降压电路的电压控制电路、降压装置及电子设备制造方法及图纸

本申请适用于电源技术领域，提供了一种降压电路的电压控制电路、降压装置及电子设备，包括电压钳位单元、n个电压平衡单元及控制单元；电压钳位单元用于将钳位端的电压钳制在与预设电压的差值小于预设误差的目标电压，预设电压为降压电路的输入电压的一半；所有电压平衡单元的第一端共接钳位端，每个电压平衡单元的第二端分别与一个三电平降压变换器中的第一飞跨电容的第一端连接，用于通过电能的双向传递使第一飞跨电容两端的电压动态维持在目标电压；控制单元用于在接收到启动指令时，先控制电压钳位单元和各个电压平衡单元开始工作，在第一飞跨电容两端的电压被预充为目标电压后，再控制降压电路开始工作，从而提高了降压电路的电能转换效率。压电路的电能转换效率。压电路的电能转换效率。

【技术实现步骤摘要】
降压电路的电压控制电路、降压装置及电子设备


[0001]本申请属于电源
，尤其涉及一种降压电路的电压控制电路、降压装置及电子设备。

技术介绍

[0002]三电平降压型变换器是电子设备中常用的一种电压变换器，其可以将从电子设备的电源端口输入的电压转换为电池所需的充电电压，以为电池充电。三电平降压型变换器的结构通常如图1所示，其中，第一开关管Q1和第四开关管Q4分别由一对互补的驱动信号驱动，第二开关管Q2和第三开关管Q3分别由另一对互补的驱动信号驱动，这两对互补的驱动信号的占空比相同，相位相差180度。
[0003]为了使三电平降压型变换器中的各个器件始终工作在低电压状态，需要在各个开关管导通之前将飞跨电容Cfly两端的电压预充至输入电压Vin的一半左右，这样，三电平降压型变换器处于稳态时，各个开关管的两个导通端之间的电压也为输入电压Vin的一半左右。然而，在实际应用中，由于各个开关管的导通电阻和/或驱动电路的不对称向，导致飞跨电容Cfly两端的电压往往会偏离输入电压Vin的一半较远，这样不仅会使部分器件工作在更高的电压应力下，而且会导致流经输出电感L0的电流波纹增大，降低了三电平降压型变换器的电能转换效率。现有技术通常采用调节驱动信号的占空比的方式来解决该问题，然而，该方式在占空比为50%左右时的调节能力较差，因此还是会导致流经输出电感L0的电流波纹增大，降低了三电平降压型变换器的电能转换效率。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例提供了一种降压电路的电压控制电路、降压装置及电子设备，以解决现有的三电平降压变换器电能转换效率较低的技术问题。
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种降压电路的电压控制电路，所述降压电路包括并联连接的n个三电平降压变换器，n为大于或等于1的整数；所述三电平降压变换器的输入端与地之间依次串接有第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管，所述三电平降压变换器中的第一飞跨电容的第一端连接所述第一开关管与所述第二开关管的共接点，所述第一飞跨电容的第二端连接所述第三开关管与所述第四开关管的共接点，所述三电平降压变换器中的输出电感的第一端连接所述第二开关管与所述第三开关管的共接点，所述输出电感的第二端作为所述三电平降压变换器的输出端；所述电压控制电路包括：电压钳位单元，包括高电位端和钳位端，所述高电位端用于连接所述降压电路的输入端，所述电压钳位单元用于将所述钳位端的电压钳制在目标电压，所述目标电压与预设电压的差值小于预设误差，所述预设电压为所述降压电路的输入电压的一半；n个电压平衡单元，所述电压平衡单元包括第一端和第二端，所有所述电压平衡单元的第一端共接所述钳位端，每个所述电压平衡单元的第二端分别与一个所述三电平降压变换器中的所述第一飞跨电容的第一端连接，所述电压平衡单元用于通过电能的双向传
递，使对应的所述第一飞跨电容两端的电压动态维持在所述目标电压；控制单元，与所述电压钳位单元、所述电压平衡单元及所述降压电路连接，所述控制单元用于在接收到启动指令时，先控制所述电压钳位单元和各个所述电压平衡单元开始工作，在所述第一飞跨电容两端的电压被预充为所述目标电压后，再控制所述降压电路开始工作。
[0006]在第一方面的一种可选的实现方式中，所述电压钳位单元为双向直流
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直流变换器，所述双向直流
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直流变换器的第一端为所述高电位端，所述双向直流
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直流变换器的第二端为所述钳位端，双向直流
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直流变换器的第一端与第二端的电压比为2:1。
[0007]在第一方面的一种可选的实现方式中，所述电压钳位单元包括第五开关管、第六开关管及第一电感；所述第五开关管的第一导通端作为所述高电位端，所述第五开关管的第二导通端和所述第六开关管的第一导通端共接所述第一电感的第一端，所述第六开关管的第二导通端接地，所述第一电感的第二端作为所述钳位端，所述第五开关管的受控端和所述第六开关管的受控端均连接所述控制单元。
[0008]在第一方面的一种可选的实现方式中，所述电压钳位单元包括第七开关管、第八开关管、第九开关管、第十开关管及第二飞跨电容；所述第七开关管的第一导通端作为所述高电位端，所述第七开关管的第二导通端与所述第八开关管的第一导通端共接所述第二飞跨电容的第一端，所述第八开关管的第二导通端连接所述第九开关管的第一导通端，所述第八开关管的第二导通端与所述第九开关管的第一导通端共同作为所述钳位端，所述第九开关管的第二导通端和所述第十开关管的第一导通端共接所述第二飞跨电容的第二端，所述第十开关管的第二导通端接地，所述第七开关管的受控端、所述第八开关管的受控端、所述第九开关管的受控端及所述第十开关管的受控端均连接所述控制单元。
[0009]在第一方面的一种可选的实现方式中，所述电压平衡单元的第一端与第二端的电压比为1:1。
[0010]在第一方面的一种可选的实现方式中，所述电压平衡单元包括第十一开关管和反相器；所述第十一开关管的第一导通端作为所述电压平衡单元的第一端，所述第十一开关管的第二导通端作为所述电压平衡单元的第二端，所述第十一开关管的受控端连接所述反相器的输出端，所述反相器的输出端连接对应的所述第四开关管的受控端。
[0011]在第一方面的一种可选的实现方式中，所述电压控制电路还包括连接在所述钳位端与地之间的滤波单元。
[0012]在第一方面的一种可选的实现方式中，所述滤波单元包括滤波电容，所述滤波电容的第一端连接所述钳位端，所述滤波电容的第二端接地。
[0013]第二方面，本申请实施例提供一种降压装置，包括降压电路和如第一方面或第一方面的任意一个可选方式所述的电压控制电路，所述电压控制电路与所述降压电路相连。
[0014]第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括电源端口、电池以及如第二方面所述的降压装置，所述降压装置的输入端连接所述电源端口，所述降压装置的输出端连接所述电池。
[0015]实施本申请实施例提供的降压电路的电压控制电路、降压装置及电子设备具有以下有益效果：本申请实施例提供的降压电路的电压控制电路，由于在降压电路开始工作前，通
过电压钳位单元和电压平衡单元将各个三电平降压变换器中的第一飞跨电容两端的电压预充为目标电压，该目标电压为输入电压的一半左右，因此可以确保降压电路开始工作时，三电平降压变换器中的各个器件的电压应力为输入电压的一半左右；此外，由于电压平衡单元可以通过电能的双向传递，使对应的第一飞跨电容两端的电压动态维持在目标电压，因此可以避免第一飞跨电容两端的电压远远偏离输入电压的一半左右，使得在降压电路工作的整个过程中，三电平降压变换器中的各个器件的电压应力始终保持在输入电压的一半左右，从而减少了流经输出电感的电流的波纹，提高了降压电路的电能转换效率。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降压电路的电压控制电路，其特征在于，所述降压电路包括并联连接的n个三电平降压变换器，n为大于或等于1的整数；所述三电平降压变换器的输入端与地之间依次串接有第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管，所述三电平降压变换器中的第一飞跨电容的第一端连接所述第一开关管与所述第二开关管的共接点，所述第一飞跨电容的第二端连接所述第三开关管与所述第四开关管的共接点，所述三电平降压变换器中的输出电感的第一端连接所述第二开关管与所述第三开关管的共接点，所述输出电感的第二端作为所述三电平降压变换器的输出端；所述电压控制电路包括：电压钳位单元，包括高电位端和钳位端，所述高电位端用于连接所述降压电路的输入端，所述电压钳位单元用于将所述钳位端的电压钳制在目标电压，所述目标电压与预设电压的差值小于预设误差，所述预设电压为所述降压电路的输入电压的一半；n个电压平衡单元，所述电压平衡单元包括第一端和第二端，所有所述电压平衡单元的第一端共接所述钳位端，每个所述电压平衡单元的第二端分别与一个所述三电平降压变换器中的所述第一飞跨电容的第一端连接，所述电压平衡单元用于通过电能的双向传递，使对应的所述第一飞跨电容两端的电压动态维持在所述目标电压；控制单元，与所述电压钳位单元、所述电压平衡单元及所述降压电路连接，所述控制单元用于在接收到启动指令时，先控制所述电压钳位单元和各个所述电压平衡单元开始工作，在所述第一飞跨电容两端的电压被预充为所述目标电压后，再控制所述降压电路开始工作。2.根据权利要求1所述的电压控制电路，其特征在于，所述电压钳位单元为双向直流
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直流变换器，所述双向直流
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直流变换器的第一端为所述高电位端，所述双向直流
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直流变换器的第二端为所述钳位端，双向直流
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直流变换器的第一端与第二端的电压比为2:1。3.根据权利要求2所述的电压控制电路，其特征在于，所述电压钳位单元包括第五开关管、第六开关管及第一电感；所述第五开关管的第一导通端作为所述高电位端，所述第五开关管的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛鸿，赖哲人，戴兴科，
申请(专利权)人：深圳市微源半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：