.一种功率转换方法，其特征在于，包括：将功率转换结构耦合到电池组，所述功率转换结构包括：输入端，用于接收一输入电压；第一开关串联支路，包括串联连接的多个开关管，并包括第一端、第二端、第三端、第一上极板节点和...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘成，詹福春，
申请(专利权)人：伏达半导体合肥有限公司，
类型：发明
国别省市：