CN207853759U - 一种升压电路及电子设备 - Google Patents
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Abstract
涉及电路技术领域,尤其涉及一种升压电路及电子设备,在Boost升压电路之前设置了电荷泵升压电路以对Boost升压电路的输入电压进行预升压,使得与只采用Boost升压电路进行升压相比,Boost升压电路的输入、输出电压的压差减小,进而使得Boost升压电路的损耗降低;另外,电荷泵升压电路中不包含感性元件,仅通过容性元件充放电实现升压,转换效率高、损耗低;因此,当升压幅度较大时,整个升压电路的转换效率仍然较高、损耗仍然较低,避免了升压电路的损耗会随着升压幅度变大而变大的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路技术领域,尤其涉及一种升压电路及电子设备。
背景技术
目前的便携式电子设备,如智能手机、平板电脑等,大都采用锂电池供电,在电子设备的电路系统中,有些模块的供电电压是高于电池电压的,因此,需要在电子设备的电路系统中设置升压电路来支持这些模块的工作。
现有技术的升压电路大部分采用Boost升压电路,如图1所示,其为Boost升压电路的拓扑结构示意图;包括电感L,电容C1和C2,开关S1和S2。Boost升压电路的工作进程分为两个阶段:第一阶段,S1导通,S2断开,L储能,C2放电为负载提供电能;第二阶段,S1断开,S2导通,L为负载提供电能并为C2充电。设S1的导通时间为t1,关断时间为t2,则工作周期T=t1+t2,占空比D=t1/T,输出电压V_out=V_in/1-D,其中,V_in为输入电压。
图2为一种具体的Boost升压电路的电路结构示意图,其中,开关S1具体为MOS(Metal-Oxide-Semiconductor,金属-绝缘体-半导体)管Q,开关S2具体为肖特基二极管D1,则对于电流连续模式,该电路中的损耗为:
电感的损耗:其中,Io为输出电流,为铜损,Pc o为re铁损;开关Q的损耗:其中,RDS(on)为开关Q的导通阻抗,tr和tf分别为开关Q导通和关闭的开关时间,fs为开关Q的开关频率,QGate为开关Q的等效电容;
肖特基二极管D1的损耗:PD1=VDF·Io;其中,VDF为肖特基二极管D1的正向导通电压。
由V_out=V_in/1-D可知,Boost升压电路的输入电压与输出电压相差越大,即升压幅度越大,则1-D的值越小,那么在其它条件不变的情况下,电感的损耗和开关Q的损耗也会变大;也就是说,现有的升压电路存在当升压幅度较大时,升压电路的损耗也较大的问题。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种升压电路及电子设备,用以解决现有电子设备的升压电路存在的当升压幅度较大时,升压电路的损耗也较大的问题。
本实用新型实施例提供了一种升压电路,包括电荷泵升压电路和Boost升压电路,其中:
所述电荷泵升压电路,用于将设定输入电源的电压升压至设定电压值并输出至所述Boost升压电路;
所述Boost升压电路,用于将所述设定电压值升压至设定目标电压值。
优选地,所述电荷泵升压电路包括电荷泵升压子电路;
任一电荷泵升压子电路包括第一电容模块和第二电容模块,在第一阶段,所述第一电容模块与所述任一电荷泵升压子电路的直流输入串联并放电,以对所述第二电容模块充电并提供输出的直流电;第二阶段,所述任一电荷泵升压子电路的直流输入对所述第一电容模块充电,所述第二电容模块放电以提供输出的直流电;其中,所述任一电荷泵升压子电路的直流输入为所述设定输入电源或所述任一电荷泵升压子电路的前级电荷泵升压子电路的直流输出。
优选地,所述电荷泵升压电路包括两个以上串联的电荷泵升压次级电路;其中,任一所述电荷泵升压次级电路包括一个所述电荷泵升压子电路或两个以上并联的所述电荷泵升压子电路。
优选地,所述电荷泵升压电路包括一个电荷泵升压次级电路;其中,任一所述电荷泵升压次级电路包括两个以上并联的所述电荷泵升压子电路。
优选地,所述任一电荷泵升压子电路还包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关,其中:
所述第一开关的输入端与所述第三开关的输入端连接,相连后的接线端为所述任一电荷泵升压子电路的输入端;所述第一开关的输出端与所述第二开关的输入端以及所述第一电容模块的一端连接;所述第三开关的输出端与所述第一电容模块的另一端、以及所述第四开关的输入端连接;所述第二开关的输出端与所述第二电容模块的一端连接,相连后的接线端为所述任一电荷泵升压子电路的输出端;所述第四开关的输出端以及所述第二电容模块的另一端均接地;
所述任一电荷泵升压子电路用于,在第一阶段,关断所述第一开关和所述第四开关,导通所述第二开关和所述第三开关;在第二阶段,关断所述第二开关和所述第三开关,导通所述第一开关和所述第四开关。
进一步可选地,所述升压电路还包括控制器,用于在第一阶段,向所述电荷泵升压电路发送第一控制信号,以关断所述第一开关和所述第四开关,导通所述第二开关和所述第三开关;在第二阶段,向所述电荷泵升压电路发送第二控制信号,以关断所述第二开关和所述第三开关,导通所述第一开关和所述第四开关。
进一步可选地,所述任一电荷泵升压子电路还包括第三电容模块,所述第三电容模块的一端与所述任一电荷泵升压子电路的输入端连接,另一端接地;
所述第三电容模块,用于对所述任一电荷泵升压子电路的直流输入进行稳压。
优选地,所述Boost升压电路包括一个Boost升压子电路或两个以上并联的Boost升压子电路。
优选地,所述升压电路还包括控制器,用于根据所述升压电路连接的负载的额定电压值,向所述Boost升压电路发送第三控制信号,使得所述Boost升压电路将所述设定电压值升压至所述额定电压值。
相应地,本实用新型实施例还提供了一种电子设备,包括上述的升压电路。
相应地,本实用新型实施例还提供了一种升压方法,应用于升压电路,所述升压电路包括电荷泵升压电路以及Boost升压电路,所述方法包括:
控制所述电荷泵升压电路将设定输入电源的电压升压至设定电压值并输出至所述Boost升压电路;
控制所述Boost升压电路将所述设定电压值升压至设定目标电压值。
优选地,所述电荷泵升压电路包括电荷泵升压子电路,任一电荷泵升压子电路包括第一电容模块和第二电容模块,控制所述电荷泵升压电路将设定输入电源的电压升压至设定电压值,是通过以下方式实现的:
针对任一电荷泵升压子电路,在第一阶段,控制所述第一电容模块与所述任一电荷泵升压子电路的直流输入串联并放电,以对所述第二电容模块充电并提供输出的直流电;第二阶段,控制所述任一电荷泵升压子电路的直流输入对所述第一电容模块充电,所述第二电容模块放电以提供输出的直流电;
其中,所述任一电荷泵升压子电路的直流输入为所述设定输入电源或所述任一电荷泵升压子电路的前级电荷泵升压子电路的直流输出。
优选地,控制所述电荷泵升压电路将设定输入电源的电压升压至设定电压值并输出至所述Boost升压电路,具体包括:
控制两个以上串联的电荷泵升压次级电路将设定输入电源的电压升压至设定电压值并输出至所述Boost升压电路;其中,任一所述电荷泵升压次级电路包括一个所述电荷泵升压子电路或两个以上并联的所述电荷泵升压子电路;或者,
控制一个电荷泵升压次级电路块将设定输入电源的电压升压至设定电压值并输出至所述Boost升压电路;其中,任一所述电荷泵升压次级电路包括两个以上并联的所述电荷泵升压子电路。
优选地,所述任一电荷泵升压子电路还包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关,所述第一开关的输入端与所述第三开关的输入端连接,相连后的接线端为所述任一电荷泵升压子电路的输入端;所述第一开关的输出端与所述第二开关的输入端以及所述第一电容模块的一端连接;所述第三开关的输出端与所述第一电容模块的另一端、以及所述第四开关的输入端连接;所述第二开关的输出端与所述第二电容模块的一端连接,相连后的接线端为所述任一电荷泵升压子电路的输出端;所述第四开关的输出端以及所述第二电容模块的另一端均接地;
控制所述电荷泵升压电路将设定输入电源的电压升压至设定电压值并输出至所述Boost升压电路,具体包括:
针对所述任一电荷泵升压子电路,在第一阶段,控制所述第一开关和所述第四开关关断,所述第二开关和所述第三开关导通;在第二阶段,控制所述第二开关和所述第三开关关断,所述第一开关和所述第四开关导通。
可选地,所述控制所述Boost升压电路将所述设定电压值升压至设定目标电压值,具体包括:
控制一个Boost升压子电路或两个以上并联的Boost升压子电路将所述设定电压值升压至设定目标电压值。
本实用新型有益效果如下:
本实用新型实施例提供了一种升压电路及电子设备,电荷泵升压电路可将设定输入电源的电压升压至设定电压值并输出至Boost升压电路;Boost升压电路可将所述设定电压值升压至设定目标电压值。也就是说,在Boost升压电路之前设置了电荷泵升压电路以对Boost升压电路的输入电压进行预升压,使得与只采用Boost升压电路进行升压相比,Boost升压电路的输入、输出电压的压差减小,进而使得Boost升压电路的损耗降低;另外,电荷泵升压电路中不包含感性元件,仅通过容性元件充放电实现升压,转换效率高、损耗低;因此,当升压幅度较大时,整个升压电路的转换效率仍然较高、损耗仍然较低,避免了升压电路的损耗会随着升压幅度变大而变大的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1所示为现有技术的Boost升压电路的拓扑结构示意图;
图2所示为现有技术的Boost升压电路的一种具体的电路结构示意图;
图3所示为本实用新型实施例中的升压电路的结构示意图;
图4(a)所示为本实用新型实施例中的电荷泵升压子电路在第一阶段的等效电路示意图;
图4(b)所示为本实用新型实施例中的电荷泵升压子电路在第二阶段的等效电路示意图;
图5所示为本实用新型实施例中的电荷泵升压子电路的结构示意图;
图6所示为本实用新型实施例中的电荷泵升压子电路的另一种结构示意图;
图7(a)所示为本实用新型实施例中的电荷泵升压子电路在第一阶段的另一种等效电路示意图;
图7(b)所示为本实用新型实施例中的电荷泵升压子电路在第二阶段的另一种等效电路示意图;
图8所示为本实用新型实施例二中的升压方法的步骤流程图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本实用新型保护的范围。
实施例一:
本实用新型实施例一提供了一种升压电路,可应用于智能手机、平板电脑、智能手表、电子阅读器等电子设备。具体地,如图3所示,其为本实用新型实施例一中所述升压电路的结构示意图,可包括电荷泵升压电路301和Boost升压电路302,其中:
所述电荷泵升压电路301,可用于将设定输入电源的电压升压至设定电压值并输出至所述Boost升压电路302;
所述Boost升压电路302,可用于将所述设定电压值升压至设定目标电压值。
也就是说,在Boost升压电路302之前设置了电荷泵升压电路301以对Boost升压电路302的输入电压进行预升压,使得与只采用Boost升压电路进行升压相比,Boost升压电路302的输入、输出电压的压差减小,进而使得Boost升压电路302的损耗降低;另外,电荷泵升压电路301中不包含感性元件,仅通过容性元件充放电实现升压,转换效率高、损耗低;因此,当升压幅度较大时,整个升压电路的转换效率仍然较高、损耗仍然较低,避免了升压电路的损耗会随着升压幅度变大而变大的问题。
优选地,所述电荷泵升压电路301可包括电荷泵升压子电路;任一电荷泵升压子电路包括第一电容模块C1和第二电容模块C2,在第一阶段T1,如图4(a)所示,其为所述任一电荷泵升压子电路在T1的等效电路示意图,所述第一电容模块与所述任一电荷泵升压子电路的直流输入串联并放电,以对所述第二电容模块充电并提供输出的直流电;第二阶段T2,如图4(b)所示,其为所述任一电荷泵升压子电路在T2的等效电路示意图,所述任一电荷泵升压子电路的直流输入对所述第一电容模块C1充电,所述第二电容模块C2放电以提供输出的直流电;其中,所述任一电荷泵升压子电路的直流输入为所述设定输入电源或所述任一电荷泵升压子电路的前级电荷泵升压子电路的直流输出。
具体地,设任一电荷泵升压子电路的设定工作周期T(可根据实际情况灵活设定),第一阶段T1以及第二阶段T2各占所述设定工作周期T的1/2,第二电容模块C2的充放电占空比为50%,则第二电容模块C2的电压值等于所述任一电荷泵升压子电路的直流输入的电压值与第一电容模块C1的电压值之和,因此,第二电容模块C2的电压值等于所述任一电荷泵升压子电路的直流输入的电压值的2倍,即所述任一电荷泵升压子电路的输出电压值为所述任一电荷泵升压子电路的直流输入的电压值的2倍。
优选地,所述设定输入电源具体可为电子设备中的电池模块,也可为电子设备中可用于供电的其它功能模块,本实施例在此不作任何限定。
同样可选地,所述第一电容模块C1可包括一个电容,也可包括以串联方式、或者并联方式、或者串并联相结合的方式组合在一起的多个电容;所述第二电容模块C2可包括一个电容,也可包括以串联方式、或者并联方式、或者串并联相结合的方式组合在一起的多个电容,本实施例在此不作任何限定。
优选地,所述电荷泵升压电路301可包括两个以上串联的电荷泵升压次级电路;其中,任一所述电荷泵升压次级电路可包括一个所述电荷泵升压子电路或两个以上并联的所述电荷泵升压子电路;或者,所述电荷泵升压电路301可包括一个电荷泵升压次级电路;其中,任一所述电荷泵升压次级电路可包括两个以上并联的所述电荷泵升压子电路。
也就是说,所述电荷泵升压电路301除了可以仅包括一个电荷泵升压子电路之外,还可以由多个电荷泵升压子电路以级联和/或并联的方式组合构成。位于同一级的电荷泵升压子电路构成一个电荷泵升压次级电路,用于将其前一级电荷泵升压次级电路的输出电压或者所述设定输入电源的电压翻倍,并输出至下一级或者作为所述电荷泵升压电路301的输出;多个电荷泵升压次级电路级联可使得所述电荷泵升压电路301的升压幅度更大。任一电荷泵升压次级电路中并联的多个电荷泵升压子电路可对所述升压电路中的总电流进行分流,使得流经每个电荷泵升压子电路的电流较小,因此,使得电荷泵升压子电路中的等效阻抗的损耗较低,进而可使得所述电荷泵升压电路301的损耗降低。
可选地,如图5所示,其为任一电荷泵升压子电路的结构示意图,所述任一电荷泵升压子电路还可包括第一开关S1、第二开关S2、第三开关S2和第四开关S4,其中:
所述第一开关S1的输入端与所述第三开关S3的输入端连接,相连后的接线端为所述任一电荷泵升压子电路的输入端;所述第一开关S1的输出端与所述第二开关S2的输入端以及所述第一电容模块C1的一端连接;所述第三开关S3的输出端与所述第一电容模块C1的另一端、以及所述第四开关S4的输入端连接;所述第二开关S2的输出端与所述第二电容模块C2的一端连接,相连后的接线端为所述任一电荷泵升压子电路的输出端;所述第四开关S4的输出端以及所述第二电容模块C2的另一端均接地;
所述任一电荷泵升压子电路可用于,在第一阶段T1,关断所述第一开关S1和所述第四开关S4,导通所述第二开关S2和所述第三开关S3;此时,所述任一电荷泵升压子电路的等效电路图如图4(a)所示(假设所述第二开关S2和所述第三开关S3的等效阻抗均为零);在第二阶段T2,关断所述第二开关S2和所述第三开关S3,导通所述第一开关S1和所述第四开关S4;此时,所述任一电荷泵升压子电路的等效电路图如图4(b)所示(假设所述第一开关S1和所述第四开关S4的等效阻抗均为零)。
优选地,所述第一开关S1、所述第二开关S2、所述第三开关S3以及所述第四开关S4具体可为MOS管;由于所述第一开关S1、所述第二开关S2、所述第三开关S3以及所述第四开关S4的导通电阻很低时,因此,任一电荷泵升压子电路的损耗及发热很小,电能转换效率很高;进而可进一步提高升压电路的转换效率以及电子设备的安全性。此外,上述各开关也可采用其它种类的开关器件,本实施例在此不作任何限定。
进一步可选地,如图6所示,所述任一电荷泵升压子电路还可包括第三电容模块C3,所述第三电容模块C3的一端与所述任一电荷泵升压子电路的输入端连接,另一端接地;
所述第三电容模块C3,可用于对所述任一电荷泵升压子电路的直流输入进行稳压。
任一电荷泵升压子电路还包括第三电容模块C3时,在第一阶段T1,所述任一电荷泵升压子电路的等效电路如图7(a)所示,其中,R2和R3分别为第二开关S2和第三开关S3的导通等效阻抗;第二阶段T2,所述任一电荷泵升压子电路的等效电路如图7(b)所示,其中,R1和R4分别为第一开关S1和第四开关S4的导通等效阻抗。图7(a)和图7(b)所示等效电路的工作原理与图4(a)和图4(b)所示的等效电路类似,本实施例在此不再赘述。
进一步可选地,所述第三电容模块C3可包括一个电容,也可包括以串联方式、或者并联方式、或者串并联相结合的方式组合在一起的多个电容,本实施例在此不作任何限定。
需要说明的是,所述升压电路还可包括控制器,用于在第一阶段T1,向所述电荷泵升压电路301发送第一控制信号,以关断所述第一开关S1和所述第四开关S4,导通所述第二开关S2和所述第三开关S3;用于在第二阶段T2,向所述电荷泵升压电路301发送第二控制信号,以关断所述第二开关S2和所述第三开关S3,导通所述第一开关S1和所述第四开关S4。
优选地,所述Boost升压电路302包括一个Boost升压子电路或两个以上并联的Boost升压子电路。也就是说,所述Boost升压电路302也可采用两个以上Boost升压子电路并联的结构,以减小流经每路Boost升压子电路的电流,进而减小Boost升压电路302中的等效阻抗的损耗。Boost升压子电路的具体电路结构与现有技术类似,如图1或图2所示,本实施例在此不再赘述。
需要说明的是,所述设定目标电压值可根据所述升压电路的负载的额定电压值灵活设置,所述Boost升压子电路的具体工作原理与现有技术类似,本实施例在此不再赘述。
可选地,所述控制器,还可用于根据所述升压电路的负载的额定电压值,向所述Boost升压电路302发送第三控制信号,使得所述Boost升压电路302将所述电荷泵升压电路301输出的所述设定电压值升压至所述额定电压值。
需要说明的是,所述控制器可由电子设备的应用处理器中的设定功能模块实现,也可由专门设置的处理器芯片实现,本实施例在此不作任何限定。
综上所述,本实用新型实施例提供的升压电路,可包括电荷泵升压电路和Boost升压电路;所述电荷泵升压电路,可用于将设定输入电源的电压升压至设定电压值并输出至所述Boost升压电路;所述Boost升压电路,可用于将所述设定电压值升压至设定目标电压值。也就是说,在Boost升压电路之前设置了电荷泵升压电路以对Boost升压电路的输入电压进行预升压,使得与只采用Boost升压电路进行升压相比,Boost升压电路的输入、输出电压的压差减小,进而使得Boost升压电路的损耗降低;另外,电荷泵升压电路中不包含感性元件,仅通过容性元件充放电实现升压,转换效率高、损耗低;因此,当升压幅度较大时,整个升压电路的转换效率仍然较高、损耗仍然较低,避免了升压电路的损耗会随着升压幅度变大而变大的问题。
基于同样的实用新型构思,本实用新型实施例还提供了一种电子设备,包括上述的升压电路。
实施例二:
基于同样的实用新型构思,本实用新型实施例二提供了一种升压方法,可应用于智能手机、平板电脑、智能手表、电子阅读器等电子设备中的升压电路的升压控制;如图3所示,所述升压电路包括电荷泵升压电路301以及Boost升压电路302;具体地,如图8所示,其为本实用新型实施例二中所述升压方法的步骤流程图,所述方法可包括:
步骤801:控制电荷泵升压电路301将设定输入电源的电压升压至设定电压值并输出至Boost升压电路302。
步骤802:控制所述Boost升压电路302将所述设定电压值升压至设定目标电压值。
也就是说,在Boost升压电路302之前设置了电荷泵升压电路301以对Boost升压电路302的输入电压进行预升压,使得与只采用Boost升压电路进行升压相比,Boost升压电路302的输入、输出电压的压差减小,进而使得Boost升压电路302的损耗降低;另外,电荷泵升压电路301中不包含感性元件,仅通过容性元件充放电实现升压,转换效率高、损耗低;因此,当升压幅度较大时,整个升压电路的转换效率仍然较高、损耗仍然较低,避免了升压电路的损耗会随着升压幅度变大而变大的问题。
优选地,所述电荷泵升压电路301可包括电荷泵升压子电路,任一电荷泵升压子电路包括第一电容模块C1和第二电容模块C2;
控制所述电荷泵升压电路301将设定输入电源的电压升压至设定电压值,是通过以下方式实现的:
针对任一电荷泵升压子电路,在第一阶段,如图4(a)所示,控制所述第一电容模块C1与所述任一电荷泵升压子电路的直流输入串联并放电,以对所述第二电容模块C2充电并提供输出的直流电;第二阶段,如图4(b)所示,控制所述任一电荷泵升压子电路的直流输入对所述第一电容模块C1充电,所述第二电容模块C2放电以提供输出的直流电;其中,所述任一电荷泵升压子电路的直流输入为所述设定输入电源或所述任一电荷泵升压子电路的前级电荷泵升压子电路的直流输出。
优选地,步骤801控制所述电荷泵升压电路301将设定输入电源的电压升压至设定电压值并输出至所述Boost升压电路302,可具体包括:
控制两个以上串联的电荷泵升压次级电路将设定输入电源的电压升压至设定电压值并输出至所述Boost升压电路302;其中,任一所述电荷泵升压次级电路包括一个所述电荷泵升压子电路或两个以上并联的所述电荷泵升压子电路;或者,
控制一个电荷泵升压次级电路块将设定输入电源的电压升压至设定电压值并输出至所述Boost升压电路302;其中,任一所述电荷泵升压次级电路包括两个以上并联的所述电荷泵升压子电路。
也就是说,所述电荷泵升压电路301除了可以仅包括一个电荷泵升压子电路之外,还可以由多个电荷泵升压子电路以级联和/或并联的方式组合构成。位于同一级的电荷泵升压子电路构成一个电荷泵升压次级电路,用于将其前一级电荷泵升压次级电路的输出电压或者所述设定输入电源的电压翻倍,并输出至下一级或者作为所述电荷泵升压电路301的输出;多个电荷泵升压次级电路级联可使得所述电荷泵升压电路301的升压幅度更大。任一电荷泵升压次级电路中并联的多个电荷泵升压子电路可对所述升压电路中的总电流进行分流,使得流经每个电荷泵升压子电路的电流较小,因此,使得电荷泵升压子电路中的等效阻抗的损耗较低,进而可使得所述电荷泵升压电路301的损耗降低。
进一步可选地,如图5所示,所述任一电荷泵升压子电路还包括第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3和第四开关S4,所述第一开关S1的输入端与所述第三开关S3的输入端连接,相连后的接线端为所述任一电荷泵升压子电路的输入端;所述第一开关S1的输出端与所述第二开关S2的输入端以及所述第一电容模块C1的一端连接;所述第三开关S3的输出端与所述第一电容模块C1的另一端、以及所述第四开关S4的输入端连接;所述第二开关S2的输出端与所述第二电容模块C2的一端连接,相连后的接线端为所述任一电荷泵升压子电路的输出端;所述第四开关S4的输出端以及所述第二电容模块C2的另一端均接地;
相应地,步骤801控制所述电荷泵升压电路301将设定输入电源的电压升压至设定电压值并输出至所述Boost升压电路302,可具体包括:
针对所述任一电荷泵升压子电路,在第一阶段,控制所述第一开关S1和所述第四开关S4关断,所述第二开关S2和所述第三开关S3导通;在第二阶段,控制所述第二开关S2和所述第三开关S3关断,所述第一开关S1和所述第四开关S4导通。
优选地,所述第一开关S1、所述第二开关S2、所述第三开关S3以及所述第四开关S4具体可为MOS管;由于所述第一开关S1、所述第二开关S2、所述第三开关S3以及所述第四开关S4的导通电阻很低时,因此,任一电荷泵升压子电路的损耗及发热很小,电能转换效率很高;进而可进一步提高升压电路的转换效率以及电子设备的安全性。此外,上述各开关也可采用其它种类的开关器件,本实施例在此不作任何限定。
可选地,步骤802控制所述Boost升压电路302将所述设定电压值升压至设定目标电压值,可具体包括:
控制一个Boost升压子电路或两个以上并联的Boost升压子电路将所述设定电压值升压至设定目标电压值。
也就是说,所述Boost升压电路302也可采用两个以上Boost升压子电路并联的结构,以减小流经每路Boost升压子电路的电流,进而减小Boost升压电路302中的等效阻抗的损耗。Boost升压子电路的具体电路结构与现有技术类似,如图1或图2所示,本实施例在此不再赘述。
所述设定目标电压值可根据所述升压电路的负载的额定电压值灵活设置,所述Boost升压子电路的具体控制原理与现有技术类似,本实施例在此不再赘述。
同样可选地,所述控制所述Boost升压电路302将所述设定电压值升压至设定目标电压值,可具体包括:
根据所述升压电路的负载的额定电压值,控制所述Boost升压电路302将所述电荷泵升压电路301输出的所述设定电压值升压至所述额定电压值。
需要说明的是,本实施例提供的所述升压电路的实施主体可为电子设备的应用处理器中的设定功能模块,也可为专门设置的处理器芯片,本实施例在此不作任何限定。
综上所述,本实用新型实施例提供的升压方法,应用于升压电路,所述升压电路包括电荷泵升压电路以及Boost升压电路;可控制所述电荷泵升压电路将设定输入电源的电压升压至设定电压值并输出至所述Boost升压电路;以及控制所述Boost升压电路将所述设定电压值升压至设定目标电压值。也就是说,在Boost升压电路之前设置了电荷泵升压电路以对Boost升压电路的输入电压进行预升压,使得与只采用Boost升压电路进行升压相比,Boost升压电路的输入、输出电压的压差减小,进而使得Boost升压电路的损耗降低;另外,电荷泵升压电路中不包含感性元件,仅通过容性元件充放电实现升压,转换效率高、损耗低;因此,当升压幅度较大时,整个升压电路的转换效率仍然较高、损耗仍然较低,避免了升压电路的损耗会随着升压幅度变大而变大的问题。
此外,附图和说明书中的任何元素数量均用于示例而非限制,以及任何命名都仅用于区分,而不具有任何限制含义。
尽管已描述了本实用新型的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样,倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内,则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种升压电路,其特征在于,包括电荷泵升压电路和Boost升压电路,其中:
所述电荷泵升压电路,用于将设定输入电源的电压升压至设定电压值并输出至所述Boost升压电路;所述电荷泵升压电路包括电荷泵升压子电路,其中:任一电荷泵升压子电路包括第一电容模块和第二电容模块,在第一阶段,所述第一电容模块与所述任一电荷泵升压子电路的直流输入串联并放电,以对所述第二电容模块充电并提供输出的直流电;第二阶段,所述任一电荷泵升压子电路的直流输入对所述第一电容模块充电,所述第二电容模块放电以提供输出的直流电;其中,所述任一电荷泵升压子电路的直流输入为所述设定输入电源或所述任一电荷泵升压子电路的前级电荷泵升压子电路的直流输出;所述任一电荷泵升压电路的设定工作周期为T,第一阶段以及所述第二阶段各占所述设定工作周期T的1/2;
所述Boost升压电路,用于将所述设定电压值升压至设定目标电压值。
2.如权利要求1所述的升压电路,其特征在于,
所述电荷泵升压电路包括两个以上串联的电荷泵升压次级电路;其中,任一所述电荷泵升压次级电路包括一个所述电荷泵升压子电路或两个以上并联的所述电荷泵升压子电路。
3.如权利要求1所述的升压电路,其特征在于,
所述电荷泵升压电路包括一个电荷泵升压次级电路;其中,任一所述电荷泵升压次级电路包括两个以上并联的所述电荷泵升压子电路。
4.如权利要求1~3任一所述的升压电路,其特征在于,所述任一电荷泵升压子电路还包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关,其中:
所述第一开关的输入端与所述第三开关的输入端连接,相连后的接线端为所述任一电荷泵升压子电路的输入端;所述第一开关的输出端与所述第二开关的输入端以及所述第一电容模块的一端连接;所述第三开关的输出端与所述第一电容模块的另一端、以及所述第四开关的输入端连接;所述第二开关的输出端与所述第二电容模块的一端连接,相连后的接线端为所述任一电荷泵升压子电路的输出端;所述第四开关的输出端以及所述第二电容模块的另一端均接地;
所述任一电荷泵升压子电路用于,在第一阶段,关断所述第一开关和所述第四开关,导通所述第二开关和所述第三开关;在第二阶段,关断所述第二开关和所述第三开关,导通所述第一开关和所述第四开关。
5.如权利要求4述的升压电路,其特征在于,还包括控制器:
所述控制器,用于在第一阶段,向所述电荷泵升压电路发送第一控制信号,以关断所述第一开关和所述第四开关,导通所述第二开关和所述第三开关;在第二阶段,向所述电荷泵升压电路发送第二控制信号,以关断所述第二开关和所述第三开关,导通所述第一开关和所述第四开关。
6.如权利要求4所述的升压电路,其特征在于,所述任一电荷泵升压子电路还包括第三电容模块,所述第三电容模块的一端与所述任一电荷泵升压子电路的输入端连接,另一端接地;
所述第三电容模块,用于对所述任一电荷泵升压子电路的直流输入进行稳压。
7.如权利要求1所述的升压电路,其特征在于,所述Boost升压电路包括一个Boost升压子电路或两个以上并联的Boost升压子电路。
8.如权利要求1所述的升压电路,其特征在于,还包括控制器:
所述控制器,用于根据所述升压电路连接的负载的额定电压值,向所述Boost升压电路发送第三控制信号,使得所述Boost升压电路将所述设定电压值升压至所述额定电压值。
9.一种电子设备,其特征在于,包括权利要求1~8任一所述的升压电路。
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