CN114884157A - 一种充电电路及电子设备 - Google Patents

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Abstract

一种充电电路及电子设备，涉及电子技术领域，能够提升大功率快充的功率。该充电电路，包括：耦合于电源端和充电端之间的至少两个直流‑直流DC‑DC变换电路；电源端用于耦合于充电器，充电端用于耦合电池；其中，DC‑DC变换电路的电压输入端耦合于电源端；DC‑DC变换电路的电压输出端耦合于充电端；至少两个DC‑DC变换电路中包括第一DC‑DC变换电路，以及第二DC‑DC变换电路；第一DC‑DC变换电路被配置为对电源端的电压进行电压变换，以输出第一充电信号至电池；以及第二DC‑DC变换电路被配置对电源端的电压进行电压变换，以输出第二充电信号至电池；第一DC‑DC变换电路包括调压直流变换电路，第二DC‑DC变换电路包括不可调压直流变换电路。

Description

一种充电电路及电子设备
技术领域
本申请实施例涉及电子技术领域，尤其涉及一种充电电路及电子设备。
背景技术
充电电路广泛应用于手机、手表、平板电脑等电子设备，实现对电源适配器(充电器)或者无线充电电路输出的电压进行变换后向电子设备的电池提供充电电压或者直接向电子设备的其他负载电路提供系统电压。通常，在不同的充电协议下，充电电路主要采用降压(BUCK)电路或者开关电容(switched capacitor converter，SC)等电压变换电路实现输入电压和输出电压的变换比例。
目前，在正常充电场景下，采用适用于低功率充电的BUCK电路，提高充电时的电压的变换比例的灵活性；在快速充电场景下，为保证充电的效率，采用适用于高功率充电的SC电路。这样，根据不同的充电应用场景，可以选择性的控制使用BUCK电路或SC实现对电池的充电。例如，主流的方案为，采用电源传输(power deliver,PD)充电协议检测到充电器支持正常充电时，控制BUCK电路实现输入电压和输出电压的变换比例；采用超级充电协议(super charger protocol，SCP)检测到充电器支持快速充电时，控制SC电路实现输入电压和输出电压的变换比例。
这样，在快速充电场景下，充电电路提供的功率(或电流，由于对电池的充电电压受限于电池的额定电压，通常固定于5V左右，因此充电电路输出的功率主要与电流成正比例关系)受限于SC的功率(或电流)上限，如何进一步提升大功率快充的功率(或电流)成为亟待解决的问题。
发明内容
本申请的实施例提供一种充电电路及电子设备，能够提升大功率快充的功率。
第一方面，提供一种充电电路。该充电电路，包括：耦合于电源端和充电端之间的至少两个直流-直流DC-DC变换电路；电源端用于耦合于充电器，充电端用于耦合电池；其中，DC-DC变换电路的电压输入端耦合于电源端；DC-DC变换电路的电压输出端耦合于充电端；至少两个DC-DC变换电路中包括第一DC-DC变换电路，以及第二DC-DC变换电路；第一DC-DC变换电路被配置为对电源端的电压进行电压变换，以输出第一充电信号至电池；以及第二DC-DC变换电路被配置对电源端的电压进行电压变换，以输出第二充电信号至电池；第一DC-DC变换电路包括调压直流变换电路，第二DC-DC变换电路包括不可调压直流变换电路。这样，由于充电电路中耦合于电源端VBUS和充电端Vbat之间的至少两个DC-DC变换电路中包括一个不可调压直流变换电路，以及一个调压直流变换电路，例如第一DC-DC变换电路包括调压直流变换电路，第二DC-DC变换电路包括不可调压直流变换电路；并且电源端VBUS用于耦合于充电器，充电端Vbat用于耦合电池。这样在一种情况下，第一DC-DC变换电路对电源端VBUS的电压进行电压变换，以输出第一充电信号至电池；以及第二DC-DC变换电路对电源端的电压进行电压变换，以输出第二充电信号至电池；因此参考上述过程，第一DC-DC变换电路与第二DC-DC变换电路可以在第一充电模式(例如快速充电)下同时向电池充电，相对于现有技术在一种充电场景下仅采用BUCK电路或SC电路之一向电池充电，本申请的实施例提供的方案可以在快速充电场景下，同时复用两个DC-DC变换电路向电池充电，因此可以提升大功率快充的功率。
在一种可能的实现方式中，至少两个DC-DC变换电路中的第一DC-DC变换电路被配置为向电池输出第一充电信号，其中第二DC-DC变换电路被配置停止对电源端的电压进行电压变换。在该可能的实现方式中还可以实现采用至少两个DC-DC变换电路中的一个DC-DC变换电路对电池进行充电，例如：在第二充电模式，至少两个DC-DC变换电路中的第一DC-DC变换电路被配置为向电池输出第一充电信号。
在一种可能的实现方式中，为了实现对DC-DC变换电路的控制，还包括：第一协议芯片；第一协议芯片耦合于控制器，至少两个直流-直流DC-DC变换电路还耦合于控制器；当第一协议芯片耦合于充电器时，控制器，具体被配置为当第一协议芯片确定充电器支持第一充电模式时，控制第一DC-DC变换电路向电池输出第一充电信号以及第二DC-DC变换电路向电池输出第二充电信号。
在一种可能的实现方式中，为了节省外置模拟器件(如MCU等逻辑电路)，第一协议芯片与第二DC-DC变换电路集成于同一芯片。
在一种可能的实现方式中，第一协议芯片，被配置为通过SCP充电协议与充电器协商，确定充电器支持第一充电模式。
在一种可能的实现方式中，为了实现对DC-DC变换电路的控制，还包括第二协议芯片；第二协议芯片用于耦合于控制器，至少两个直流-直流DC-DC变换电路还耦合于控制器；当第二协议芯片耦合于充电器时，控制电路，具体被配置为当第二协议芯片确定充电器支持第二充电模式时，控制第一DC-DC变换电路向电池输出第一充电信号，并控制第二DC-DC变换电路停止对电源端的电压进行电压变换。
在一种可能的实现方式中，为了节省外置模拟器件(如MCU等逻辑电路)，第二协议芯片与第一DC-DC变换电路集成于同一芯片。
在一种可能的实现方式中，第二协议芯片，被配置为通过PD充电协议与充电器协商，确定充电器支持第二充电模式。
在一种可能的实现方式中，至少两个DC-DC变换电路中还包括第三DC-DC变换电路；第三DC-DC变换电路被配置为对电源端的电压进行电压变换，以输出第三充电信号至电池；第三DC-DC变换电路包括不可调压直流变换电路。这样在第一充电模式下同时复用三个DC-DC变换电路向电池充电，可以实现更大功率的输出。
在一种可能的实现方式中，调压直流变换电路，至少包括以下任一：降压-升压BUCK-BOOST电路、降压BUCK电路、升压BOOST电路。
在一种可能的实现方式中，不可调压直流变换电路包括开关电容SC电路。
在一种可能的实现方式中，为了避免对不工作的DC-DC变换电路提供电压，还包括：多个控制开关，控制开关串联于电源端与DC-DC变换电路之间；串联于电源端与第一DC-DC变换电路的控制开关被配置为导通状态，串联于电源端与第二DC-DC变换电路的控制开关被配置为导通状态；或者，串联于电源端与第一DC-DC变换电路的控制开关被配置为导通状态，串联于电源端与第二DC-DC变换电路的控制开关被配置为截止状态。
第二方面，提供一种芯片，该芯片包括如第一方面或第一方面的任一一种可能的实现方式提供的充电电路；其中，所述芯片还包括用于耦合所述充电器以及所述电池的引脚。其中，第二方面实现的技术效果可以参考第一方面或任意一种可能的实现方式中的描述，此处不再赘述。
在一种可能的实现方式中，所述芯片包括充电管理模块。
第三方面，提供一种电子设备，包括如第一方面或第一方面的任一一种可能的实现方式提供的充电电路或第二方面提供的芯片。其中，第三方面实现的技术效果可以参考第一方面或任意一种可能的实现方式中的描述，此处不再赘述。
在一种可能的实现方式中，还包括无线充电线圈、接收电路以及电池；无线充电线圈连接接收电路，接收电路连接充电电路或芯片的电源端，电池连接充电电路或芯片的充电端。这样实现了无线充电方式。
在一种可能的实现方式中，还包括USB接口以及电池；USB接口连接充电电路或芯片的电源端，电池连接充电电路或芯片的充电端。这样实现了有线充电方式。
在一种可能的实现方式中，还包括：过压保护电路；过压保护电路包括：二极管和保护开关；二极管的阳极耦合于地，二极管的阴极耦合于电源端；保护开关串联于电源端和地之间。这样，由于二极管是反向接入电源端和地之间，因此，保护开关截止时，二极管阳极的电压会升高，如果高到二极管的阳极电压大于阴极电压时，二极管就会导通，把过高的电压释放掉，起过压保护的作用。
在一种可能的实现方式中，电子设备还包括负载电路；第一DC-DC变换电路还包括隔离开关；第一DC-DC变换电路的电压输出端耦合于负载电路，第一DC-DC变换电路的电压输出端与充电端之间还设置有隔离开关。在该场景下，第一DC-DC变换电路的电压输出端直接连接系统负载(负载电路)，并且第一DC-DC变换电路的电压输出端通过隔离开关连接电池。这样，在该场景下第一DC-DC变换电路可以直接向系统负载供电，并且可以在隔离开关导通时直接向电池充电；并且在没有外接电源时，隔离开关导通时可以通过电池向系统负载供电。
附图说明
图1为本申请的实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
图2为本申请的实施例提供的一种充电电路的连接关系的示意图；
图3为本申请的实施例提供的一种USB接口的引脚分布示意图；
图4为本申请的实施例提供的一种充电电路的结构示意图；
图5为本申请的实施例提供的一种BUCK电路的结构示意图；
图6为本申请的实施例提供的一种SC电路的结构示意图；
图7为本申请的另一实施例提供的一种充电电路的结构示意图；
图8为本申请的又一实施例提供的一种充电电路的结构示意图；
图9为本申请的再一实施例提供的一种充电电路的结构示意图；
图10为本申请的另一实施例提供的一种充电电路的结构示意图；
图11为本申请的又一实施例提供的一种充电电路的结构示意图；
图12为本申请的再一实施例提供的一种充电电路的结构示意图。
具体实施方式
除非上下文另有要求，否则，在整个说明书和权利要求书中，术语“包括(comprise)”及其其他形式例如第三人称单数形式“包括(comprises)”和现在分词形式“包括(comprising)”被解释为开放、包含的意思，即为“包含，但不限于”。在说明书的描述中，术语“一个实施例(one embodiment)”、“一些实施例(some embodiments)”、“示例性实施例(exemplary embodiments)”、“示例(example)”、“特定示例(specific example)”或“一些示例(some examples)”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本申请的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外，所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。
以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在用于描述三端口的开关(也称开关器件，如开关管、开关晶体管，或者本申请的保护开关、隔离开关以及控制开关等)时，“第一端”和“第二端”可以分别指该开关的连接端，而“控制端”可以指该开关的控制端。例如对于一个MOS(metal-oxide-semiconductor，金属氧化物半导体)管，控制端可以指该MOS管的栅极(gate)，第一端可以指该MOS管的源极(source)，第二端指MOS管的漏极(drain)，或者第一端可以指该MOS管的漏极，第二端指MOS管的源极。在本申请的实施例中，各个开关可以包括一个开关晶体管，然而为了尽量降低串联在线路上的开关引起的内阻升高，各个开关也可以包括并联的两个或多个开关晶体管。
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。
本申请实施例提供的一种充电电路可应用于手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、手持计算机、上网本、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、可穿戴电子设备、虚拟现实设备等需要对电池充电的电子设备中。本申请实施例对此不做任何限制。
示例性的，图1示出了电子设备100的结构示意图。
电子设备100可以包括处理器110，外部存储器接口120，内部存储器121，通用串行总线(universal serial bus，USB)接口130，充电管理模块140，电源管理模块141，电池142，天线1，天线2，移动通信模块150，无线通信模块160，音频模块170，扬声器170A，受话器170B，麦克风170C，耳机接口170D，传感器模块180，摄像头193以及显示屏194等。
可以理解的是，本发明实施例示意的结构并不构成对电子设备100的具体限定。在本申请另一些实施例中，电子设备100可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。
处理器110可以包括一个或多个处理单元，例如：处理器110可以包括应用处理器(application processor，AP)，调制解调处理器，图形处理器(graphics processingunit，GPU)，图像信号处理器(image signal processor，ISP)，控制器，视频编解码器，数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，基带处理器，和/或神经网络处理器(neural-network processing unit，NPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。
充电管理模块140用于从充电器接收充电输入。其中，充电器可以是无线充电器，也可以是有线充电器(或者适配器)。在一些有线充电的实施例中，充电管理模块140可以通过USB接口130接收有线充电器的充电输入。在一些无线充电的实施例中，充电管理模块140可以通过电子设备100的无线充电线圈接收无线充电输入。充电管理模块140为电池142充电的同时，还可以通过电源管理模块141为电子设备的负载电路供电。具体的，参照图1所示，充电管理模块140连接USB接口130。为了实现对电池的正常充电或快速充电，参照图2所示，充电管理模块140可以包括用于为电池进行充电的充电电路143，充电电路143的电源端VBUS连接USB接口130，充电电路143的充电端Vbat连接电池142。又例如，在一些无线充电的实施例中，参照图2所示，充电电路143的电源端VBUS具体通过接收电路(receiveintegrated circuit，RxIC)132连接无线充电线圈131。处理器110或者充电管理模块140可以根据充电协议控制充电电路143将电源端VBUS的电压变换为电池电压(通常为5V)附近的电压Vbat后为电池充电。如图2所示，充电电路143还包括系统电压端Vsys，其用于向负载电路提供电压。此外，如图2所示，电子设备还包括：过压保护电路131；过压保护电路131包括：二极管D1和保护开关K1；二极管D1的阳极耦合于地GND，二极管D1的阴极耦合于电源端VBUS；保护开关K1串联于电源端VBUS和地GND之间。这样，由于二极管D1是反向接入电源端VBUS和地GND之间，因此，保护开关K1截止时，二极管D1阳极的电压会升高，如果高到二极管D1的阳极电压大于阴极电压时，D1就会导通，把过高的电压释放掉，起过压保护的作用。需要说明的是保护开关K1的控制端可以连接于处理器110或电源管理模块141，以控制其状态处于上述的截止状态从而实现过压保护功能。需要说明的是，为了使得上述电子设备通常能够通过USB接口130与外接设备(例如充电器、模拟耳机、数字耳机、移动存储设备、移动终端等设备)相耦接。上述USB接口130可以为Type-C接口。如图3所示，该Type-C接口的A面以及B面均包括对称设置的两个VBUS引脚(用于提供USB电压，引脚4和引脚9)、CC引脚(引脚5)、D+引脚(A面为引脚6、B面为引脚7)、D-引脚(A面为引脚7、B面为引脚6))以及SBU引脚(引脚8为备用引脚，其中A面标记为SBU1、B面标记为SBU2)。通常，充电路143的电源端耦接于VBUS引脚，当通过该USB接口130连接外部的充电器时，电子设备可以基于CC引脚、D+引脚以及D-引脚等引脚通过充电协议与充电器协商充电电压。例如，对于支持电源传输(powerdeliver,PD)充电协议的充电器，通过CC引脚协商充电参数；对于支持超级充电协议(supercharger protocol，SCP)的充电器，通过D+引脚以及D-引脚协商充电参数；当然对于支持无线充电的电子设备，也可以基于充电协议通过RxIC132以及无线充电线圈131与充电器进行充电参数的协商。在下述的示例中主要结合通过USB接口130连接充电器对充电电路143具体展开说明。
电源管理模块141用于连接电池142，充电管理模块140与处理器110。电源管理模块141接收电池142和/或充电管理模块140的输入，为处理器110，内部存储器121，显示屏194，摄像头193，和无线通信模块160等供电。在其他一些实施例中，电源管理模块141也可以设置于处理器110中。在另一些实施例中，电源管理模块141和充电管理模块140也可以设置于同一个器件中。
电子设备100的无线通信功能可以通过天线1，天线2，移动通信模块150，无线通信模块160，调制解调处理器以及基带处理器等实现。天线1和天线2用于发射和接收电磁波信号。移动通信模块150可以提供应用在电子设备100上的包括2G/3G/4G/5G等无线通信的解决方案。在一些实施例中，移动通信模块150的至少部分功能模块可以被设置于处理器110中。在一些实施例中，移动通信模块150的至少部分功能模块可以与处理器110的至少部分模块被设置在同一个器件中。无线通信模块160可以提供应用在电子设备100上的包括无线局域网(wireless local area networks，WLAN)(如无线保真(wireless fidelity，Wi-Fi)网络)，蓝牙(Bluetooth，BT)，全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GNSS)，调频(frequency modulation，FM)，近距离无线通信技术(near fieldcommunication，NFC)，红外技术(infrared，IR)等无线通信的解决方案。
在一些实施例中，电子设备100的天线1和移动通信模块150耦合，天线2和无线通信模块160耦合，使得电子设备100可以通过无线通信技术与网络以及其他设备通信。
电子设备100通过GPU，显示屏194，以及应用处理器等实现显示功能。GPU为图像处理的微处理器，连接显示屏194和应用处理器。GPU用于执行数学和几何计算，用于图形渲染。处理器110可包括一个或多个GPU，其执行程序指令以生成或改变显示信息。
显示屏194用于显示图像，视频等。
电子设备100可以通过ISP，摄像头193，视频编解码器，GPU，显示屏194以及应用处理器等实现拍摄功能。
摄像头193用于捕获静态图像或视频。
外部存储器接口120可以用于连接外部存储卡，例如Micro SD卡，实现扩展电子设备100的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口120与处理器110通信，实现数据存储功能。例如将音乐，视频等文件保存在外部存储卡中。
内部存储器121可以用于存储一个或多个计算机程序，该一个或多个计算机程序包括指令。处理器110可以通过运行存储在内部存储器121的上述指令，从而使得电子设备100执行本申请一些实施例中所提供的方法，以及各种功能应用和数据处理等。
电子设备100可以通过音频模块170，扬声器170A，受话器170B，麦克风170C，耳机接口170D，以及应用处理器等实现音频功能。例如音乐播放，录音等。
传感器模块180可以包括压力传感器，陀螺仪传感器，气压传感器，磁传感器，加速度传感器，距离传感器，接近光传感器，指纹传感器，温度传感器，触摸传感器，环境光传感器，骨传导传感器等。
另外，上述电子设备中还可以包括按键190、马达191、指示器192以及用户标识模块(subscriber identification module，SIM)卡接口195等一种或多种部件，本申请实施例对此不做任何限制。
结合图4所示，通常上述图2示出的充电电路143包括BUCK电路以及SC电路；如图4所示，提供了BUCK电路以及SC电路的连接方式示意图。其中，BUCK电路的电压输出端耦合于负载电路Vsys，如图5所示，BUCK电路包括由开关Q1-Q2组成的开关电路以及电感L1；BUCK电路连接于VBUS与Vsys之间，Q1的第一端耦合VBUS，Q1的第二端耦合Q2的第一端；Q2的第一端耦合电感L1的第一端，Q2的第二端耦合地GND；电感L1的第二端耦合Vsys；其中Q1和Q2组成BUCK电路的降压桥；在BUCK电路处于降压状态时，Q1与Q2的导通与截止状态互补，通过调整Q1和Q2的开关占空比DBUCK实现不同比例的降压输出。此外，为了实现对电池的充电，还包括隔离开关QB，BUCK电路的电压输出端(即Vsys)通过隔离开关QB连接充电端(Vbat)。这样，BUCK电路可以直接向系统的负载电路供电，并且可以在QB导通时直接向电池142充电。另外，当电子设备没有接入外接充电器时，也可以通过导通QB，通过电池142向负载电路供电。
在另一些示例中，如图6所示，SC电路包括由开关Q1-Q4组成的开关电路以及飞跨电容Cfly1和输出电容Cout。其中，Q1第一端耦合VBUS，Q1的第二端耦合Q2的第一端，Q2的第二端耦合Q3的第一端，Q3的第二端耦合Q4的第一端，Q4的第二端耦合地GND。飞跨电容Cfly1的第一端耦合Q2的第一端，Cfly1的第二端耦合Q4的第一端，输出电容Cout的第一端耦合Q3的第一端，Cout的第二端耦合地GND。其中，输出电容Cout的第一端连接充电端Vbat。SC电路可以将VBUS输入的电压以固定比例变换为Vbat的电压，并向电池充电。以图6示出的SC电路为例，Q1和Q3同时导通，Q2和Q4同时导通。Q1和Q3的控制信号与Q2和Q4的控制信号互补，这样，在一个周期的一段时间内，Q1和Q3导通，Q2和Q4截止，这样Cfly1与Cout串联于V1与GND之间，V1输入的电压向Cfly1与Cout同时充电；在在一个周期的另一段时间内，Q1和Q3截止，Q2和Q4导通，Cfly1与Cout并联，Cfly1向Cout放电。这样，形成了2:1降压变换，当然图6只是以一种2:1降压变换的SC电路为例，可以理解的是，还可以通过其他形式的SC电路实现例如3：1、4:1等比例的降压变换。
由图5、图6所示，可以看出由于充电电路143采用的BUCK电路包含了电感L1，而电感L1作为储能元件，电感能量密度通常较小，随着对电池142的充电功率的提高，电感上消耗的能量也越高，因此会造成充电电路143的损耗提高。而，SC电路由于不包含功率器件，因此效率相对BUCK有所提升，但是SC电路的输入电压和输出电压的变换比例受限，通常受电容数量的限制，SC电路实现的变换比例比较固定，例如(2:1、3:1、4：1等等变换比例)，不能自由调整电压的变化比例。基于上述原因，通常在正常充电场景下，采用适用于低功率充电的BUCK电路，这样提高了充电时的电压的变换比例的灵活性；在快速充电场景下，为保证充电的效率，采用适用于高功率充电的SC电路。这样，根据不同的充电应用场景，可以选择性的控制使用BUCK电路或SC电路实现对电池的充电。例如，结合图4所示，主流的方案为，电子设备还包括用于实现充电协议检测的PD芯片以及SCP芯片，其中PD芯片连接USB接口130的CC引脚，SCP芯片连接USB接口130的D+/D-引脚。当充电器插入USB接口130后，采用PD芯片检测(基于PD充电协议)到充电器支持正常充电，则控制BUCK电路实现输入电压和输出电压的变换比例；采用SCP芯片检测(基于SCP充电协议)到充电器支持快速充电，则控制SC电路实现输入电压和输出电压的变换比例。需要说明的是，PD芯片以及SCP芯片可以是单独设置的处理器、MCU等逻辑电路，或者集成于上述图1示出的处理器110或电源管理模块141中实现。当然，为了节省外置模拟器件(如MCU等逻辑电路)，也可以如图7所示，将BUCK电路与PD芯片集成于同一个BUCK芯片，和/或将SC电路与SCP芯片集成于同一个SC芯片。
这样，在快速充电场景下，充电电路提供的功率(或电流)受限于SC的功率(或电流)上限，如何进一步提升大功率快充的功率(或电流)成为亟待解决的问题。
为了能够进一步提升大功率快充的功率，基于上述电子设备，本申请的实施例提供一种充电电路，参照图8所示，包括：耦合于电源端VBUS和充电端Vbat之间的至少两个直流-直流DC-DC变换电路143(图8中示出了第一DC-DC变换电路1431、第二DC-DC变换电路1432)；电源端VBUS用于耦合于充电器，充电端Vbat用于耦合电池142(如图2所示)；其中，DC-DC变换电路143(1431、1432)的电压输入端耦合于电源端VBUS；DC-DC变换电路143(1431、1432)的电压输出端耦合于充电端Vbat；至少两个DC-DC变换电路143(1431、1432)中包括第一DC-DC变换电路1431，以及第二DC-DC变换电路1432；第一DC-DC变换电路1431被配置为对电源端VBUS的电压进行电压变换，以输出第一充电信号至电池142；以及第二DC-DC变换电路1432被配置对电源端的电压进行电压变换，以输出第二充电信号至电池142；第一DC-DC变换电路1431包括调压直流变换电路，第二DC-DC变换电路1432包括不可调压直流变换电路。其中调压直流变换电路，至少包括以下任一：降压-升压BUCK-BOOST电路、降压BUCK电路、升压BOOST电路。不可调压直流变换电路包括开关电容SC电路。需要说明的是，如图8所示，第一DC-DC变换电路1431包括降压-升压BUCK-BOOST电路、降压BUCK电路、升压BOOST电路等调压直流变换电路时，第一DC-DC变换电路1431还包括系统电压端Vsys，其连接于负载电路。具体的功能及连接方式可以参照上述针对图4的描述，不再赘述。
这样，由于充电电路中耦合于电源端VBUS和充电端Vbat之间的至少两个DC-DC变换电路中包括一个不可调压直流变换电路，以及一个调压直流变换电路，例如第一DC-DC变换电路包括调压直流变换电路，第二DC-DC变换电路包括不可调压直流变换电路；并且电源端VBUS用于耦合于充电器，充电端Vbat用于耦合电池。这样在一种情况下，第一DC-DC变换电路对电源端VBUS的电压进行电压变换，以输出第一充电信号至电池；以及第二DC-DC变换电路对电源端的电压进行电压变换，以输出第二充电信号至电池；因此参考上述过程，第一DC-DC变换电路与第二DC-DC变换电路可以在第一充电模式(例如快速充电)下同时向电池充电，相对于现有技术在一种充电场景下仅采用BUCK电路或SC电路之一向电池充电，本申请的实施例提供的方案可以在快速充电场景下，同时复用两个DC-DC变换电路向电池充电，因此可以提升大功率快充的功率。
结合图9所示，以第一DC-DC变换电路1431包括BUCK电路、第二DC-DC变换电路1432包括SC电路为例，则在第一充电模式下，BUCK电路1431和SC电路1432同时向Vbat输出充电信号时，例如BUCK电路1431向Vbat输出2A(5V电池电压)的电流，SC电路1432向Vbat输出6A(5V电池电压)的电流，则由于BUCK电路1431和SC电路1432的连接方式为直接线与与Vbat，则可以实现40W快速充电(相对于仅使用SC电路实现快速充电的30W充电功率，提高了10W)。进一步的，如图10所示，当还包括第三DC-DC变换电路1433时(第三DC-DC变换电路1433可以为不可调压直流变换电路，例如图11中的SC电路1433)；则在第一充电模式，第三DC-DC变换电路1433也被配置为对电源端VBUS的电压进行电压变换，以输出第三充电信号至电池142。则在第一充电模式下，BUCK电路1431、SC电路1432以及SC电路1433同时向Vbat输出充电信号时，例如BUCK电路1431向Vbat输出2A(5V电池电压)的电流，SC电路1432和1433向Vbat输出6A(5V电池电压)的电流，则由于BUCK电路1431、SC电路1432以及SC电路1432的连接方式为直接线与与Vbat，因此可以实现70W快速充电(相对于仅使用两路SC电路实现快速充电的60W充电功率，提高了10W)；即在快速充电场景下，相对于现有技术，可以复用BUCK电路1431的功率，而不是将BUCK电路1431闲置，仅采用SC电路输出功率，这样，可以实现更大功率的输出。
进一步的，为了实现在对DC-DC变换电路的控制，该充电电路143还包括：第一协议芯片1441；第一协议芯片1441耦合于控制器145，至少两个直流-直流DC-DC变换电路(1431、1432)还耦合于控制器145；当第一协议芯片1442耦合于充电器时，控制器，具体被配置为当第一协议芯片1441确定充电器支持第一充电模式时，控制第一DC-DC变换电路1431向电池输出第一充电信号以及第二DC-DC变换电路1432向电池输出第二充电信号。示例性的，当第一DC-DC变换电路1431采用BUCK电路、第二DC-DC变换电路1432采用SC电路时，第一协议芯片1441可以采用SCP芯片。第一协议芯片1441，被配置为通过SCP充电协议与充电器协商，确定充电器支持第一充电模式。
此外，本申请的实施例还可以实现采用至少两个DC-DC变换电路中的一个DC-DC变换电路对电池进行充电，例如：在第二充电模式，至少两个DC-DC变换电路中的第一DC-DC变换电路1431被配置为向电池142输出第一充电信号，其中第二DC-DC变换电路1432被配置停止对电源端的电压进行电压变换。为了实现对DC-DC变换电路的控制，该充电电路143还包括第二协议芯片1442；第二协议芯片1442，用于耦合于控制器145，至少两个直流-直流DC-DC变换电路还耦合于控制器145。示例性的，第一DC-DC变换电路1431可以为BUCK电路，第二协议芯片1442可以采用PD芯片。第二协议芯片1442，被配置为通过PD充电协议与充电器协商，确定充电器支持第二充电模式时，控制第一DC-DC变换电路1431向电池输出第一充电信号，并控制第二DC-DC变换电路1432停止对电源端的电压进行电压变换。
此外，控制器145，可以是单独设置的处理器、MCU等逻辑电路，或者集成于上述图1示出的处理器110或电源管理模块141中实现。需要说明的是，第一协议芯片1441以及第二协议芯片1442可以是单独设置的处理器、MCU等逻辑电路，或者集成于上述图1示出的处理器110或电源管理模块141中实现。当然，为了节省外置模拟器件(如MCU等逻辑电路)，也可以如图11所示，第一协议芯片1441可以与第二DC-DC变换电路1432集成于同一个第二芯片，第二协议芯片1442可以与第一DC-DC变换电路1431集成于同一个第一芯片。
在一些示例中，为了避免对不工作的DC-DC变换电路提供电压，结合图12所示，充电电路143还包括：多个控制开关M(M1、M2)，控制开关串联于电源端VBUS与DC-DC变换电路之间。例如，参照图12所示，控制开关M1串联于电源端VBUS与第一DC-DC变换电路1431之间；控制开关M2串联于电源端VBUS与第二DC-DC变换电路1432之间。则，在第一充电模式，串联于电源端VBUS与第一DC-DC变换电路1431的控制开关M1被配置为导通状态，串联于电源端VBUS与第二DC-DC变换电路1432的控制开关M2被配置为导通状态；在第二充电模式，串联于电源端VBUS与第一DC-DC变换电路1431的控制开关被配置为导通状态，串联于电源端VBUS与第二DC-DC变换电路1432的控制开关M2被配置为截止状态。通常，控制开关M1以及M2的控制端可以连接于图9中的控制器145，并且控制器145具体被配置为当第一协议芯片1441确定充电器支持第一充电模式(支持SCP充电协议)时，控制M1和M2导通；当第二协议芯片1441确定充电器支持第一充电模式(支持PD充电协议)时，控制M1导通和M2截止。
本申请的实施例还提供一种芯片，芯片包括上述实施例提供的充电电路；其中，芯片还包括用于耦合充电器以及电池的引脚。在一些示例中，该芯片包括图1中示出的充电管理模块。此外，需要说明的是，由于电容、电感等器件需要通过大尺寸的极板或导线实现，不利于集成到芯片上，因此该芯片，还可以仅包括：上述充电电路中的开关器件，而将充电电路的电容、电感等器件通过引脚P耦合于芯片外部。此外，在该芯片中各个内部结构的具体连接关系及工作原理可以参照上述各个实施例中的详细描述，此处不再赘述。
尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所公开实施例的其它变化。在权利要求中，“包括”一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (19)

1.一种充电电路，其特征在于，包括：耦合于电源端和充电端之间的至少两个直流-直流DC-DC变换电路；所述电源端用于耦合于充电器，所述充电端用于耦合电池；
其中，所述DC-DC变换电路的电压输入端耦合于电源端；所述DC-DC变换电路的电压输出端耦合于所述充电端；所述至少两个DC-DC变换电路中包括第一DC-DC变换电路，以及第二DC-DC变换电路；
所述第一DC-DC变换电路被配置为对所述电源端的电压进行电压变换，以输出第一充电信号至所述电池；以及所述第二DC-DC变换电路被配置对所述电源端的电压进行电压变换，以输出第二充电信号至所述电池；所述第一DC-DC变换电路包括调压直流变换电路，所述第二DC-DC变换电路包括不可调压直流变换电路。
2.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，还包括：
所述至少两个DC-DC变换电路中的第一DC-DC变换电路被配置为向所述电池输出第一充电信号，其中所述第二DC-DC变换电路被配置停止对所述电源端的电压进行电压变换。
3.根据权利要求1或2所述的充电电路，其特征在于，还包括：第一协议芯片；
所述第一协议芯片耦合于控制器，所述至少两个直流-直流DC-DC变换电路还耦合于所述控制器；
当所述第一协议芯片耦合于所述充电器时，所述控制器，具体被配置为当所述第一协议芯片确定所述充电器支持第一充电模式时，控制所述第一DC-DC变换电路向所述电池输出第一充电信号以及所述第二DC-DC变换电路向所述电池输出第二充电信号。
4.根据权利要求3所述的充电电路，其特征在于，所述第一协议芯片与所述第二DC-DC变换电路集成于同一芯片。
5.根据权利要求3或4所述的充电电路，其特征在于，所述第一协议芯片，被配置为通过SCP充电协议与所述充电器协商，确定所述充电器支持所述第一充电模式。
6.根据权利要求2所述的充电电路，其特征在于，其特征在于，还包括第二协议芯片；所述第二协议芯片用于耦合于控制器，所述至少两个直流-直流DC-DC变换电路还耦合于所述控制器；
当所述第二协议芯片耦合于所述充电器时，所述控制电路，具体被配置为当所述第二协议芯片确定所述充电器支持第二充电模式时，控制所述第一DC-DC变换电路向所述电池输出第一充电信号，并控制所述第二DC-DC变换电路停止对所述电源端的电压进行电压变换。
7.根据权利要求6所述的充电电路，其特征在于，所述第二协议芯片与所述第一DC-DC变换电路集成于同一芯片。
8.根据权利要求6或7所述的充电电路，其特征在于，所述第二协议芯片，被配置为通过PD充电协议与所述充电器协商，确定所述充电器支持所述第二充电模式。
9.根据权利要求1-8任一项所述的充电电路，其特征在于，所述至少两个DC-DC变换电路中还包括第三DC-DC变换电路；
所述第三DC-DC变换电路被配置为对所述电源端的电压进行电压变换，以输出第三充电信号至所述电池；所述第三DC-DC变换电路包括所述不可调压直流变换电路。
10.根据权利要求1-9任一项所述的充电电路，其特征在于，所述调压直流变换电路，至少包括以下任一：降压-升压BUCK-BOOST电路、降压BUCK电路、升压BOOST电路。
11.根据权利要求1-10任一项所述的充电电路，其特征在于，所述不可调压直流变换电路包括开关电容SC电路。
12.根据权利要求2所述的充电电路，其特征在于，还包括：多个控制开关，所述控制开关串联于所述电源端与所述DC-DC变换电路之间；
串联于所述电源端与所述第一DC-DC变换电路的控制开关被配置为导通状态，串联于所述电源端与所述第二DC-DC变换电路的控制开关被配置为导通状态；
或者，串联于所述电源端与所述第一DC-DC变换电路的控制开关被配置为导通状态，串联于所述电源端与所述第二DC-DC变换电路的控制开关被配置为截止状态。
13.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括如权利要求1-12任一项所述的充电电路；其中，所述芯片还包括用于耦合所述充电器以及所述电池的引脚。
14.根据权利要求13所述的芯片，其特征在于，所述芯片包括充电管理模块。
15.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-12任一项所述的充电电路或权利要求13或14所述的芯片。
16.根据权利要求15所述的电子设备，其特征在于，
还包括无线充电线圈、接收电路以及电池；所述无线充电线圈连接所述接收电路，所述接收电路连接所述充电电路或所述芯片的电源端，所述电池连接所述充电电路或所述芯片的充电端。
17.根据权利要求15所述的电子设备，其特征在于，还包括USB接口以及电池；所述USB接口连接所述充电电路或所述芯片的电源端，所述电池连接所述充电电路或所述芯片的充电端。
18.根据权利要求15-17任一项所述的电子设备，其特征在于，还包括：过压保护电路；
所述过压保护电路包括：
二极管和保护开关；所述二极管的阳极耦合于地，所述二极管的阴极耦合于所述电源端；所述保护开关串联于所述电源端和地之间。
19.根据权利要求15-18任一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括负载电路；所述第一DC-DC变换电路还包括隔离开关；
所述第一DC-DC变换电路的电压输出端耦合于所述负载电路，所述第一DC-DC变换电路的电压输出端与所述充电端之间还设置有隔离开关。
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