CN109787318B - 一种放电电路和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种放电电路，包括：检测电路、Buck电路、电荷泵电路和控制电路；其中，检测电路检测检测电路的第一端口的电压；若检测电路的第一端口的电压大于第一阈值，则控制电路控制电荷泵电路放电；若检测电路的第一端口的电压小于第二阈值，则控制电路控制Buck电路放电。采用本申请实施例有利于提高电池的放电效率，使得电池电量能被充分利用。

Description

一种放电电路和电子设备
技术领域
本申请涉及集成电路领域，尤其涉及一种放电电路以及一种电子设备。
背景技术
随着手机等消费电子产品对充电速度要求越来越高，串联电池方案因充电发热小的优势，会逐渐被厂家采用。目前手机类电子产品的芯片耐压范围都是和单电芯锂电池电压相匹配，一般是<5.5V(锂电池最高电压一般在4.4V左右)。采用双电芯串联电池方案，电池输出电压最高8.8V左右，电压范围超过当前芯片耐压范围，所以要进行降压使用，降压方式有多种，比如通过Buck电路进行降压，优点是输出电压恒定，但效率低；或者通过电荷泵电路(Charge Pump)芯片进行降压，优点是效率高，缺点是输出电压随输入电压变化，电池电量不能充分利用。
发明内容
本申请实施例提供一种放电电路，有利于提高电池的放电效率，并使得电池电量能被充分利用。
第一方面，本申请实施例提供一种放电电路，该放电电路用于电子设备内部，为该电子设备内部的负载电路供电，包括：检测电路、Buck电路、电荷泵电路和控制电路；
其中，Buck电路的输入端口与电荷泵电路的输入端口耦合，Buck电路的输入端口和电荷泵电路的输入端口为放电电路的输入端口；电荷泵电路的输出端口与Buck电路的输出端口耦合，电荷泵电路的输出端口和Buck电路的输出端口为放电电路的输出端口；放电电路的输出端口与电子设备内部的负载电路的输入端口耦合；检测电路的第一端口耦合到放电电路的输入端口，检测电路的第二端口耦合到控制电路的第一端口，控制电路的第二端口和第三端口分别耦合到Buck电路的使能端口和电荷泵电路的使能端口；检测电路，用于检测检测电路的第一端口的电压；控制电路，用于根据检测电路的第一端口的电压控制Buck电路和电荷泵电路放电。
在放电电路输入端口电压较高时，采用电荷泵电路放电，有利于提高电池的放电效率，当放电电路输入端口电压不高时采用Buck电路放电使得电池电量能被充分利用。兼顾了电池的放电效率和利用率。
在一个可行的实施例中，控制电路根据检测电路的第一端口的电压控制Buck电路和电荷泵电路放电，包括：若检测电路的第一端口的电压大于第一阈值，则控制电路控制电荷泵电路放电；若检测电路的第一端口的电压小于第二阈值，则控制电路控制Buck电路放电；其中，第一阈值大于或者等于第二阈值。
在一个可行的实施例中，电子设备还包括电池，其中电池的负极耦合到地，电池的正极耦合到放电电路的输入端口，控制电路还根据电池的电压、电池状况确定切换电压V；若切换电压V大于第三阈值，则控制电路控制电荷泵电路放电；若切换电压V小于第四阈值，则控制电路控制Buck电路放电；其中，第三阈值大于或者等于第四阈值。
在一个可行的实施例中，切换电压V为：V＝Vbat-I*η*R(T)，Vbat为电池的电压，R(T)为电池的内阻，T为电池的温度，η为电池的老化程度，I为负载的电流。
在一个可行的实施例中，电子设备还包括电池和充电电路；其中，检测电路的第一端口耦合到电池的正极或者充电电路的第一输出端口；电池的负极耦合到地，电池的正极耦合到充电电路的第二输出端口。
在一个可行的实施例中，Buck电路和电荷泵电路是集成在一起的。
在一个可行的实施例中，所述第一转换电路和所述第二转换电路集成在一起包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第七开关、电感、外部电容和输出电容；其中，所述第一开关的第一端口为电荷泵电路的输入端口和Buck电路的输入端口，所述第一开关的第二端口与所述第二开关的第一端口耦合，所述第二开关的第二端口与所述第三开关的第一端口耦合，所述第三开关的第二端口与所述第四开关的第一端口耦合，所述第四开关的第二端口耦合到地，所述外部电容的第一端口与所述第二开关的第一端口耦合，所述外部电容的第二端口与所述第三开关的第二端口耦合。所述电感的第一端口与所述第三开关的第一端口耦合，所述电感的第二端口与所述输出电容的第一端口耦合，所述输出电容的第二端口耦合到地，所述第七开关的第一端口耦合到电感的第一端口，所述第七开关的第二端口耦合到所述电感的第二端口，所述输出电容的第一端口为电荷泵电路的输出端口和Buck电路的输出端口。该集成方式可以减少开关的个数，简化电路。
第二方面，本申请实施例提供另一种放电电路，包括：Buck芯片和电荷泵芯片；其中，Buck芯片的输入端口和电荷泵芯片的输入端口耦合，Buck芯片的输出端口和电荷泵芯片的输出端口耦合，Buck芯片的输入端口为放电电路的输入端口，Buck芯片的输出端口为放电电路的输出端口；
Buck芯片和电荷泵芯片均检测放电电路的输出端口的输出电压，在Buck芯片工作时，若电荷泵芯片的待输出电压大于放电电路的输出端口的输出电压，则电荷泵芯片放电，Buck芯片检测到放电电路的输出端口的输出电压大于Buck芯片的配置电压，则进入低功耗状态；在电荷泵芯片工作时，若放电电路的输出端口的输出电压小于Buck芯片的配置电压时，Buck芯片进行放电，电荷泵芯片检测到放电电路的输出端口的输出电压大于电荷泵芯片的输出电压，则电荷泵芯片进入低功耗状态。
Buck芯片和电荷泵芯片的输出电压高的用于给输出端口连的负载电路供电，兼顾了电池的放电效率和利用率。
在一个可行的实施例中，Buck芯片包括电压配置电路、第一逻辑控制电路、第一电压检测电路和第一转换电路；电荷泵芯片包括第二逻辑控制电路、第二电压检测电路和第二转换电路；电压配置电路，用于为Buck芯片设置配置电压；
第一电压检测电路和第二电压检测电路，分别用于检测放电电路的输出电压；
当第二转换电路工作时，若第一逻辑控制电路确定配置电压大于放电电路的输出电压，第一逻辑控制电路控制第一转换电路工作，第二逻辑控制电路确定第二转换电路的输出电压小于放电电路的输出电压，则控制第二转换电路停止电压转换；
当第一转换电路工作时，若第二逻辑控制电路确定第二转换电路能够输出电压大于放电电路的输出电压，控制第二转换电路工作，第一逻辑控制电路确定放电电路的输出电压大于配置电压，第一逻辑控制电路控制第一转换电路停止电压转换。
在一个可行的实施例中，所述第一转换电路和所述第二转换电路集成在一起包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第七开关、电感、外部电容和输出电容；其中，所述第一开关的第一端口为电荷泵电路的输入端口和Buck电路的输入端口，所述第一开关的第二端口与所述第二开关的第一端口耦合，所述第二开关的第二端口与所述第三开关的第一端口耦合，所述第三开关的第二端口与所述第四开关的第一端口耦合，所述第四开关的第二端口耦合到地，所述外部电容的第一端口与所述第二开关的第一端口耦合，所述外部电容的第二端口与所述第三开关的第二端口耦合，所述电感的第一端口与所述第三开关的第一端口耦合，所述电感的第二端口与所述输出电容的第一端口耦合，所述输出电容的第二端口耦合到地，所述第七开关的第一端口耦合到电感的第一端口，所述第七开关的第二端口耦合到所述电感的第二端口，所述输出电容的第一端口为电荷泵电路的输出端口和Buck电路的输出端口。该集成方式可以减少开关的个数，简化电路。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：负载电路和第一方面或者第二方面的放电电路。
可以看出，本申请实施例采用的放电电路结合了Buck电路(或者Buck芯片)和电荷泵电路(或者电荷泵芯片)的优势，充分高效地利用了电池的能量。
本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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是本申请的一些实施例，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的附图。
图1a为本申请实施例提供的一种放电电路的示意图；
图1b为本申请实施例提供的另一种放电电路的示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种放电电路的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种电荷泵电路的电路示意图；
图4为本申请实施例提供的一种Buck电路的电路示意图；
图5为本申请实施例提供的一种电荷泵电路和Buck电路的集成电路示意图；
图6为本申请实施例提供的另一种电荷泵电路的电路示意图；
图7为本申请实施例提供的另一种Buck电路的电路示意图；
图8为本申请实施例提供的另一种电荷泵电路和Buck电路的集成电路示意图；
图9为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请的实施例进行描述。
电子设备采用双电芯串联电池方案，电池输出电压最高8.8V左右，电压范围超过当前芯片耐压范围，所以要进行降压使用，本申请的实施例提供了一种放电电路，用于将电源电压降至电子设备内部芯片需要的范围。
参见图1a，图1a为本申请实施例提供的一种放电电路的电路示意图，该放电电路应用于电子设备中。如图1a所示，该放电电路包括：检测电路101、Buck电路102、电荷泵电路103和控制电路104；其中，Buck电路102的输入端口和电荷泵电路的输入端口耦合到该放电电路的输入端口，放电电路的输入端口的电压为Vin，该电荷泵电路103的输出端口和Buck电路102的输出端口为该放电电路的输出端口，输出端口的电压为Vout。该放电电路通过该输出端口为电子设备的内部电路(即负载电路)供电。
可以理解地，该电子设备可以为便携式电子设备，诸如手机、平板电脑、可穿戴设备(如智能手表)、车载设备等。
如图1a，电子设备具有充电电路，充电电路具有第一输出端口和第二输出端口，充电电路的第一输出端口与电池正极耦合，该放电电路的输入端口可以耦合到电子设备的充电电路的第二输出端口，当充电电路与外部充电器连接进行充电时，由外部充电器给该放电电路提供输入电压，或者由外部充电器和电池一起给提供输入电压；当充电电路不与外部充电器连接时，由电池提供输入电压，此时该放电电路的输入端口可以直接耦合到电池的正极，或者通过充电电路的部分电路(如开关等)耦合到电池正极。充电电路的两个输出端口的输出电压相同或者接近，所以充电电路或者电池提供放电电路的输入电压时，该放电电路的输入端口的输入电压Vin等于或者接近电池电压。若检测电路101的第一端口与放大电路的输入端口直接耦合，检测电路检测到的电压Vin’等于Vin，Vin’等于或接近电池电压Vbat。若检测电路101的第一端口与充电电路的第一输出端口，即电池正极直接耦合，检测电路检测到的电压Vin’等于电池电压Vbat。
本申请的实施例中检测电路的第一端口直接耦合放电电路的输入端口或者电池的正极都可视为检测电路的第一端口与放电电路的输入端口耦合。
该放电电路的输入端口也可以直接耦合到电池的正极，电池的负极耦合到地。(未在图中示出)检测电路101的第一端口与放大电路的输入端口直接耦合，检测电路检测到的电压Vin’等于Vin，即等于电池电压Vbat。
该电池可以为采用双电芯串联电池方案，即两个锂电池串联形成电池。
检测电路101的第一端口直接耦合到该放电电路的输入端口或者电池的正极，用于检测该放电电路的输入端口的电压或者电池的电压。检测电路101可以是ADC检测电路。因此根据检测电路101的第一端口的耦合对象，检测电路101检测到的电压Vin’等于或接近Vin，或者Vin’等于或者接近电池的电压。该检测电路101的第二端口耦合到控制电路104的第一端口，使得控制电路104得到检测到的电压。该控制电路104的第二端口和第三端口分别耦合到Buck电路102的使能端口和电荷泵电路103的使能端口。控制电路104根据Vin’控制Buck电路102和电荷泵电路103放电。
在此需要说明的是，放电电路具体是采用将Buck电路102与电荷泵电路(ChargePump)103进行并联的方式给电子设备的内部电路(即负载电路)供电。
在一个可行的实施例中，控制电路104根据检测电路101检测到的电压Vin’控制Buck电路102和电荷泵电路103放电，包括：
若Vin’大于第一阈值，则控制电路104控制电荷泵电路103放电；若Vin’小于第二阈值，则控制电路104控制Buck电路102放电；其中，第一阈值大于或者等于第二阈值。
具体地，在初始化(如首次开机)时，若Vin’大于第一阈值Vth1，则控制电路104的第三端口产生使能信号，以控制电荷泵电路103给负载电路供电，即控制电路104采用电荷泵电路103给负载电路供电，Buck电路102不给负载电路供电。这样保证给负载电路供电处在较高效率的状态；若Vin’小于第二阈值Vth2，则控制电路104的第二端口产生使能信号，以控制Buck电路102放电，即控制电路104采用Buck电路给负载电路供电。这种方式虽然效率低，但可以使输出电压稳定，保证负载电路正常运行。
在控制电路104控制Buck电路给负载电路供电时，控制电路104判断Vin’是否大于第一阈值Vth1(比如7.2V)。若Vin’大于第一阈值Vth1，则控制电路104的第三端口产生使能信号，以控制电荷泵电路103放电，即控制电路104采用电荷泵电路103给负载电路供电。且控制电路104的第二端口产生使能信号，以控制Buck电路102停止给负载电路供电。在控制电路104控制电荷泵电路103给负载电路供电时，控制电路104判断Vin’是否小于第二阈值Vth2(比如7V)。若Vin’小于第二阈值Vth2，控制电路104的第二端口产生使能信号，以控制Buck电路102放电，即控制电路104采用Buck电路102给负载电路供电。且控制电路104的第三端口产生使能信号，以控制电荷泵电路103停止给负载电路供电。其中Vth1可配置与Vth2相等，或者Vth1大于Vth2。
需要说明的是，第一阈值与第二阈值不相等是为了避免由于Vin’的轻微波动导致从Buck电路102放电切换到电荷泵电路103放电或者从电荷泵电路103放电切换到Buck电路102放电。简而言之，就是避免反复切换。
需要说明的是，在图1a所示的实施例中，Buck电路102和电荷泵电路103在切换过程中同时为负载电路供电，切换完成后只能使用其中一个为负载电路供电。在切换过程中，Buck电路需要切换为电荷泵电路时，先启动电荷泵电路供电，再控制Buck电路停止供电；类似地，电荷泵电路需要切换为Buck电路时，先启动Buck电路供电，再控制电荷泵电路停止供电。
可选地，检测电路101、Buck电路102、电荷泵电路103和控制电路104可集成在一起。
控制电路104可以为电子设备内部的处理器，或者电源管理芯片。
需要说明的是，电荷泵电路103的输出电压可以为其输入电压的一半，也可以按照其他比例进行设置，具体地可以根据电荷泵电路的输入电压和电荷泵电路的输出端口所连接的负载电路的输入电压的需求进行设置。
参见图1b，图1b为本申请实施例提供的一种放电电路的电路示意图，该放电电路所在的电子设备内部具有电池、充电电路，该放电电路为图1a中检测电路的第一端口与电池正极耦合的情况。如图1b所示，该放电电路包括：检测电路101、Buck电路102、电荷泵电路103和控制电路104。其中，电池的负极耦合到地，该电池的正极Vbat耦合到充电电路105的第一端口，该充电电路105的第二端口Vsys耦合到Buck电路102的第一端口和电荷泵电路103的第一端口，该电荷泵电路103的第二端口和Buck电路102的第二端口为该放电电路的输出端口。若该放电电路用于给其所在的电子设备的内部电路(即负载电路)供电。Buck电路102的第一端口和电荷泵电路103的第一端口，即输入端口，其电压Vsys与Vbat相同或接近。
检测电路101的第一端口耦合到电池的正极，用于检测电池的正极电压Vbat。检测电路101可以是ADC检测电路。该检测电路101的第二端口耦合到控制电路104的第一端口，使得控制电路104得到电池的电压Vbat。该控制电路104的第二端口和第三端口分别耦合到Buck电路102的使能端口和电荷泵电路103的使能端口。控制电路104，用于根据电池的电压控制Buck电路102和电荷泵电路103放电。
其中，控制电路104根据检测电路检测到的电池电压Vbat控制Buck电路102和电荷泵电路103放电，包括：
若Vbat大于第一阈值，则控制电路104控制电荷泵电路103放电；若Vbat小于第二阈值，则控制电路104控制Buck电路102放电；其中，第一阈值大于或者等于第二阈值。
具体地，在初始化(如首次开机)时，若Vbat大于第一阈值Vth1，则控制电路104的第三端口产生使能信号，以控制电荷泵电路103给负载电路供电，即控制电路104采用电荷泵电路103给负载电路供电。这样保证负载电路供电处在较高效率的状态；若Vbat小于第二阈值Vth2，则控制电路104的第二端口产生使能信号，以控制Buck电路102放电，即控制电路104采用Buck电路给负载电路供电。这种方式虽然效率低，但可以使输出电压稳定，保证负载电路正常运行。
在控制电路104控制Buck电路给系统供电时，控制电路104判断Vbat是否大于第一阈值Vth1(比如7.2V)。若Vbat大于第一阈值Vth1，则控制电路104的第三端口产生使能信号，以控制电荷泵电路103放电，即控制电路104采用电荷泵电路103给负载电路供电。且控制电路104的第二端口产生使能信号，以控制Buck电路102停止给负载电路供电。在控制电路104控制电荷泵电路103给负载电路供电时，控制电路104判断Vbat是否小于第二阈值Vth2(比如7V)。若Vbat小于第二阈值Vth2，控制电路104的第二端口产生使能信号，以控制Buck电路102放电，即控制电路104采用Buck电路102给负载电路供电。且控制电路104的第三端口产生使能信号，以控制电荷泵电路103停止给负载电路供电。其中Vth1可配置与Vth2相等，或者Vth1大于Vth2。
需要说明的是，第一阈值与第二阈值不相等是为了避免由于Vbat的轻微波动导致从Buck电路102放电切换到电荷泵电路103放电或者从电荷泵电路103放电切换到Buck电路102放电。简而言之，就是避免反复切换。
图1b中描述的第一阈值与图1a中描述的第一阈值可以相同或不同，图1b中描述的第二阈值与图1a中描述的第二阈值可以相同或不同。
由于电池在使用过程中，由于老化或者温度等，电池的性能会发生变化。可选地，控制电路104可根据电池的状况控制Buck电路102和电荷泵电路103放电，具体可以是：
控制电路104根据电池的电压、电池的内阻、电池的老化程度、负载电路电流、电池温度确定切换电压V；若切换电压V大于第三阈值，则控制电路104控制电荷泵电路103放电；若切换电压V小于第四阈值，则控制电路104控制Buck电路102放电。控制电路104控制过程参考图1a和图1b中的相关描述，此处不再赘述。其中，第三阈值大于或者等于第四阈值。第三阈值可以等于第一阈值，也可以不等于第一阈值。第四阈值可以等于第二阈值，也可以不等于第二阈值。
控制电路不直接使用电池电压与阈值进行比较，而是根据电池电压以及电池状况计算出切换电压后再与阈值比较。
其中，控制电路104根据电池的电压、电池的内阻、电池的老化程度及负载电路电流确定切换电压V，包括：
控制电路104根据预设公式及电池的电压，电池的内阻，电池的老化程度及负载电路的电流、电池温度确定切换电压V；其中，预设公式为：V＝Vbat-I*η*R(T)，Vbat为电池的电压，R(T)为电池的内阻，T为电池的温度，η为电池的老化程度，I为负载电路的电流。
需要说明的是，电池的内阻与电池的温度相关，可通过测量电池的温度来确定电池的内阻，因此可将电池的内阻表示为R(T)。
可选地，控制电路104可根据电池的内阻、电池的老化程度、负载电路电流、和电池温度中的至少一个，及电池的电压确定切换电压V。
可选地，控制电路104可根据电池的状况控制Buck电路102和电荷泵电路103放电，还可以是：
控制电路104根据电池的内阻、电池的老化程度、负载电路电流、和电池温度等电池状况中的至少一个确定第五阈值和第六阈值；若检测电路检测到的电压(如图1a中的Vbat或者Vin，图1b中的Vbat)大于第五阈值，则控制电路104控制电荷泵电路103放电；若检测电路检测到的电压小于第六阈值，则控制电路104控制Buck电路102放电。控制电路104控制过程参考图1a和图1b中的相关描述，此处不再赘述。其中，第五阈值大于或者等于第六阈值。第五阈值可以根据第一阈值以及电池状况计算得出，例如第五阈值Vth5＝Vth1-I*η*R(T)。第六阈值可以根据第一阈值以及电池状况计算得出，例如第六阈值Vth6＝Vth2-I*η*R(T)。
即第五阈值和第六阈值会随着电池状况变化而变化，控制电路根据电池电压与计算出的第五阈值和第六阈值的比较控制Buck电路和电荷泵电路放电。
可选地，检测电路101与充电电路105集成在一起。
可选地，检测电路101与控制电路104集成在一起。
可选地，充电电路105、检测电路101、Buck电路102、电荷泵电路103和控制电路104集成在一起。
可选地，、Buck电路102、电荷泵电路103集成在一起。
在充电电路105不工作时，充电电路105的第一端口和第二端口可以是直接耦合的，或者经由一些电子器件耦合的。在充电电路105外接充电器且电池已充满电时，Buck电路102和电荷泵电路103输入端口的电流是由充电电路105提供的。在充电电路105外接充电器，且电池未充满时，充电电路105的一部分电流给Buck电路102或电荷泵电路103，以给负载电路供电，一部分电流给电池，以对电池进行充电。
需要说明的是，在充电电路105工作或者不工作时，充电电路105的第一端口和第二端口的电压近似相等，因此检测电路101的第一端口也可耦合到充电电路105的第二端口。
参见图2，图2为本申请实施例提供另一种放电电路的电路示意图。如图2所示，该放电电路包括：电池、Buck芯片20和电荷泵芯片21；
其中，Buck芯片20的输入端口和电荷泵芯片21的输入端口连接作为放电电路的输入端口，可以耦合到电池正极或者充电电路的一个输出端口，放电电路的输入端口的电压为Vin。该电荷泵芯片21的输出端口和Buck芯片的输出端口为放电电路的输出端口，放电电路的输出端口的输出电压为Vout。若该放电电路用于放电电路为其所在的电子设备的内部电路(即负载电路)供电。放电电路
具体地，Buck芯片20包括电压配置电路201、第一逻辑控制电路202、第一电压检测电路203和第一转换电路204(即Buck电路)。电荷泵芯片21包括第二逻辑控制电路211、第二电压检测电路212和第二转换电路213(即电荷泵电路)。
其中，电压配置电路201的配置端口耦合到第一逻辑控制电路的第一端口，该第一逻辑控制电路202的第二端口耦合到第一电压检测电路203的第一端口，第一逻辑控制电路202的第三端口耦合到第一转换电路204的第一端口，第一电压检测电路203的第二端口耦合到Buck芯片20的输出端口。第一转换电路204的第三端口为Buck芯片20的输入端口，第一转换电路204的第二端口为Buck芯片20的输出端口。
第二逻辑控制电路211的第一端口耦合到第二电压检测电路212的第一端口，第二逻辑控制电路211的第二端口耦合到第二转换电路213的第一端口，第二电压检测电路203的第二端口耦合到电荷泵芯片21的输出端口。第二转换电路213的第三端口为电荷泵芯片21的输入端口，第二转换电路213的第二端口为电荷泵芯片21的输出端口。
电压配置电路201为Buck芯片20设置配置电压，用于控制Buck芯片的输出电压为配置电压，第一电压检测电路203用于实时检测Vout，同理第二电压检测电路212用于实时检测Vout，此处的实时检测可以理解为以很短周期进行检测，第一电压检测电路和第二电压检测电路可以通过比较电路实现，比较电路的一个输入端为放电电路的输出电压Vout，另外一个输入端为待比较的电压，比如配置电压，或者第二转换电路待输出的电压。在此需要解释的是当第一转换电路204工作时，其输出电压为Buck芯片20的输出电压，即放电电路的输出电压Vout，当第二转换电路213工作时，其输出电压为电荷泵芯片21的输出电压，即放电电路的输出电压Vout，在放电过程中可能存在Buck芯片和电荷泵芯片同时放电的情况，此时放电电路的输出电压Vout为Buck芯片的输出电压和电荷泵芯片的输出电压中高的那一个。在电荷泵芯片21为负载电路供电时，若第一逻辑控制电路202确定配置电压大于第一电压检测电路203检测到的放电电路的输出电压Vout(此时为第二转换电路213的输出电压)，第一逻辑控制电路202控制第一转换电路204工作，第一转换电路204工作时输出电压为配置电压，由于第一转换电路204的输出电压高于第二转换电路的输出电压，则此时放电电路的输出电压Vout为第一转换电路204的输出电压，第二逻辑控制电路根据第二电压检测电路检测到的放电电路的输出电压Vout确定第二转换电路的输出电压小于此时放电电路的输出电压Vout，则控制电荷泵芯片21处于低功耗状态或者第二转换电路213停止转换。在Buck芯片20为负载电路供电时，若第二逻辑控制电路211确定第二转换电路213可输出电压大于放电电路的输出电压Vout(此时为第一转换电路204的输出电压)，启动第二转换电路213工作，第二转换电路工作时，由于第二转换电路213输出电压大于第一转换电路的输出电压，则此时放电电路的输出电压Vout为第二转换电路的输出电压，此时第一逻辑控制电路确定放电电路的输出电压Vout大于配置电压，则第一逻辑控制电路202控制Buck芯片20处于低功耗状态或者第一转换电路204停止转换。电荷泵芯片的输出电压与输入电压Vin相关，例如电荷泵电路的芯片的输出电压可以预先设计为输入电压Vin的二分之一(实际输出电压可能与输入电压Vin的二分之一稍有偏差)，则在Buck芯片20为负载电路供电时，若第二逻辑控制电路211确定第二转换电路213可输出电压(Vin/2)大于Buck芯片的输出电压，则启动电荷泵芯片21为负载电路供电，而第一逻辑控制电路202确定放电电路的输出电压大于配置电压，则控制Buck芯片20处于低功耗状态。
需要说明的是，Buck芯片和电荷泵芯片瞬态响应快，在两者进行切换时不会影响为负载电路供电。并且其中一个芯片为负载电路供电时，另外一个芯片不会对负载电路供电产生很大影响，即一个芯片提供给负载电路的电流，不会或者只有很小的部分流向另一个芯片。
参见图3，图3为本申请实施例提供的一种电荷泵电路的电路示意图，可以应用于上述图1a和图1b的电荷泵电路，图2的第二转换电路213。电荷泵电路(charge pump)是一种DC-DC(直流-直流)转换电路，是利用电容储能来进行电压变换(参见https://en.wikipedia.org/wiki/Charge_pump)。
如图3所示，该电荷泵电路包括第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4、外部电容CFLY和第一输出电容COUT1。
其中，第一开关SW1的第一端口为电荷泵电路的输入端口，该第一开关SW1的第二端口与第二开关SW2的第一端口耦合，该第二开关SW2的第二端口与第三开关SW3的第一端口耦合，该第三开关SW3的第二端口与第四开关SW4的第一端口耦合，该第四开关SW4的第二端口耦合到地。外部电容CFLY的第一端口与第二开关SW2的第一端口耦合。该外部电容CFLY的第二端口与第三开关的第二端口耦合。第一输出电容COUT1的第一端口与第二开关SW2的第二端口耦合，该第一输出电容COUT1的第二端口耦合到地。第一输出电容COUT1的第一端口为电荷泵电路输出端口。
参见图4，图4为本申请实施例提供的一种Buck电路的电路示意图，可以用于上述图1a和1b的Buck电路，图2的第一转换电路204。Buck电路(即Buck转换器)是一种DC-DC(直流-直流)转换电路，输出电压低于输入电压(参见https://en.wikipedia.org/wiki/Buck_converter)。如图4所示，该Buck电路包括第五开关、第六开关、电感和第二输出电容COUT2。
其中，第五开关SW5的第一端口为Buck电路的输入端口，该第五开关SW5的第二端口与第六开关SW6的第一端口耦合，该第六开关SW6的第二端口耦合到地。第五开关SW5的第二端口与电感的第一端口耦合，该电感的第二端口与第二输出电容COUT2的第一端口耦合，该第二输出电容COUT2的第二端口耦合到地。该第二输出电容COUT2的第一端口为Buck电路的输出端口。
由图3和图4可知，电荷泵电路和Buck电路都存在开关，两者(即电荷泵电路和Buck电路)集成在一个芯片中，开关可以共用，可以达成降成本目的。电荷泵电路和Buck电路集成在一起的电路可称为集成电路。
参见图5，图5为电荷泵电路和Buck电路的集成电路示意图。如图5所示，该集成电路包括第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4、第七开关SW7、电感、外部电容CFLY和输出电容COUT。
其中，第一开关SW1的第一端口为集成电路的输入端口(即电荷泵电路的输入端口和Buck电路的输入端口)，该第一开关SW1的第二端口与第二开关SW2的第一端口耦合，该第二开关SW2的第二端口与第三开关SW3的第一端口耦合，该第三开关SW3的第二端口与第四开关SW4的第一端口耦合，该第四开关SW4的第二端口耦合到地。外部电容CFLY的第一端口与第二开关SW2的第一端口耦合，外部电容CFLY的第二端口与第三开关SW3的第二端口耦合。电感的第一端口与第三开关SW3的第一端口耦合，该电感的第二端口与输出电容COUT的第一端口耦合，该输出电容COUT的第二端口耦合到地。第七开关SW7的第一端口耦合到电感的第一端口，该第七开关SW7的第二端口耦合到电感的第二端口。输出电容COUT的第一端口为集成电路的输出端口(即电荷泵电路的输出端口和Buck电路的输出端口)。
需要说明的是，对于Buck电路，图5所示集成电路中由第一开关SW1和第二开关SW2串联成的电路可以等效成Buck电路中的第五开关SW5，图5所示集成电路中由第三开关SW3和第四开关SW4串联成的电路可以等效成Buck电路中的第六开关SW6。
作为Buck电路时，第七开关SW7打开；作为电荷泵电路时，第七开关SW7闭合。
图3-5中的开关均具有控制端，连接到控制与驱动模块上，由控制与驱动模块控制开关闭合。
需要说明的是，图3和图4中的开关的功能可由MOS管来实现。简单来说，可以将图3和图4中的开关替换为MOS管。
参见图6，图6为本申请实施例提供的另一种电荷泵电路的电路示意图。如图6所示，该电荷泵电路包括第一控制与驱动模块、第一MOS管MOS1、第二MOS管MOS2、第三MOS管MOS3、第四MOS管MOS4、外部电容CFLY和第一输出电容COUT1。
其中，第一MOS管MOS1的漏极为电荷泵电路的输入端口，该第一MOS管MOS1的源极与第二MOS管MOS2的漏极耦合，该第二MOS管MOS2的源极与第三MOS管MOS3的漏极耦合，该第三MOS管MOS3的源极与第四MOS管MOS4的漏极耦合，该第四MOS管MOS4的源极耦合到地。外部电容CFLY的第一端口与第二MOS管MOS2的漏极耦合。该外部电容CFLY的第二端口与第三MOS管MOS3的源极耦合。第一输出电容COUT1的第一端口与第二MOS管MOS2的源极耦合，该第一输出电容COUT1的第二端口耦合到地。第一输出电容COUT1的第一端口为电荷泵电路输出端口。
第一MOS管MOS1的栅极、第二MOS管MOS2的栅极、第三MOS管MOS3的栅极、和第四MOS管MOS4的栅极均与第一控制与驱动模块相连接。该第一控制与驱动模块通过控制第一MOS管MOS1的栅极、第二MOS管MOS2的栅极、第三MOS管MOS3的栅极、和第四MOS管MOS4的栅极的电压来实现MOS管的导通和断开。
需要说明的是，图6中所示的所有MOS管和第一控制及驱动模块可以集成在一块芯片内的。
参见图7，图7为本申请实施例提供的另一种Buck电路的电路示意图。如图7所示，该Buck电路包括第二控制与驱动模块、第五MOS管MOS5、第六MOS管MOS6、电感和第二输出电容COUT2。
其中，第五MOS管MOS5的漏极为Buck电路的输入端口，该第五MOS管MOS5的源极与第六MOS管MOS6的漏极耦合，该第六MOS管MOS6的第漏极耦合到地。第五MOS管MOS5的源极与电感的第一端口耦合，该电感的第二端口与第二输出电容COUT2的第一端口耦合，该第二输出电容COUT2的第二端口耦合到地。该第二输出电容COUT2的第一端口为Buck电路的输出端口。
第五MOS管MOS5和第六MOS管MOS6的栅极均与第二控制与驱动模块相连接。该第二控制与驱动模块通过控制第五MOS管MOS5和第六MOS管MOS6的栅极的电压来实现MOS管的导通和断开。
需要说明的是，图7中所示的所有MOS管和第二控制及驱动模块可集成在一块芯片内的。
需要说明的是，图5和图6中的开关的功能可由MOS管来实现。简单来说，可以将图5和图6中的开关替换为MOS管。
参见图8，图8为另一种电荷泵电路和Buck电路的集成电路示意图。如图8所示，该集成电路包括第一MOS管MOS1、第二MOS管MOS2、第三MOS管MOS3、第四MOS管MOS4、第七MOS管MOS7、电感、外部电容CFLY和输出电容COUT。
其中，第一MOS管MOS1的漏极为集成电路的输入端口(即电荷泵电路的输入端口和Buck电路的输入端口)，该第一MOS管MOS1的源极与第二MOS管MOS2的漏极耦合，该第二MOS管MOS2的源极与第三MOS管MOS3的漏极耦合，该第三MOS管MOS3的源极与第四MOS管MOS4的漏极耦合，该第四MOS管MOS4的源极耦合到地。外部电容CFLY的第一端口与第二MOS管MOS2的漏极耦合，外部电容CFLY的第二端口与第三MOS管MOS3的源极耦合。电感的第一端口与第二MOS管MOS2的源极耦合，该电感的第二端口耦合到输出电容COUT的第一端口，该输出电容COUT的第二端口耦合到地。第七MOS管MOS7的漏极耦合到电感的第一端口，该第七MOS管MOS7的源极耦合到电感的第二端口。该输出电容COUT的第一端口为集成电路的输出端口(即电荷泵电路的输出端口和Buck电路的输出端口)。
第一MOS管MOS1的栅极、第二MOS管MOS2的栅极、第三MOS管MOS3的栅极、第四MOS管MOS4的栅极和第七MOS管MOS7的栅极的电压均由第三控制与驱动模块来控制。该第三控制与驱动模块通过控制第一MOS管MOS1的栅极、第二MOS管MOS2的栅极、第三MOS管MOS3的栅极、第四MOS管MOS4的栅极和第七MOS管MOS7的栅极的电压来实现MOS管的导通和断开。
需要说明的是，对于Buck电路，图8所示集成电路中由第一MOS管MOS1和第二MOS管MOS2串联成的电路可以等效成Buck电路中的第五MOS管MOS5，图8所示集成电路中由第三MOS管MOS3和第四MOS管MOS4串联成的电路可以等效成Buck电路中的第六MOS管MOS6。
作为Buck电路时，第七MOS管断开，电流从电感传输；作为电荷泵电路时，第七MOS管将电感短路。
需要说明的是，本申请所描述的放电电路用于电子设备内部，为电子设备内部的负载电路供电。参见图9，图9为本申请实施例提供的一种电子设备的电路示意图。如图9所示，电子设备包括充电电路901、放电电路902、负载电路903和电池904(如两个锂电池并联的电池)。该放电电路902的输出端口与负载电路903的输入端口耦合，放电电路902的输入端口与充电电路901的一个输出端口，以实现放电电路为负载电路供电，充电电路901的另一个输出端口连接电池904。当充电电路901通过接口和外部充电器连接进行充电时，由外部充电器经由充电电路、或者外部充电器经由充电电路与电池904一起给放电电路902提供输入电压，当充电电路901不与外部充电器连接时，由电池904给放电电路902提供输入电压。
负载电路903为电子设备内部的耗电电路，若电子设备为手机，负载电路为耗电器件组成的电路，耗电器件包括CPU、存储器、显示屏、传感器、基带芯片、射频电路等。
以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上上述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (12)

1.一种放电电路，所述放电电路用于电子设备内部，为所述电子设备内部的负载电路供电，其特征在于，包括：检测电路、Buck电路、电荷泵电路和控制电路；
其中，所述Buck电路的输入端口与所述电荷泵电路的输入端口耦合，所述Buck电路的输入端口和所述电荷泵电路的输入端口为所述放电电路的输入端口；所述电荷泵电路的输出端口与所述Buck电路的输出端口耦合，所述电荷泵电路的输出端口和所述Buck电路的输出端口为所述放电电路的输出端口；所述放电电路的输出端口与所述电子设备内部的负载电路的输入端口耦合；
所述检测电路的第一端口耦合到所述放电电路的输入端口，所述检测电路的第二端口耦合到所述控制电路的第一端口，所述控制电路的第二端口和第三端口分别耦合到所述Buck电路的使能端口和所述电荷泵电路的使能端口；
所述检测电路，用于检测所述检测电路的第一端口的电压；
所述控制电路，用于根据所述检测电路的第一端口的电压控制所述Buck电路和所述电荷泵电路放电；
其中，若所述检测电路的第一端口的电压大于第一阈值，则所述控制电路控制所述电荷泵电路放电；
若所述检测电路的第一端口的电压小于第二阈值，则所述控制电路控制所述Buck电路放电；
其中，所述第一阈值大于或者等于所述第二阈值。
2.根据权利要求1所述的放电电路，其特征在于，所述电子设备还包括电池，其中所述电池的负极耦合到地，所述电池的正极耦合到所述放电电路的输入端口，
所述控制电路还根据所述电池的电压、电池的内阻、电池的老化程度及负载电路电流确定切换电压V；
若所述切换电压V大于第三阈值，则所述控制电路控制所述电荷泵电路放电；
若所述切换电压V小于第四阈值，则所述控制电路控制所述Buck电路放电；
其中，所述第三阈值大于或者等于所述第四阈值。
3.根据权利要求2所述的放电电路，其特征在于，所述切换电压V为：
V＝Vbat-I*η*R(T)，所述Vbat为所述电池的电压，所述R(T)为所述电池的内阻，所述T为所述电池的温度，所述η为所述电池的老化程度，所述I为负载电路的电流。
4.根据权利要求1-3任一项所述的放电电路，其特征在于，所述电子设备还包括电池和充电电路；
其中，所述检测电路的第一端口耦合到所述电池的正极或者所述充电电路的第一输出端口；所述电池的负极耦合到地，所述电池的正极耦合到所述充电电路的第二输出端口。
5.根据权利要求1-3任一项所述的放电电路，其特征在于，所述Buck电路和电荷泵电路是集成在一起的。
6.根据权利要求4所述的放电电路，其特征在于，所述Buck电路和电荷泵电路是集成在一起的。
7.根据权利要求5所述的放电电路，其特征在于，所述Buck电路和电荷泵电路集成在一起包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第七开关、电感、外部电容和输出电容；
其中，所述第一开关的第一端口为电荷泵电路的输入端口和Buck电路的输入端口，所述第一开关的第二端口与所述第二开关的第一端口耦合，所述第二开关的第二端口与所述第三开关的第一端口耦合，所述第三开关的第二端口与所述第四开关的第一端口耦合，所述第四开关的第二端口耦合到地，所述外部电容的第一端口与所述第二开关的第一端口耦合，所述外部电容的第二端口与所述第三开关的第二端口耦合，所述电感的第一端口与所述第三开关的第一端口耦合，所述电感的第二端口与所述输出电容的第一端口耦合，所述输出电容的第二端口耦合到地，所述第七开关的第一端口耦合到电感的第一端口，所述第七开关的第二端口耦合到所述电感的第二端口，所述输出电容的第一端口为电荷泵电路的输出端口和Buck电路的输出端口。
8.根据权利要求6所述的放电电路，其特征在于，所述Buck电路和电荷泵电路集成在一起包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第七开关、电感、外部电容和输出电容；
其中，所述第一开关的第一端口为电荷泵电路的输入端口和Buck电路的输入端口，所述第一开关的第二端口与所述第二开关的第一端口耦合，所述第二开关的第二端口与所述第三开关的第一端口耦合，所述第三开关的第二端口与所述第四开关的第一端口耦合，所述第四开关的第二端口耦合到地，所述外部电容的第一端口与所述第二开关的第一端口耦合，所述外部电容的第二端口与所述第三开关的第二端口耦合，所述电感的第一端口与所述第三开关的第一端口耦合，所述电感的第二端口与所述输出电容的第一端口耦合，所述输出电容的第二端口耦合到地，所述第七开关的第一端口耦合到电感的第一端口，所述第七开关的第二端口耦合到所述电感的第二端口，所述输出电容的第一端口为电荷泵电路的输出端口和Buck电路的输出端口。
9.一种放电电路，其特征在于，包括：Buck芯片和电荷泵芯片；
其中，所述Buck芯片的输入端口和所述电荷泵芯片的输入端口耦合，所述Buck芯片的输出端口和所述电荷泵芯片的输出端口耦合，所述Buck芯片的输入端口为所述放电电路的输入端口，所述Buck芯片的输出端口为所述放电电路的输出端口；
所述Buck芯片和所述电荷泵芯片均检测所述放电电路的输出端口的输出电压，在所述Buck芯片工作时，若所述电荷泵芯片的待输出电压大于所述放电电路的输出端口的输出电压，则所述电荷泵芯片放电，所述Buck芯片检测到所述放电电路的输出端口的输出电压大于Buck芯片的配置电压，则进入低功耗状态；在所述电荷泵芯片工作时，若所述放电电路的输出端口的输出电压小于所述Buck芯片的配置电压时，所述Buck芯片进行放电，所述电荷泵芯片检测到所述放电电路的输出端口的输出电压大于所述电荷泵芯片的输出电压，则所述电荷泵芯片进入低功耗状态。
10.根据权利要求9所述的放电电路，其特征在于，所述Buck芯片包括电压配置电路、第一逻辑控制电路、第一电压检测电路和第一转换电路；所述电荷泵芯片包括第二逻辑控制电路、第二电压检测电路和第二转换电路；
所述电压配置电路，用于为所述Buck芯片设置配置电压；
所述第一电压检测电路和第二电压检测电路，分别用于检测所述放电电路的输出电压；
当所述第二转换电路工作时，若所述第一逻辑控制电路确定配置电压大于所述放电电路的输出电压，所述第一逻辑控制电路控制第一转换电路工作，所述第二逻辑控制电路确定所述第二转换电路的输出电压小于所述放电电路的输出电压，则控制所述第二转换电路停止电压转换；
当所述第一转换电路工作时，若所述第二逻辑控制电路确定所述第二转换电路能够输出电压大于所述放电电路的输出电压，控制所述第二转换电路工作，所述第一逻辑控制电路确定所述放电电路的输出电压大于所述配置电压，第一逻辑控制电路控制所述第一转换电路停止电压转换。
11.根据权利要求10所述的放电电路，其特征在于，所述第一转换电路和所述第二转换电路集成在一起包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第七开关、电感、外部电容和输出电容；
其中，所述第一开关的第一端口为电荷泵电路的输入端口和Buck电路的输入端口，所述第一开关的第二端口与所述第二开关的第一端口耦合，所述第二开关的第二端口与所述第三开关的第一端口耦合，所述第三开关的第二端口与所述第四开关的第一端口耦合，所述第四开关的第二端口耦合到地，所述外部电容的第一端口与所述第二开关的第一端口耦合，所述外部电容的第二端口与所述第三开关的第二端口耦合，所述电感的第一端口与所述第三开关的第一端口耦合，所述电感的第二端口与所述输出电容的第一端口耦合，所述输出电容的第二端口耦合到地，所述第七开关的第一端口耦合到电感的第一端口，所述第七开关的第二端口耦合到所述电感的第二端口，所述输出电容的第一端口为电荷泵电路的输出端口和Buck电路的输出端口。
12.一种电子设备，其特征在于，包括：负载电路和如权利要求1-11任一项所述的放电电路。
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