CN113937982A - 自举电容充电的开关电源电路、方法、装置、设备与介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自举电容充电的开关电源电路、方法、装置、设备与介质，包括：自举电容、控制模块、第一开关管、第二开关管、电压检测模块，以及第一驱动模块；所述自举电容的第一端直接或间接连接所述第一驱动模块，并连接至供电电源，所述第一开关管的第一端连接输入电源，所述第一开关管的第二端连接所述第二开关管的第一端，并经电感连接至电源输出端，所述第二开关管的第二端接地，所述自举电容的第二端连接所述第二开关管的第一端；所述第一开关管的控制端经所述第一驱动模块连接至所述控制模块，以受控于所述控制模块，所述第二开关管的控制端直接或间接连接至所述控制模块，所述电压检测模块还连接所述控制模块。

Description

自举电容充电的开关电源电路、方法、装置、设备与介质

技术领域

本发明涉及自举电容充电领域，尤其涉及一种自举电容充电的开关电源 电路、方法、装置、设备与介质。

背景技术

在开关电源电路中，通常会利用自举电容对开关管的驱动模块供电， 其中，自举电容是利用电容两端电压不能突变的特性，当电容两端保持有 一定电压时，提高电容负端电压，正端电压仍保持于负端的原始压差，等 于正端的电压被负端举起来了，实际就是正反馈电容,用于抬高供电电压。 自举电容就是一个自举电路。

为了提高开关电源在轻负载时的效率，就会采用所谓的脉冲频率调制， 有很长的一段时间内高边的开关管与低边的开关管都是同时关断的，这样 自举电容上的电荷由于漏电或者电路本身就固有的静态电流就会不断减 少，这样在下次再次需要高边的开关管导通时就没有足够的电压来驱动。

为了保证高边的开关管有充足的电来实现驱动，现有技术对自举电容 充电一般采用两种方法，一是对自举电容两端的电压不间断进行差分检测， 一旦检测到自举电容上的电压低于某个阈值时就是对自举电容进行充电。 另外一种就是不间断地检测自举电容上的电压，一旦检测到自举电容上的 电压低于某个阈值时就开通低边开关以及充电电路，来给自举电容充电。

然而，上述的补电方式会导致频繁执行补电和电压检测模块不间断地 检测，但是如果负载很轻，这样频繁的补充是没有必要的，同时，频繁充 电将会带来额外的功耗。

发明内容

本发明提供一种自举电容充电的开关电源电路、方法、装置、设备与介 质，以解决不间断地检测、充电而带来的高功耗的问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种能够为自举电容充电的开关电源 电路，包括：自举电容、控制模块、第一开关管、第二开关管、电压检测模 块，以及第一驱动模块；

所述自举电容的第一端直接或间接连接所述第一驱动模块，并连接至供 电电源，所述第一开关管的第一端连接输入电源，所述第一开关管的第二端 连接所述第二开关管的第一端，并经电感连接至电源输出端，所述第二开关 管的第二端接地，所述自举电容的第二端连接所述第二开关管的第一端；所 述第一开关管的控制端经所述第一驱动模块连接至所述控制模块，以受控于 所述控制模块，所述第二开关管的控制端直接或间接连接至所述控制模块， 所述电压检测模块还连接所述控制模块；

所述电压检测模块被配置为能够在所述第一开关管关闭，且要开启所述 第一开关管时，检测所述自举电容两端的电压，并将电压检测结果反馈至所 述控制模块；

所述控制模块用于：

仅在所述第一开关管关闭，且要开启所述第一开关管时，才基于所述自 举电容两端的电压，控制所述第二开关管的开启与关闭，以使所述自举电容 在所述第二开关管开启时被所述供电电源充电；

所述第一驱动模块被配置为能够在所述自举电容的电压高于预设的电压 阈值时，响应于所述控制模块发出的第一开启信号，驱动所述第一开关管开 启。

可选的，所述控制模块在基于所述自举电容两端的电压，控制所述第二 开关管的开启与关闭时，具体用于：

若所述自举电容两端的电压低于所述电压阈值，则间歇性地开启所述第 二开关管开启；

若所述自举电容两端的电压不低于所述电压阈值，则控制所述第二开关 管处于关闭的状态。

可选的，所述控制模块在间歇性地开启所述第二开关管开启时，具体用 于：

多次开启与关闭所述第二开关管，直至所述自举电容两端的电压不低于 所述电压阈值；

每次开启所述第二开关管之后，均等待第一固定时长，然后关闭所述第 二开关管，

每次关闭所述第二开关管之后，均等待第二固定时长，然后开启所述第 二开关管。

可选的，还包括电流检测模块，所述电流检测模块直接或间接连接于所 述电感，所述电流检测模块被配置为在所述第一开关管关闭，且要开启所述 第一开关管时，能够检测所述电感的反向电流，得到对应的电流检测结果， 所述电流检测模块连接所述控制模块，以将所述电流检测结果发反馈至所述 控制模块；

所述控制模块在间歇性地开启所述第二开关管时，具体用于：

基于所述电感的反向电流，间歇性地开启所述第二开关管开启。

可选的，所述控制模块在基于所述电感的反向电流，间歇性地开启所述 第二开关管开启时，具体用于：

控制所述第二开关管开启；

在所述反向电流因所述第二开关管的开启而上升时，若检测到所述反向 电流上升至预设的电流阈值，则控制所述第二开关管关闭；

在所述反向电流因所述第二开关管的关闭而下降时，若检测到所电感电 流下降至与零点匹配，则控制所述第二开关管开启。

可选的，还包括充电开关管以及充电驱动模块；

所述充电开关管的第一端连接所述供电电源，所述充电开关管的第二端 连接所述第一驱动模块与所述自举电容的第一端，所述充电开关管的控制端 经所述充电驱动模块连接至所述控制模块，以受控于所述控制模块；

所述自举电容被配置为能够在所述第二开关管与所述充电开关管均开启 时被所述供电电源充电；

所述控制模块还用于：

在所述第一开关管关闭，且将要开启所述第一开关管时，通过所述充电 驱动模块，控制所述充电开关管处于开启的状态，或者：控制所述充电开关 管的状态与所述第二开关管保持一致。

根据本发明的第二方面，提供了一种自举电容充电的控制方法，

应用于开关电源电路的控制模块，所述开关电源电路还包括：自举电 容、控制模块、第一开关管、第二开关管、电压检测模块，以及第一驱动模 块；

所述自举电容的第一端直接或间接连接所述第一驱动模块，并连接至供 电电源，所述第一开关管的第一端连接输入电源，所述第一开关管的第二端 连接所述第二开关管的第一端，并经电感连接至电源输出端，所述第二开关 管的第二端接地，所述自举电容的第二端连接所述第二开关管的第一端；所 述第一开关管的控制端经所述第一驱动模块连接至所述控制模块，以受控于 所述控制模块，所述第二开关管的控制端直接或间接连接至所述控制模块， 所述电压检测模块还连接所述控制模块；

所述控制方法，包括：

自所述电压检测模块获取电压检测结果，所述电压检测结果是所述第一 开关管关闭，且要开启所述第一开关管时，所述电压检测模块检测所述自举 电容两端的电压而形成的；

仅在所述第一开关管关闭，且要开启所述第一开关管时，才基于所述自 举电容两端的电压，控制所述第二开关管的开启与关闭，以使所述自举电容 在所述第二开关管开启时被所述供电电源充电；

在所述自举电容的电压高于预设的电压阈值时，向所述第一驱动模块输 出用于开启所述第一开关管的第一开启信号，以使得：所述第一驱动模块能 够在所述自举电容的电压高于预设的电压阈值时，响应于所述第一开启信 号，驱动所述第一开关管开启。

根据本发明的第三方面，提供了一种自举电容充电装置，包括：

获取单元，用于自所述电压检测模块获取电压检测结果，所述电压检测 结果是所述电压检测模块检测所述自举电容两端的电压而形成的；

第一开关管控制单元，用于在所述自举电容的电压高于预设的电压阈值 时，向所述第一驱动模块输出用于开启所述第一开关管的第一开启信号，以 使得：所述第一驱动模块能够在所述自举电容的电压高于预设的电压阈值 时，响应于所述第一开启信号，驱动所述第一开关管开启；

第二开关管控制单元，用于在所述第一开关管关闭，且要开启所述第一 开关管时，基于所述自举电容两端的电压，控制所述第二开关管的开启与关 闭；其中，所述自举电容被配置为能够在所述第二开关管开启时被所述供电 电源充电；

充电开关管控制单元，用于在所述第一开关管关闭，且要开启所述第一 开关管时，控制所述充电开关管处于开启的状态，或者：控制所述充电开关 管的状态与所述第二开关管保持一致。

根据本发明的第四方面，提供了一种电子设备，

所述存储器，用于存储代码；

所述处理器，用于执行所述存储器中的代码用以实现本发明的第二 方面所涉及的方法。

根据本发明的第五方面，提供了一种存储介质，其上存储有计算机 程序，该程序被处理器执行时实现本发明第二方面所述的自举电容充电的 控制方法。

本发明提供的自举电容充电的开关电源电路、方法、装置、设备与介质， 在第一开关管关闭，且要开启第一开关管时，电压检测模块可检测出自举电 容的电压检测结果，控制模块可基于所述电压检测结果，控制模块控制第二 开关管的开启与关闭，从而实现对自举电容的充电，可见，本发明仅在第一 开关管需要开启时，才可能对自举电容进行充电，避免了不间断的检测、充 电而带来的高功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例中自举电容充电的开关电源电路结构示意图 一；

图2是本发明一实施例中自举电容充电的开关电源电路波形示意图 一；

图3是本发明一实施例中自举电容充电的开关电源电路的结构示意图 二；

图4是本发明一实施例中自举电容充电的开关电源电路的波形示意图 二；

图5是本发明一实施例中自举电容充电的开关电源电路的结构示意图 三；

图6是本发明一实施例中自举电容充电的开关电源电路的结构示意图 四；

图7是本发明一实施例中自举电容充电的开关电源电路的结构示意图 五；

图8是本发明一实施例中自举电容充电方法的流程示意图；

图9是本发明一实施例中自举电容充电装置的结构示意图；

图10是本发明一实施例中电子设备构造示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不 是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出 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。

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”、“第三”“第四”等(如果存在)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。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具 体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例 不再赘述。

请参考图1，本发明提供了一种能够为自举电容充电的开关电源电路，包 括：自举电容1、控制模块2、第一开关管3、第二开关管4、电压检测模块 5，以及第一驱动模块6；

所述自举电容1的第一端直接或间接连接所述第一驱动模块6的供电 端，并连接至供电电源(即图1中的VDR)，所述第一开关管3的第一端 连接输入电源(即图1中的VIN)，所述第一开关管3的第二端连接所述第 二开关管4的第一端，并经电感7连接至输出电容8，所述第二开关管4的 第二端接地，所述自举电容1的第二端连接所述第二开关管4的第一端；所 述第一开关管3的控制端经所述第一驱动模块6连接至所述控制模块2，以 受控于所述控制模块2，所述第二开关管4的控制端直接或间接连接至所述 控制模块2，所述电压检测模块5还连接所述控制模块2；

所述电压检测模块5被配置为能够在所述第一开关管关闭，且要开启所 述第一开关管时，检测所述自举电容两端的电压，并将电压检测结果反馈至 所述控制模块2；

例如，电压检测模块5可在要开启所述第一开关管时在控制模块2的指 示下开始检测，并在第一开关管成功开启后，在控制模块2的指示下停止检 测，再例如：电压检测模块5也可始终检测、反馈，但控制模块仅在要开启 所述第一开关管时，才基于电压检测结果控制第二开关管的开启与关闭。

所述控制模块2用于：

在所述第一开关管关闭，且要开启所述第一开关管时，基于所述自举电 容两端的电压，控制所述第二开关管的开启与关闭，以使得所述自举电容在 所述第二开关管开启时被所述供电电源充电；

所述第一驱动模块6被配置为能够在所述自举电容的电压高于预设的电 压阈值时，响应于所述控制模块发出的第一开启信号，驱动所述第一开关管 开启；

其中的“要开启所述第一开关管时”，可理解为所述第一开关管处于关 闭状态，但需要开启时，具体可以指控制模块还未输出第一开启信号，但将 要输出(或理解为预备输出)第一开启信号的时候，另部分方案中，也可以 指控制模块已经输出相应的第一开启信号，但第一驱动模块还未成功驱动第 一开关管开启的时间；

所述控制模块2可理解为，用于通过向相应的驱动模块发出信号，控制 第一开关管、第二开关管的通断状态，进而，能实现该功能的控制模块均不 脱离本发明实施例的范围；

所述第一开关管3可理解为任意能在控制模块控制下，被第一驱动模块 所驱动的开关管，其类型可以任意变化，例如可以为NMOS管，也可以为 PMOS管，可以是场效应管，也可以是三极管，不论如何变化，均不脱离本 发明实施例的范围；

所述第二开关管4可理解为，任意能在控制模块控制下开启与关闭的开 关管，其类型可以任意变化，例如可以为NMOS管，也可以为PMOS管，可 以是场效应管，也可以是三极管，不论如何变化，均不脱离本发明实施例的 范围；

所述第一驱动模块6可理解为，能够在所述自举电容的电压高于预设的 电压阈值时，响应于所述控制模块发出的第一开启信号，驱动所述第一开关 管开启；进而，自举电容1的可连接至第一驱动模块的供电端(或使能端等 其他能决定第一驱动模块工作与否的连接端)；

所述第一驱动模块6可理解为，用于响应所述控制模块发出的相应信号， 从而开启、关闭所述第一开关管；

所述供电电源(即图1中的VDR)可理解为，用于给自举电容充电的电 压源，其可以取自其他任意电路位置；

所述电压检测结果可理解为，由电压检测模块检测出的当前自举电容的 电压信息；部分举例中，电压检测结果可以指：自举电容的电压是否高于(或 低于)电压阈值的比较结果，进而，控制模块可直接获取到比较结果；另部分 举例中，电压检测结果可以指：自举电容的电压的具体数值，进而，控制模块 可判断电压检测结果与电压阈值的大小关系。

一种实施例中，请参考图2，电感的感值为固定值，例如100uH，输出电 压为固定值，例如5V，第一固定时长(即图2中的t_PD)为固定值，例如0.5us， 电感电流会被放到-5V/100uH*0.5us＝-25mA；若自举电容充电电路的最大充电 电流不是足够大，或者自举电容的容值比较大，或者自举电容上的电压已经 被放的很低，则0.5us的第一固定时长(即图2中的t_PD)不能让自举电容被 充到超过UVLO(即电压阈值)，那第二开关管会关断第二固定时长(即图2 中的t_STOP)时间，电感电流回到0，等第二固定时长(即图2中的t_STOP)时 间结束后，第二开关管会再次开启第一固定时长(即图2中的t_PD)时间，如 此往复直到在某个第一固定时长(即图2中的t_PD)时间结束后自举电容上的 电压超过电压阈值(即图2中的C_BST UVLOThreshold)，之后第一开关管会 开启(即导通)给电感充电，从而给输出(例如输出电容8)补充电荷来维持 所需要的输出电压。

以上方案中，采用间歇性开启的方式，电感的反向电流相对受控不会变 得很大，如果选取合适大小的自举电容，一般可以保证一个t_PD就可以给自 举电容补充足够所需的电荷，如上所述的反复充电可保证在选用较大自举电 容的时候也能够正常工作。

然而，因为有这样的反复，也可能会导致：在使用较大自举电容时，给 自举电容补充足够电荷的时间会比较长，从而引起较大的输出电压的纹波， 因为不能及时导通高边开关管来给输出提供电荷。为解决该问题，以下将结 合图3与图4，提供另一种间歇性控制的方式。

请参考图3，所述能够为自举电容充电的开关电源电路还包括电流检测 模块9，所述电流检测模块9直接或间接连接于所述电感7，所述电流检测 模块9被配置为能够检测所述电感7的反向电流，得到对应的电流检测结 果，所述电流检测模块9连接所述控制模块2，以将所述电流检测结果发反 馈至所述控制模块2；

所述控制模块在间歇性地开启所述第二开关管时，具体用于：

基于所述电感的反向电流，间歇性地开启所述第二开关管开启。

所述电流检测结果可理解为能够反应出电感电流的任意信息，电流检测 模块理解为能够得到该电流检测结果的任意电路；

部分举例中，电流检测模块可检测并判断反向电流高于预设的电流阈 值，并将判断结果为作为电流检测结果，从而反馈至控制模块；另部分举例 中，电流检测模块也可检测电感电流的具体数值，进而将该具体数值作为电 流检测结果反馈至控制模块，控制模块可判断电感的反向电流是否高于电流 阈值；不论采用何种方式，只要基于电流阈值实现了第二开关管的关闭，就 不脱离本发明实施例的范围。

一种举例中，电流检测模块可检测并判断电感电流下降至与零点匹配， 并将判断结果反馈至控制模块，从而反馈至控制模块，另一种举例中，电流 检测模块也可检测电感电流的具体下降到的数值，进而将该具体数值作为电 流检测结果反馈至控制模块，控制模块可判断电感电流是否下降至与零点匹 配，不论采用何种方式，只要基于电感电流下降至与零点匹配实现了第二开 关管的开启，就不脱离本发明实施例的范围。

具体的实施方式中，电流检测模块可检测并判断反向电流高于预设的电 流阈值和电感电流下降至与零点匹配，并将判断结果为作为电流检测结果， 从而反馈至控制模块；和/或电流检测模块检测并判断反向电流高于预设的 电流阈值，并将判断结果为作为电流检测结果，从而反馈至控制模块，电流 检测模块检测电感电流的具体下降到的数值，进而将该具体数值作为电流检 测结果反馈至控制模块，控制模块可判断电感电流是否下降至与零点匹配； 和/或电流检测模块检测电感电流的具体数值，进而将该具体数值作为电流 检测结果反馈至控制模块，控制模块可判断电感的反向电流是否高于电流阈 值，电流检测模块检测并判断电感电流下降至与零点匹配，并将判断结果反 馈至控制模块，从而反馈至控制模块；和/或电流检测模块检测电感电流的 具体数值，进而将该具体数值作为电流检测结果反馈至控制模块，控制模块 可判断电感的反向电流是否高于电流阈值，电流检测模块检测电感电流的具 体下降到的数值，进而将该具体数值作为电流检测结果反馈至控制模块，控 制模块可判断电感电流是否下降至与零点匹配，以上组合方式，只要基于电 流阈值和电感电流下降至与零点匹配实现了对第二开关管的控制，就不脱离 本发明实施例的范围。

一种实施例中，请参考图2，给自举电容的充电仅在下一次需要开启第一 开关管的时候才进行；当下一次需要开启第一开关管时，所述电压检测模块 会先检测自举电容上的电压是否高于电压阈值(即图2中的C_BST UVLO Threshold)，如果高于电压阈值，所述电压检测模块将电压检测结果(即图2 中的C_BSTVoltage)发送至控制模块，控制模块向第一驱动模块发送第一开启 信号(即图2中的drvh)，第一开关管会正常被开启，如果自举电容的电压低 于电压阈值，则需要先开启第二开关管来给自举电容充电，所述电压检测模 块将电压检测结果发送至控制模块，控制模块向第二驱动模块发送第二开启 信号(即图2中的drvl)，控制第二开关管的开启，为自举电容充电，直到自 举电容上的电压高于电压阈值后才能开启第一开关管。

所述控制模块2在基于所述自举电容1两端的电压，控制所述第二开关 管4的开启与关闭时，具体用于：

若所述自举电容两端的电压低于所述电压阈值，则间歇性地开启所述第 二开关管开启；

若所述自举电容两端的电压不低于所述电压阈值，则控制所述第一开关 管开启，所述第二开关管处于关闭的状态。

所述电压阈值可理解为，能使得第一驱动模块开启第一开关管的最低电 压信息；

所述间歇性地开启可理解为，在第二开关管关闭一段时间后，再开启第 二开关管，并关闭一段时间后，再开启第二开关管。其中所提到的一段时 间，可以是固定的时间(如图2所示)，也可以是不固定的(如图4所 示)。以图2所示波形为例，所述控制模块在间歇性地开启所述第二开关管 开启时，具体用于：

多次开启与关闭所述第二开关管，直至所述自举电容两端的电压不低于 所述电压阈值；

每次开启所述第二开关管之后，均等待第一固定时长，然后关闭所述第 二开关管，

每次关闭所述第二开关管之后，均等待第二固定时长，然后开启所述第 二开关管。

具体的实施例中，固定一定的充电时间，若在所述充电时间结束后，自 举电容上的电压还未超过所述电压阈值(即图2中C_BST UVLO Threshold)； 关断第二开关管一段时间后，继续开通第二开关管，反复这个步骤(即间歇 性地开启)，直到自举电容上的电压(即电压检测结果，也就是图2中的 C_BSTVoltage)超过所述电压阈值，其中，控制模块在获悉自举电容的电压已高 于电压阈值的情况下，若第二开关管是开启的，则将在第二开关管关闭后， 才发送第一开启信号。

具体的举例中，请参考图4，先导通第二开关管，如果在电感反向电流到 达反向电流保护(即预设的电流阈值，也就是图4中的Reverse Current Limit) 之前，自举电容上的电压就超过了电压阈值(即图4中的C_BST UVLO Threshold)，则开始开启(即导通)第一开关管；如果在电感反向电流达到设 定的保护值(即预设的电流阈值，也就是图4中的ReverseCurrent Limit)后， 自举电容上的电压还未超过电压阈值即图4中的C_BST UVLOThreshold)；关 断第一开关管一段时间后等电感电流回到零附近(即图4中的InductorCurrent 0)，继续重新导通第二开关管，反复这个步骤，直到自举电容上的电压超过 电压阈值。

所述控制模块在基于所述电感的反向电流，间歇性地开启所述第二开关 管开启时，具体用于：

控制所述第二开关管开启；

在所述反向电流因所述第二开关管的开启而上升时，若检测到所述反向 电流上升至预设的电流阈值，则控制所述第二开关管关闭；

在所述反向电流因所述第二开关管的关闭而下降时，若检测到所电感电 流下降至与零点匹配，则控制所述第二开关管开启。

所述零点可理解为，电感电流为零；与零点匹配，可理解为等于零或接 近于零；

其中，因反向电流为低于0的电流(即是一个负值)，故而，反向电流 的上升，指的是电流数值的绝对值的增大，也可理解为反向电流的电流数值 与零点的差距越来越大；

一种实施例中，反向电流的限制可以设定为固定值，例如-200mA，这样 在固定条件下，例如电感为100uH，输出电压为5V，第二开关管最长可开启 4us，4us相比所述0.5us就可以给自举电容补充更多的电荷，从而有可能一个 周期内就会把自举电容上的电压充到超过电压阈值(即图4中的C_BST UVLO Threshold)，如果在达到反向电流保护值(即预设的电流阈值，也就是图4中 的Reverse Current Limit)后自举电容上的电压还是不够(即不能开启第一开 关管)，可以在电感电流归零后(即与零点匹配，也就是图4中的InductorCurrent 0)再对自举电容进行充电。

以上方案中，可以较快的给自举电容充电，同时因为限制了电感的反向 电流，使用的时候也不会有可靠性的问题。

此外，所述电流检测模块9可被配置为能够在所述第一开关管关闭，且 要开启所述第一开关管时，检测所述电感7的反向电流，得到对应的电流检 测结果

请参考图5，所述充电开关管11的第一端连接所述输入电源(即图5 中的VDR)，所述充电开关管的第二端连接所述第一驱动模块，所述充电 开关管的控制端经所述充电驱动模块10连接至所述控制模块2，以受控于 所述控制模块2；

所述自举电容被配置为能够在所述第二开关管与所述充电开关管均开启 时被所述供电电源充电；

所述控制模块还用于：

在所述第一开关管关闭，且将要开启所述第一开关管时，控制所述充电 开关管处于开启的状态，或者：控制所述充电开关管的状态与所述第二开关 管保持一致。

请参考图6，所述第一驱动模块包括：第一电平转换器6以及第一放大 器13，所述第一放大器的第一端连接所述第一电平转换器的第二端，所述 第一放大器的第二端连接所述第一开关管的第一端；

所述充电驱动模块包括：第二电平转换器10以及反相器12，所述反相 器12的第一端连接所述第二电平转换器10的第二端，所述反相器12的第 二端连接所述充电开关管11的控制端。

请参考图7，所述电路还包括：第二驱动模块，所述第二驱动模块可以 包括第二放大器14，第二放大器14的第一端连接控制模块2，第二放大器 14的第二端连接第二开关管4的控制端。

所述控制模块2的三个端口分别连接所述第二电平转换器、所述第一电 平转换器以及第三放大器14，以输出控制充电开关管11、第一开关管3与 第二开关管4通断的信号。

请参考图7，所述电路包括：第三电平转换器15；所述第三电平转换器 15的第一端连接自举电容的第一端，所述第三电平转换器15的第二端连接 自举电容的第二端，所述第三电平转换器15的第一端还连接供电电源 VDR，所述第三电平转换器15的第二端还连接地，所述第三电平转换器15 的第三端连接控制模块2。

请参考图8，本发明提供了一种自举电容充电的控制方法，应用于开 关电源电路的控制模块，包括：

S1：自所述电压检测模块获取电压检测结果；

S2：在所述第一开关管关闭，且将要开启所述第一开关管时，基于所述 自举电容两端的电压，控制所述第二开关管的开启与关闭；

S3：在所述自举电容的电压高于预设的电压阈值时，向所述第一驱动模 块输出用于开启所述第一开关管的开启信号，以使得：所述第一驱动模块能 够在所述自举电容的电压高于预设的电压阈值时，响应于所述第一开启信 号，驱动所述第一开关管开启。

所述电压检测结果是所述电压检测模块检测所述自举电容两端的电压而 形成的；

步骤S2包括：

S21：若所述自举电容两端的电压低于所述电压阈值，则间歇性地开启 所述第二开关管；

S22：若所述自举电容两端的电压不低于所述电压阈值，则控制所述第 一开关管开启，所述第二开关管处于关闭的状态。

可选的，步骤S21：所述控制模块在间歇性地开启所述第二开关管开启 时,包括：

S211：多次开启与关闭所述第二开关管，直至所述自举电容两端的电压 不低于所述电压阈值；

S212：每次开启所述第二开关管之后，均等待第一固定时长，然后关闭 所述第二开关管，

S213：每次关闭所述第二开关管之后，均等待第二固定时长，然后开启 所述第二开关管。

间歇性地开启所述第二开关管,包括：

S214：基于所述电感的反向电流，间歇性地开启所述第二开关管开启。

步骤S214包括：

S2141：控制所述第二开关管开启；

S2142：在所述反向电流因所述第二开关管的开启而上升时，若检测到 所述反向电流上升至预设的电流阈值，则控制所述第二开关管关闭；

S2143：在所述反向电流因所述第二开关管的关闭而下降时，若检测到 所电感电流下降至与零点匹配，则控制所述第二开关管开启。

步骤S2还包括：

S23：在所述第一开关管关闭，且将要开启所述第一开关管时，控制所 述充电开关管处于开启的状态，或者：控制所述充电开关管的状态与所述第 二开关管保持一致。

综上所述，在本发明的具体方案中，可具备以下积极效果：

本发明设计的能够为自举电容充电的开关电源电路，在第一开关管关 闭，且要开启第一开关管时，电压检测模块可检测出自举电容的电压检 测结果，控制模块可基于所述电压检测结果，控制模块控制第二开关管 的开启与关闭，从而实现对自举电容的充电，可见，本发明仅在第一开 关管需要开启时，才可能对自举电容进行充电，避免了不间断的检测、 充电而带来的高功耗。

请参考图9，本发明提供了一种自举电容充电装置40，包括：

获取单元41，用于自所述电压检测模块获取电压检测结果，所述电压 检测结果是所述电压检测模块检测所述自举电容两端的电压而形成的；

第一开关管控制单元42，用于在所述自举电容的电压高于预设的电压 阈值时，向所述第一驱动模块输出用于开启所述第一开关管的第一开启信 号，以使得：所述第一驱动模块能够在所述自举电容的电压高于预设的电压 阈值时，响应于所述第一开启信号，驱动所述第一开关管开启；

第二开关管控制单元43，用于在所述第一开关管关闭，且将要开启所 述第一开关管时，基于所述自举电容两端的电压，控制所述第二开关管的开 启与关闭；其中，所述自举电容被配置为能够在所述第二开关管开启时被所 述供电端充电；

可选的，所述第一开关管控制单元42具体用于：

所述第一驱动模块被配置为能够在所述自举电容的电压高于预设的电压 阈值时，响应于所述控制模块发出的第一开启信号，驱动所述第一开关管开 启。

可选的，所述第二开关管控制单元43具体用于：

在所述第一开关管关闭，且要开启所述第一开关管时，基于所述自举电 容两端的电压，控制所述第二开关管的开启与关闭；其中，所述自举电容被 配置为能够在所述第二开关管开启时被所述供电端充电；

所述控制模块在基于所述自举电容两端的电压，控制所述第二开关管的 开启与关闭时，具体用于：

若所述自举电容两端的电压低于所述电压阈值，则间歇性地开启所述第 二开关管开启；

多次开启与关闭所述第二开关管，直至所述自举电容两端的电压不低于 所述电压阈值；

每次开启所述第二开关管之后，均等待第一固定时长，然后关闭所述第 二开关管，

每次关闭所述第二开关管之后，均等待第二固定时长，然后开启所述第 二开关管；

基于所述电感的反向电流，间歇性地开启所述第二开关管开启；

控制所述第二开关管开启；

在所述反向电流因所述第二开关管的开启而上升时，若检测到所述反向 电流上升至预设的电流阈值，则控制所述第二开关管关闭；

在所述反向电流因所述第二开关管的关闭而下降时，若检测到所电感电 流下降至与零点匹配，则控制所述第二开关管开启。

所述第二驱动模块被配置为能够在所述自举电容的电压低于所述电压阈 值时，响应于所述控制模块发出的第二开启信号，驱动所述充电开关管开 启。

可选的，所述自举电容充电装置还包括：充电开关管控制单元44，用 于在所述第一开关管关闭，且将要开启所述第一开关管时，控制所述充电开 关管处于开启的状态，或者：控制所述充电开关管的状态与所述第二开关管 保持一致。

请参考图10，提供了一种电子设备50，包括：

处理器51；以及，

存储器52，用于存储所述处理器的可执行指令；

其中，所述处理器41配置为经由执行所述可执行指令来执行以上所涉 及的方法。

处理器51能够通过总线53与存储器52通讯。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程 序，该程序被处理器执行时实现以上所涉及的方法。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步 骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可 读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而 前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码 的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对 其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通 技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并 不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种能够为自举电容充电的开关电源电路，其特征在于，包括：自举电容、控制模块、第一开关管、第二开关管、电压检测模块，以及第一驱动模块；

所述自举电容的第一端直接或间接连接所述第一驱动模块，并连接至供电电源，所述第一开关管的第一端连接输入电源，所述第一开关管的第二端连接所述第二开关管的第一端，并经电感连接至电源输出端，所述第二开关管的第二端接地，所述自举电容的第二端连接所述第二开关管的第一端；所述第一开关管的控制端经所述第一驱动模块连接至所述控制模块，以受控于所述控制模块，所述第二开关管的控制端直接或间接连接至所述控制模块，所述电压检测模块还连接所述控制模块；

所述电压检测模块被配置为能够在所述第一开关管关闭，且要开启所述第一开关管时，检测所述自举电容两端的电压，并将电压检测结果反馈至所述控制模块；

所述控制模块用于：

仅在所述第一开关管关闭，且要开启所述第一开关管时，才基于所述自举电容两端的电压，控制所述第二开关管的开启与关闭，以使所述自举电容在所述第二开关管开启时被所述供电电源充电；

所述第一驱动模块被配置为能够在所述自举电容的电压高于预设的电压阈值时，响应于所述控制模块发出的第一开启信号，驱动所述第一开关管开启。

2.根据权利要求1所述的能够为自举电容充电的开关电源电路，其特征在于，包括，

所述控制模块在基于所述自举电容两端的电压，控制所述第二开关管的开启与关闭时，具体用于：

若所述自举电容两端的电压低于所述电压阈值，则间歇性地开启所述第二开关管开启；

若所述自举电容两端的电压不低于所述电压阈值，则控制所述第二开关管处于关闭的状态。

3.根据权利要求2所述的能够为自举电容充电的开关电源电路，其特征在于，

所述控制模块在间歇性地开启所述第二开关管开启时，具体用于：

多次开启与关闭所述第二开关管，直至所述自举电容两端的电压不低于所述电压阈值；

每次开启所述第二开关管之后，均等待第一固定时长，然后关闭所述第二开关管，

每次关闭所述第二开关管之后，均等待第二固定时长，然后开启所述第二开关管。

4.根据权利要求2所述的能够为自举电容充电的开关电源电路，其特征在于，包括，

还包括电流检测模块，所述电流检测模块直接或间接连接于所述电感，所述电流检测模块被配置为在所述第一开关管关闭，且要开启所述第一开关管时，能够检测所述电感的反向电流，得到对应的电流检测结果，所述电流检测模块连接所述控制模块，以将所述电流检测结果发反馈至所述控制模块；

所述控制模块在间歇性地开启所述第二开关管时，具体用于：

基于所述电感的反向电流，间歇性地开启所述第二开关管开启。

5.根据权利要求4所述的能够为自举电容充电的开关电源电路，其特征在于，包括，

所述控制模块在基于所述电感的反向电流，间歇性地开启所述第二开关管开启时，具体用于：

控制所述第二开关管开启；

在所述反向电流因所述第二开关管的开启而上升时，若检测到所述反向电流上升至预设的电流阈值，则控制所述第二开关管关闭；

在所述反向电流因所述第二开关管的关闭而下降时，若检测到所电感电流下降至与零点匹配，则控制所述第二开关管开启。

6.根据权利要求1至5任一项所述的能够为自举电容充电的开关电源电路，其特征在于，还包括充电开关管以及充电驱动模块；

所述充电开关管的第一端连接所述供电电源，所述充电开关管的第二端连接所述第一驱动模块与所述自举电容的第一端，所述充电开关管的控制端经所述充电驱动模块连接至所述控制模块，以受控于所述控制模块；

所述自举电容被配置为能够在所述第二开关管与所述充电开关管均开启时被所述供电电源充电；

所述控制模块还用于：

在所述第一开关管关闭，且将要开启所述第一开关管时，通过所述充电驱动模块，控制所述充电开关管处于开启的状态，或者：控制所述充电开关管的状态与所述第二开关管保持一致。

7.一种自举电容充电的控制方法，其特征在于，应用于开关电源电路的控制模块，所述开关电源电路还包括：自举电容、控制模块、第一开关管、第二开关管、电压检测模块，以及第一驱动模块；

所述自举电容的第一端直接或间接连接所述第一驱动模块，并连接至供电电源，所述第一开关管的第一端连接输入电源，所述第一开关管的第二端连接所述第二开关管的第一端，并经电感连接至电源输出端，所述第二开关管的第二端接地，所述自举电容的第二端连接所述第二开关管的第一端；所述第一开关管的控制端经所述第一驱动模块连接至所述控制模块，以受控于所述控制模块，所述第二开关管的控制端直接或间接连接至所述控制模块，所述电压检测模块还连接所述控制模块；

所述控制方法，包括：

自所述电压检测模块获取电压检测结果，所述电压检测结果是所述第一开关管关闭，且要开启所述第一开关管时，所述电压检测模块检测所述自举电容两端的电压而形成的；

仅在所述第一开关管关闭，且要开启所述第一开关管时，才基于所述自举电容两端的电压，控制所述第二开关管的开启与关闭，以使所述自举电容在所述第二开关管开启时被所述供电电源充电；

在所述自举电容的电压高于预设的电压阈值时，向所述第一驱动模块输出用于开启所述第一开关管的第一开启信号，以使得：所述第一驱动模块能够在所述自举电容的电压高于预设的电压阈值时，响应于所述第一开启信号，驱动所述第一开关管开启。

8.一种自举电容充电装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于自所述电压检测模块获取电压检测结果，所述电压检测结果是所述电压检测模块检测所述自举电容两端的电压而形成的；

第一开关管控制单元，用于在所述自举电容的电压高于预设的电压阈值时，向所述第一驱动模块输出用于开启所述第一开关管的第一开启信号，以使得：所述第一驱动模块能够在所述自举电容的电压高于预设的电压阈值时，响应于所述第一开启信号，驱动所述第一开关管开启；

第二开关管控制单元，用于在所述第一开关管关闭，且要开启所述第一开关管时，基于所述自举电容两端的电压，控制所述第二开关管的开启与关闭；其中，所述自举电容被配置为能够在所述第二开关管开启时被所述供电电源充电；

充电开关管控制单元，用于在所述第一开关管关闭，且要开启所述第一开关管时，控制所述充电开关管处于开启的状态，或者：控制所述充电开关管的状态与所述第二开关管保持一致。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器与存储器，

所述存储器，用于存储代码；

所述处理器，用于执行所述存储器中的代码用以实现权利要求7所述的方法。

10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求7所述的方法。

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