功率转换器、功率转换方法、充电芯片及充电器 |
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| 申请号 | CN202410354019.X | 申请日 | 2024-03-27 | 公开(公告)号 | CN117955336A | 公开(公告)日 | 2024-04-30 |
| 申请人 | 成都市易冲半导体有限公司; | 发明人 | 蔡波; 卿健; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种功率转换器、功率转换方法、充电芯片及充电器，涉及 电子 电路 技术领域。该功率转换器的 电压 输入端通过 串联 的至少两级充放电控制单元的充电路径连接电压输出端；每级充电路径的正电压端连接本级充放电控制单元的第一放电路径的一端，另一端连接下一级充放电控制单元中的第一放电路径的一端；每级充电路径的负电压端连接本级充放电控制单元的第二放电路径的一端，另一端连接下一级充放电控制单元中的第二放电路径的一端；最后一级充放电控制单元的第一放电路径的另一端连接电压输出端，最后一级充放电控制单元的第二放电路径的另一端接地，电压输出端通过输出电容接地。本发明可以通过结构简单且紧凑的功率转换器实现 电池 充电。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种功率转换器，其特征在于，所述功率转换器包括：电压输入端、至少两级充放电控制单元、电压输出端和输出电容； |
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| 说明书全文 | 功率转换器、功率转换方法、充电芯片及充电器技术领域背景技术[0003] 电池充电器用于恢复电池的能量，适合于给电池充电的功率转换拓扑结构可能是多种多样的，如何设计一个结构简单且紧凑的功率转换器，以用于电池充电，是亟需解决的技术问题。 发明内容[0004] 本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种功率转换器、功率转换方法、充电芯片及充电器，以便通过结构简单且紧凑的功率转换器实现为电池充电。 [0005] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：第一方面，本发明提供了一种功率转换器，所述功率转换器包括：电压输入端、至少两级充放电控制单元、电压输出端和输出电容； 所述电压输入端通过依次串联的所述至少两级充放电控制单元中的充电路径连接所述电压输出端； 每级充放电控制单元的充电路径的正电压端连接本级充放电控制单元的第一放电路径的一端，所述本级充放电控制单元的第一放电路径的另一端连接下一级充放电控制单元中的第一放电路径的一端； 所述每级充放电控制单元的充电路径的负电压端连接所述本级充放电控制单元的第二放电路径的一端，所述本级充放电控制单元的第二放电路径的另一端连接所述下一级充放电控制单元中的第二放电路径的一端； 最后一级充放电控制单元的第一放电路径的另一端连接所述电压输出端，所述最后一级充放电控制单元的第二放电路径的另一端接地，所述电压输出端通过所述输出电容接地。 [0006] 可选的，所述每级充放电控制单元的充电路径包括：储能电容和第一开关管；所述储能电容的上极板作为所述充电路径的正电压端，所述储能电容的下极板连接所述第一开关管的源极作为所述充电路径的负电压端，所述第一开关管的漏极连接所述下一级充放电控制单元的充电路径。 [0007] 可选的，所述每级充放电控制单元的第一放电路径包括：第二开关管；所述第二开关管的漏极作为所述第一放电路径的一端，所述第二开关管的源极作为所述第一放电路径的另一端。 [0008] 可选的，所述每级充放电控制单元的第二放电路径包括：第三开关管；所述第三开关管的漏极作为所述第二放电路径的一端，所述第三开关管的源极作为所述第二放电路径的另一端。 [0009] 可选的，所述功率转换器还包括：第一开关单元；所述第一开关单元连接在所述电压输入端和第一级充放电控制单元之间。 [0010] 可选的，所述功率转换器还包括：第二开关单元；所述第二开关单元连接在所述最后一级充放电控制单元的第一放电路径和所述电压输出端之间。 [0011] 可选的，最后一级充放电控制单元的第二开关管包括两个二极管，一个二极管的阴极连接所述第二开关管的漏极，另一个二极管的阴极连接所述第二开关管的源极，所述两个二极管的阳极连接所述第二开关管的衬底。 [0012] 第二方面，本发明还提供一种功率转换方法，应用于如第一方面任一项所述的功率转换器，所述方法包括：控制所述功率转换器中至少两级充放电控制单元的充电路径导通，通过所述充电路径进行充电； 控制所述至少两级充放电控制单元的第一放电路径和第二放电路径导通，通过所述第一放电路径和所述第二放电路径进行放电。 [0013] 第三方面，本发明还提供一种充电芯片，所述充电芯片包括如第一方面任一项所述的功率转换器。 [0014] 第四方面，本发明还提供一种充电器，所述充电器包括如第三方面所述的充电芯片，所述充电芯片用于连接预设充电电池，用于为所述预设充电电池充电。 [0015] 本发明的有益效果是：本发明提供的功率转换器、功率转换方法、充电芯片及充电器，通过至少两级充放电控制单元中的充电路径与输出电容之间的串联，在充电路径导通时为输出电容充电，通过至少两级充放电控制单元中的第一放电路径和第二放电路径与输出电容之间的并联，将各充电路径上存储的电荷转移至输出电容，并通过输出电容为电池进行充电，该功率转换器通过充电路径、第一放电路径和第二放电路径构成的充放电控制单元就可以实现功率转换，实现通过结构简单且紧凑的功率转换器为电池充电。 附图说明 [0016] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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他相关的附图。 [0017] 图1为本发明实施例提供的功率转换器的原理框图；图2为本发明实施例提供的功率转换方法的流程示意图； 图3为本发明实施例提供的功率转换器的电路原理图一； 图4为本发明实施例提供的功率转换器的电路原理图二； 图5为本发明实施例提供的功率转换器的电路原理图三； 图6为本发明实施例提供的3：1功率转换器的电路原理图； 图7为本发明实施例提供的4：1功率转换器的电路原理图。 具体实施方式[0018] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 [0019] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0020] 此外，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。 [0021] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。 [0022] 图1为本发明实施例提供的功率转换器的原理框图，如图1所示，该功率转换器可以包括：电压输入端PMID、至少两级充放电控制单元10、电压输出端VOUT、输出电容Cout。 [0023] 电压输入端PMID通过依次串联的至少两级充放电控制单元10中的充电路径11连接电压输出端VOUT；每级充放电控制单元10的充电路径11的正电压端连接本级充放电控制单元10的第一放电路径12的一端，本级充放电控制单元10的第一放电路径12的另一端连接下一级充放电控制单元10中的第一放电路径12的一端；每级充放电控制单元10的充电路径11的负电压端连接本级充放电控制单元10的第二放电路径13的一端，本级充放电控制单元 10的第二放电路径13的另一端连接下一级充放电控制单元10中的第二放电路径13的一端； 最后一级充放电控制单元10的第一放电路径12的另一端连接电压输出端VOUT，最后一级充放电控制单元10的第二放电路径13的另一端接地GND，电压输出端VOUT通过输出电容Cout接地。 [0024] 结合上述图1所示的功率转换器，本发明实施例还一种应用于该功率转换器的功率转换方法，图2为本发明实施例提供的功率转换方法的流程示意图，如图2所示，该方法可以包括：S101：控制功率转换器中至少两级充放电控制单元的充电路径导通，通过充电路径进行充电。 [0025] S102：控制至少两级充放电控制单元的第一放电路径和第二放电路径导通，通过第一放电路径和第二放电路径进行放电。 [0026] 在本实施例中，功率转换器包括至少两级充放电控制单元10，每级充放电控制单元10包括充电路径11、第一放电路径12和第二放电路径13，其中，充电路径11依次串联在电压输入端PMID和电压输出端VOUT之间，当所有的充放电控制单元10中的充电路径11均导通后，充电路径11和输出电容Cout进行电荷存储。 [0027] 每级充放电控制单元10的第一放电路径12并联在本级充放电控制单元10的充电路径11的正电压端和下一级充放电控制单元10的充电路径11的正电压端之间，每级充放电控制单元10的第二放电路径13并联在本级充放电控制单元10的充电路径11的负电压端和下一级充放电控制单元10的充电路径11的负电压端之间，最后一级充放电控制单元10的第一放电路径12并联在本级充放电控制单元10的充电路径11的正电压端和输出电容Cout的正电压端之间，最后一级充放电控制单元10的第二放电路径13并联在本级充放电控制单元10的充电路径11的负电压端和输出电容Cout的负电压端之间。 [0028] 当充电路径11关断，第一放电路径12和第二放电路径13导通后，每级充放电控制单元10形成从本级充放电控制单元10的充电路径11的正电压端、本级充放电控制单元10的第一放电路径12、本级充放电控制单元10之后所有充放电控制单元10的第一放电路径12、输出电容Cout、本级充放电控制单元10之后所有充放电控制单元10的第二放电路径13、本级充放电控制单元10的第二放电路径13、本级充放电控制单元10的充电路径11的负电压端的放电回路，在放电过程中，各级充放电控制单元10的充电路径11存储的电荷转移至输出电容Cout，通过输出电容Cout对电压输出端VOUT所连接的负载进行持续放电。 [0029] 在一些可能的实现方式中，充放电控制单元的级数和功率转换器的输入输出功率转换比相关，具体的，若功率转换器的输入输出功率转换比为N：1，则充放电控制单元的级数为N‑1。 [0030] 在一些实施例中，充电路径、第一放电路径和第二放电路径上所具有的元器件可以根据实际需要设置，只要使得所具有的元器件可以实现充电路径导通时进行电荷存储，第一放电路径和第二放电路径导通时进行电荷转移即可。 [0031] 上述实施例提供的功率转换器及功率转换方法，通过至少两级充放电控制单元中的充电路径与输出电容之间的串联，在充电路径导通时为输出电容充电，通过至少两级充放电控制单元中的第一放电路径和第二放电路径与输出电容之间的并联，将各充电路径上存储的电荷转移至输出电容，并通过输出电容为电池进行充电，该功率转换器通过充电路径、第一放电路径和第二放电路径构成的充放电控制单元就可以实现功率转换，实现通过结构简单且紧凑的功率转换器为电池充电。 [0032] 在一种可能的实现方式中，图3为本发明实施例提供的功率转换器的电路原理图一，如图3所示，每级充放电控制单元的充电路径11可以包括：储能电容CFn和第一开关管Q1n。 [0033] 储能电容CFn的上极板作为充电路径11的正电压端，储能电容CFn的下极板连接第一开关管Q1n的源极作为充电路径11的负电压端，第一开关管Q1n的漏极连接下一级充放电控制单元的充电路径11。 [0034] 在本实施例中，第一开关管Q1n的栅极作为充电路径11的控制端，根据控制信号控制第一开关管Q1n的导通与关断，从而控制充电路径11的导通与关断，在各级充放电控制单元的充电路径11中的第一开关管Q1n导通的情况下，各级充放电控制单元的充电路径11中的储能电容CFn和输出电容Cout串联在电压输入端PMID和地GND之间，储能电容CFn和输出电容Cout进行电荷存储。 [0035] 在一种可能的实现方式中，如图3所示，每级充放电控制单元的第一放电路径12可以包括：第二开关管Q2n。 [0036] 在本实施例中，第二开关管Q2n的栅极作为第一放电路径12的控制端，根据控制信号控制第二开关管Q2n的导通与关断，从而控制第一放电路径12的导通与关断，第二开关管Q2n的漏极连接本级充放电控制单元的储能电容CFn的上极板，第二开关管Q2n的源极连接下一级充放电控制单元的储能电容CFn的上极板。 [0037] 在一种可能的实现方式中，如图3所示，每级充放电控制单元的第二放电路径13可以包括：第三开关管Q3n。 [0038] 第三开关管Q3n的漏极作为第二放电路径13的一端，第三开关管Q3n的源极作为第二放电路径13的另一端。 [0039] 在本实施例中，第三开关管Q3n的栅极作为第二放电路径13的控制端，根据控制信号控制第三开关管Q3n的导通与关断，从而控制第二放电路径13的导通与关断，第三开关管Q3n的漏极连接本级充放电控制单元的储能电容CFn的下极板，第三开关管Q3n的源极连接下一级充放电控制单元的储能电容CFn的下极板。 [0040] 根据控制信号控制第一开关管Q1n关断、第二开关管Q2n和第三开关管Q3n导通，则充电路径11关断，第一放电路径12和第二放电路径13导通，在此情况下，各级充放电控制单元中的储能电容CFn以及输出电容Cout并联，各级充放电控制单元中的储能电容CFn上的电荷转换到输出电容Cout，输出电容Cout对电压输出端Vout所连接的负载进行持续放电。 [0041] 在一些实施例中，可以通过具有预设占空比的方波信号分别控制第一开关管Q1n、第二开关管Q2n和第三开关管Q3n，当第一开关管Q1n导通时，第二开关管Q2n和第三开关管Q3n关断，当第一开关管Q1n关断时，第二开关管Q2n和第三开关管Q3n导通。 [0042] 在一些实施例中，基于如图3所示的功率转换器，第二开关管Q2n和第三开关管Q3n可以采用低压器件。 [0043] 具体的，若该功率转换器的输入输出功率转换比为N：1，充放电控制单元的级数为N‑1，当N‑1个第一开关管Q1n导通时，N‑1个储能电容CFn和输出电容Cout串联，此时，电压输入端PMID的电压近似等于N倍的电压输出端VOUT的电压，在此情况下，第一级储能电容CF1的上极板CP1的电压是N*VOUT，第一级储能电容CF1的下极板CN1的电压是(N‑1)*VOUT，第二级储能电容CF2的上极板CP2的电压是(N‑1)*VOUT，第二级储能电容CF2的下极板CN2的电压是(N‑2)*VOUT，以此类推，最后一级储能电容CF(N‑1)的上极板CP(N‑1)的电压是2*VOUT，最后一级储能电容CF(N‑1)的下极板CN(N‑1)的电压是VOUT。 [0044] 在第一开关管Q1n导通的情况下，第二开关管Q2n的漏源极所要承受的电压为本级充放电控制单元中的储能电容CFn的上极板和下一级充放电控制单元中的储能电容CF(n+1)的上极板的电压差，即所有的第二开关管Q2n的漏源极压差Vds均为VOUT，所以第二开关管Q2n只需要采用具有VOUT耐压的器件即可。 [0045] 同样地，在第一开关管Q1n导通的情况下，第三开关管Q3n的漏源极所要承受的电压为本级充放电控制单元中的储能电容CFn的下极板和下一级充放电控制单元中的储能电容CF(n+1)的下极板的电压差，即所有的第三开关管Q3n的漏源极压差Vds均为VOUT，所以第三开关管Q3n只需要采用具有VOUT耐压的器件即可。 [0046] 上述实施例提供的功率转换器，采用储能电容和第一开关管构成充电路径，采用第二开关管构成第一放电路径，采用第三开关管构成第三放电路径，在实现功率转换为电池充电的情况下，第二开关管和第三开关管只需要采用低耐压的开关器件即可，降低了功率转换器对开关器件的耐压要求，降低了功率转换器的成本。 [0047] 在一种可能的实现方式中，图4为本发明实施例提供的功率转换器的电路原理图二，如图4所示，功率转换器还可以包括第一开关单元Qr1；第一开关单元Qr1连接在电压输入端PMID和第一级充放电控制单元之间。 [0048] 在本实施例中，为了避免输入电压直接向第一级充放电控制单元中的储能电容CF1进行充电可能造成储能电容CF1的损坏，在电压输入端PMID和储能电容CF1之间增加第一开关单元Qr1，保护储能电容CF1。 [0049] 其中，第一开关单元Qr1和第一开关管Q1n同时导通或关断，以保证充电路径的导通或关断。 [0050] 在一种可能的实现方式中，如图4所示，功率转换器还可以包括：第二开关单元Qr2；第二开关单元Qr2连接在最后一级充放电控制单元的第一放电路径和电压输出端VOUT之间。 [0051] 在本实施例中，在最后一级充放电控制单元的第一放电路径和电压输出端VOUT之间设置第二开关单元Qr2，第二开关单元Qr2的体二极管body diode和第二开关管Q2n的体二极管body diode的方向相反，可以通过第二开关单元Qr2控制功率转换器的放电，当第二开关单元Qr2和第二开关管Q2n、第三开关管Q3n均导通时，放电回路导通，当需要关断放电回路时，可以单独控制第二开关单元Qr2关断。 [0052] 在另一种可能的实现方式中，图5为本发明实施例提供的功率转换器的电路原理图三，如图5所示，最后一级充放电控制单元的第二开关管可以包括两个二极管，一个二极管的阴极连接第二开关管的漏极，另一个二极管的阴极连接第二开关管的源极，两个二极管的阳极连接第二开关管的衬底。 [0053] 本实施例中，最后一级充放电控制单元中的第二开关管Q2n包括两个二极管构成的衬底选择开关bulk switch，其中，两个二极管的阳极均连接在第二开关管Q2n的衬底上，当功率转换器正常工作时，第二开关管Q2n通过与源极连接的二极管导通连接至输出端，当需要关断放电回路时，第二开关管Q2n通过与漏极连接的二极管导通连接至CPn。 [0054] 在一种可能的实现方式中，如图4所示，功率转换器还可以包括：输入电容Cin；输入电容Cin连接在电压输入端PMID和地GND之间。 [0055] 在本实施例中，在电压输入端PMID和地GND之间连接输入电容Cin，可以减小输入电压中的纹波。 [0056] 同样地，输出电容Cout也可以减小输出电压中的纹波。 [0057] 基于上述实施例提供的功率转换器，以下结合两种具体实现方式对该功率转换器的工作原理进行详细说明。 [0058] 图6为本发明实施例提供的3：1功率转换器的电路原理图，如图6所示，该功率转换器可以包括：第一开关单元Qr1、两级充放电控制单元和输出电容Cout，第一级充放电控制单元包括储能电容CF1、开关管Q11、开关管Q21和开关管Q31，第二级充放电控制单元包括储能电容CF2、开关管Q12、开关管Q22和开关管Q32。 [0059] 第一开关单元Qr1连接储能电容CF1的上极板CP1，储能电容CF1的下极板CN1连接开关管Q11的源极，开关管Q11的漏极连接储能电容CF2的上极板CP2，开关管Q21的漏极连接储能电容CF1的上极板CP1，开关管Q21的源极连接储能电容CF2的上极板CP2，开关管Q31的漏极连接储能电容CF1的下极板CN1，开关管Q31的源极连接储能电容CF2的下极板CN2。 [0060] 储能电容CF2的下极板连接开关管Q12的源极，开关管Q12的漏极连接电压输出端VOUT和输出电容COUT的上极板，开关管Q22的漏极连接储能电容CF2的上极板CP2，开关管Q22的源极连接电压输出端VOUT，开关管Q32的漏极连接储能电容CF2的下极板CN2，开关管Q32的源极接地GND。 [0061] 开关管Q11、开关管Q21、开关管Q31、开关管Q12、开关管Q22和开关管Q32的栅极用于接收控制信号。 [0062] 当第一开关单元Qr1、开关管Q11和开关管Q12导通时，储能电容CF1、储能电容CF2和输出电容Cout串联在电压输入端PMID和地GND之间进行电荷存储，当第一开关单元Qr1、开关管Q11和开关管Q12关断，开关管Q21、开关管Q31、开关管Q22和开关管Q32导通时，储能电容CF1、储能电容CF2和输出电容Cout并联，形成从储能电容CF1的上极板经过开关管Q21、开关管Q22、输出电容Cout、开关管Q32、开关管Q31到储能电容CF1的下极板的放电回路，以及从储能电容CF2的上极板经过开关管Q22、输出电容Cout、开关管Q32到储能电容CF2的下极板的放电回路，将储能电容CF1和储能电容CF2上的电荷转移到输出电容Cout上，三个电容上的电压近似相等，输出电容Cout持续对接在电压输出端VOUT上的负载进行放电。 [0063] 当第一开关单元Qr1、开关管Q11和开关管Q12导通时，储能电容CF1、储能电容CF2和输出电容Cout串联，此时，PMID电压近似等于3倍的VOUT电压，在此情况下，储能电容CF1的上极板CP1的电压是3*VOUT，储能电容CF1的下极板CN1的电压是2*VOUT，储能电容CF2的上极板CP2的电压是2*VOUT，储能电容CF2的下极板CN2的电压是VOUT。 [0064] 在开关管Q21、开关管Q31、开关管Q22和开关管Q32关断的情况下，开关管Q21的Vds压差是储能电容CF1的上极板CP1和储能电容CF2的上极板CP2的压差VOUT，开关管Q31的Vds压差是储能电容CF1的下极板CN1和储能电容CF2的下极板CN2的压差VOU，开关管Q22的Vds压差是储能电容CF2的上极板CP2和输出电容Cout的上极板的压差VOUT，开关管Q32的Vds压差是储能电容CF2的下极板CN2和地GND的压差VOUT，即开关管Q21、开关管Q31、开关管Q22和开关管Q32均只需要承受一倍VOUT的电压。 [0065] 图7为本发明实施例提供的4：1功率转换器的电路原理图，如图7所示，该功率转换器可以包括：第一开关单元Qr1、三级充放电控制单元和输出电容Cout，第一级充放电控制单元包括储能电容CF1、开关管Q11、开关管Q21和开关管Q31，第二级充放电控制单元包括储能电容CF2、开关管Q12、开关管Q22和开关管Q32，第三级充放电控制单元包括储能电容CF3、开关管Q13、开关管Q23和开关管Q33。 [0066] 第一开关单元Qr1连接储能电容CF1的上极板CP1，储能电容CF1的下极板CN1连接开关管Q11的源极，开关管Q11的漏极连接储能电容CF2的上极板CP2，开关管Q21的漏极连接储能电容CF1的上极板CP1，开关管Q21的源极连接储能电容CF2的上极板CP2，开关管Q31的漏极连接储能电容CF1的下极板CN1，开关管Q31的源极连接储能电容CF2的下极板CN2。 [0067] 储能电容CF2的下极板连接开关管Q12的源极，开关管Q12的漏极连接储能电容CF3的上极板CP3，开关管Q22的漏极连接储能电容CF2的上极板CP2，开关管Q22的源极连接储能电容CF3的上极板CP3，开关管Q32的漏极连接储能电容CF2的下极板CN2，开关管Q32的源极连接储能电容CF3的下极板CN3。 [0068] 储能电容CF3的下极板连接开关管Q13的源极，开关管Q13的漏极连接电压输出端VOUT和输出电容COUT的上极板，开关管Q23的漏极连接储能电容CF3的上极板CP3，开关管Q23的源极连接电压输出端VOUT，开关管Q33的漏极连接储能电容CF3的下极板CN3，开关管Q33的源极接地GND。 [0069] 开关管Q11、开关管Q21、开关管Q31、开关管Q12、开关管Q22、开关管Q32、开关管Q13、开关管Q23和开关管Q33的栅极用于接收控制信号。 [0070] 当第一开关单元Qr1、开关管Q11、开关管Q12和开关管Q13导通时，储能电容CF1、储能电容CF2、储能电容CF3和输出电容Cout串联在电压输入端PMID和地GND之间进行电荷存储，当第一开关单元Qr1、开关管Q11、开关管Q12和开关管Q13关断，开关管Q21、开关管Q31、开关管Q22、开关管Q32、开关管Q23和开关管Q33导通时，储能电容CF1、储能电容CF2、储能电容CF3和输出电容Cout并联，形成从储能电容CF1的上极板经过开关管Q21、开关管Q22、开关管Q23、输出电容Cout、开关管Q33、开关管Q32、开关管Q31到储能电容CF1的下极板的放电回路，从储能电容CF2的上极板经过开关管Q22、开关管Q23、输出电容Cout、开关管Q33、开关管Q32到储能电容CF2的下极板的放电回路，以及从储能电容CF3的上极板经过开关管Q23、输出电容Cout、开关管Q33到储能电容CF3的下极板的放电回路，将储能电容CF1、储能电容CF2和储能电容CF3上的电荷转移到输出电容Cout上，四个电容上的电压近似相等，输出电容Cout持续对接在电压输出端VOUT上的负载进行放电。 [0071] 当第一开关单元Qr1、开关管Q11、开关管Q12和开关管Q13导通时，储能电容CF1、储能电容CF2、储能电容CF3和输出电容Cout串联，此时，PMID电压近似等于4倍的VOUT电压，在此情况下，储能电容CF1的上极板CP1的电压是4*VOUT，储能电容CF1的下极板CN1的电压是3*VOUT，储能电容CF2的上极板CP2的电压是3*VOUT，储能电容CF2的下极板CN2的电压是2*VOUT，储能电容CF3的上极板CP3的电压是2*VOUT，储能电容CF3的下极板CN3的电压是VOUT。 [0072] 在开关管Q21、开关管Q31、开关管Q22、开关管Q32、开关管Q23和开关管Q33关断的情况下，开关管Q21的Vds压差是储能电容CF1的上极板CP1和储能电容CF2的上极板CP2的压差VOUT，开关管Q31的Vds压差是储能电容CF1的下极板CN1和储能电容CF2的下极板CN2的压差VOU，开关管Q22的Vds压差是储能电容CF2的上极板CP2和储能电容CF3的上极板CP3的压差VOUT，开关管Q32的Vds压差是储能电容CF2的下极板CN2和储能电容CF3的下极板CN3的压差VOUT，开关管Q23的Vds压差是储能电容CF3的上极板CP3和输出电容Cout的上极板的压差VOUT，开关管Q33的Vds压差是储能电容CF3的下极板CN3和地GND的压差VOUT，即开关管Q21、开关管Q31、开关管Q22、开关管Q32、开关管Q23和开关管Q33均只需要承受一倍VOUT的电压。 [0073] 可以看出，不管功率转换器的输入输出功率转换比是多少，第一放电路径和第二放电路径上的开关管都只需要承受一倍VOUT的电压，即第一放电路径和第二放电路径上的开关管都可以采用低压器件就可以实现功率转换。 [0074] 基于上述实施例提供的功率转换器，本发明实施例还提供一种充电芯片，该充电芯片可以包括上述实施例提供的功率转换器。 [0075] 基于上述实施例提供的充电芯片，本发明实施例还提供一种充电器，该充电器可以包括上述实施例提供的充电芯片，该充电芯片用于连接预设充电电池，用于为预设充电电池充电。 [0076] 其中，当预设充电电池的充电电压为5V时，第一放电路径和第二放电路径中的第二开关管和第三开关管只需要采用具有5V耐压的器件就可以实现功率转换。 [0077] 上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。 |
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