一种直流直流变换器及电子设备制造技术

本申请公开了一种直流直流变换器及电子设备，包括：三个端口和

【技术实现步骤摘要】
一种直流直流变换器及电子设备


[0001]本申请涉及充电
，尤其涉及一种直流直流
(DCDC
，
Direct Current)
变换器及电子设备
。

技术介绍

[0002]目前，电子设备的充电速度要求越来越快，例如手机的快充技术一般可以在半小时充到
65
％以上的电量
。
因此，电子设备的充电一般采取高压快充的开关电容
(SC
，
Switch Capacitor)
实现快速充电，当快充到达一定电量以后，再切换到闭环的低压充电，例如
Buck
电路或者
BuckBoost
电路充电
。
一般电子设备中的
DCDC
变换器包括开环的
SC
变换器
+
闭环的
Buck
电路
/BuckBoost
电路
。
[0003]但是，现有技术中的
SC
变换器包括多个飞跨电容，例如一种
4:1
的降压
SC
电路
。
由于电路拓扑的原因，包括三个不同耐压的飞跨电容，其中一个耐压
5V、
一个
10V
，一个
15V。
由于三个飞跨电容的耐压不同，需要三个规格不同的电容，因此，三个电容的封装也不相同，尤其是耐压
15V
的电容所占体积比较大，致使整个电路板所占面积比较大，这不利于电子设备的精简化
。

技术实现思路

[0004]为了解决以上技术问题，本申请提供一种
DCDC
变换器及电子设备，能够减小电容所占的体积，进而降低整个电路板所占的面积
。
[0005]第一方面，本申请提供了一种直流直流
DCDC
变换器，包括：三个端口和
SC
电路；
DCDC
变换器为降压变换器时，第一端口作为电压输入端口，第二端口作为电压输出端口；
DCDC
变换器为升压变换器时，第一端口作为电压输出端口，第二端口作为电压输入端口，第三端口接地；
[0006]SC
电路包括三个电容和八个开关管；三个电容包括：第一电容
、
第二电容和第三电容；八个开关管包括：第一开关管
、
第二开关管
、
第三开关管
、
第四开关管
、
第五开关管
、
第六开关管
、
第七开关管和第八开关管；第一开关管连接在第一端口和第一节点之间，第二开关管连接在第一节点和第三节点之间；第一电容的第一端连接第一节点，第一电容的第二端通过第三开关管接地；第四开关管连接在第一电容的第二端和第二节点之间，第二电容连接在第二节点和第三端口之间；第五开关管连接在第二节点和第三节点之间；第三电容的第一端连接第三节点，第三电容的第二端通过第六开关管接地，第三电容的第二端还通过第七开关管连接第二端口，第八开关管连接在第三节点和第二端口之间
。
[0007]由于目前对于电子设备的轻薄化要求越来越高，因此，要求电子设备内部的充电电路的体积和所占的面积越小越好
。
为了缩小
DCDC
变换器所占的面积，本申请提供的
DCDC
变换器，包括三个电容和八个开关管，其中三个电容和八个开关管的连接关系决定了三个电容中的一个电容的一端接地，其余两个电容连接于开关管之间；由于以上的电路结构决定了第一电容和第二电容在电路中的耐压相同，例如第一电容和第二电容可以选用耐压均
为
10V
的电容器件，在电路中第三电容的耐压小于第一电容的耐压，例如第三电容可以选用耐压
5V
的电容器件，即
SC
电路中的电容有两个的规格相同，即只有两种规格的电容，但是传统中的
DCDC
变换器中包括三个或三个以上规格的电容，而且电容的最大耐压比本申请中的大，因此，本申请提供的
SC
电路中的电容的规格较小，对应的封装较小，从而可以节省
PCB
的面积和体积，另外，当电容的规格降低后，随之的电容寄生参数也降低，有利于
DCDC
变换器性能的提升
。
[0008]一种可能的实现方式，为了降低
SC
电路的损耗，本申请提供的
DCDC
变换器还可以包括电感，使电感与电容形成
LC
谐振，从而降低功耗，即
DCDC
变换器还包括：第一电感；第一电容的第一端通过第一电感连接第一节点
。
第一电感和第一电容
C1
形成
LC
串联谐振，当
DCDC
变换器中的开关频率为
k
时，保证
LC
串联谐振的谐振频率等于或小于开关频率
k
，其中小于时可以选择略小于，即接近开关频率
k
[0009]一种可能的实现方式，本申请提供的
DCDC
变换器除了包括第一电感以外，还可以包括第二电感，即可以实现第一电容和第三电容均有对应的电感形成
LC
串联谐振
。
即
DCDC
变换器还包括：第二电感；第八开关管与第五开关管的公共端通过第二电感连接第三节点
。
当
DCDC
变换器包括第一电感和第二电感时，形成两个谐振腔
。
第二电感的感值和第三电容的容值的取值需要满足谐振频率与开关频率之间的关系，即谐振频率需要等于或略小于开关频率
。
[0010]一种可能的实现方式，为了降低功耗，
DCDC
变换器除了采用以上包括第一电感和第二电感的方式以外，还可以采用另一种方式，即不利用电容和电感形成谐振腔，而是在整体变换器的输出端连接一个第三电感；第八开关管与第七开关管的公共端通过第三电感连接第二端口
。
当
SC
电路中开关管的开关频率为
k
时，参数设计保证
SC
电路中部分电容与第三电感
L3
构成谐振电路，其谐振频率等于或略小于开关频率
k。
[0011]一种可能的实现方式，还包括：控制器，用于控制第一开关管
、
第四开关管
、
第六开关管和第八开关管的导通时序相同，控制第二开关管
、
第三开关管
、
第五开关管
、
第七开关管的导通时序相同且与第一开关管的导通时序反相；第一端口的电压为第二端口电压的4倍
。
[0012]一种可能的实现方式，还包括：控制器；控制器，用于控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种直流直流
DCDC
变换器，其特征在于，包括：第一端口
、
第二端口
、
第三端口和开关电容
SC
电路；所述
DCDC
变换器为降压变换器时，所述第一端口作为电压输入端口，所述第二端口作为电压输出端口；所述
DCDC
变换器为升压变换器时，所述第一端口作为电压输出端口，所述第二端口作为电压输入端口，所述第三端口接地；所述
SC
电路包括三个电容和八个开关管；所述三个电容包括：第一电容
、
第二电容和第三电容；所述八个开关管包括：第一开关管
、
第二开关管
、
第三开关管
、
第四开关管
、
第五开关管
、
第六开关管
、
第七开关管和第八开关管；所述第一开关管连接在所述第一端口和第一节点之间，所述第二开关管连接在所述第一节点和第三节点之间；所述第一电容的第一端连接所述第一节点，所述第一电容的第二端通过所述第三开关管接地；所述第四开关管连接在所述第一电容的第二端和第二节点之间，所述第二电容连接在所述第二节点和所述第三端口之间；所述第五开关管连接在所述第二节点和所述第三节点之间；所述第三电容的第一端连接所述第三节点，所述第三电容的第二端通过所述第六开关管接地，所述第三电容的第二端还通过所述第七开关管连接所述第二端口，所述第八开关管连接在所述第三节点和所述第二端口之间
。2.
根据权利要求1所述的
DCDC
变换器，其特征在于，还包括：第一电感；所述第一电容的第一端通过所述第一电感连接所述第一节点
。3.
根据权利要求1或2所述的
DCDC
变换器，其特征在于，还包括：第二电感；所述第八开关管与所述第五开关管的公共端通过所述第二电感连接所述第三节点
。4.
根据权利要求1所述的
DCDC
变换器，其特征在于，还包括：第三电感；所述第八开关管与所述第七开关管的公共端通过所述第三电感连接所述第二端口
。5.
根据权利要求1‑4任一项所述的
DCDC
变换器，其特征在于，还包括：控制器；所述控制器，用于控制所述第一开关管
、
所述第四开关管
、
所述第六开关管和所述第八开关管的导通时序相同，控制所述第二开关管
、
所述第三开关管
、
所述第五开关管
、
所述第七开关管的导通时序相同且与所述第一开关管的导通时序反相；所述第一端口的电压为所述第二端口电压的4倍
。6.
根据权利要求1‑4任一项所述的
DCDC
变换器，其特征在于，还包括：控制器；所述控制器，用于控制所述第一开关管
、
所述第四开关管
、
所述第五开关管和所述第七开关管的导通时序...

【专利技术属性】
技术研发人员：申朋朋，胡章荣，宋俊，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：