CN115237192A - 电压调节电路、方法、芯片、模组、供电系统和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及一种电压调节电路、方法、芯片、模组、供电系统和电子设备，电压调节电路包括：n个开关模块，n个开关模块的输入端分别用于与储能元件连接，以经连接的储能元件连接至输入电压端，n个开关模块的输出端均与负载电路的供电电压端连接，n为大于1的整数；控制模块，分别与负载电路的供电电压端、各开关模块连接，控制模块用于根据供电电压端的电压和预设目标电压生成第一控制信号，并将第一控制信号分别输出至各开关模块；其中，开关模块用于接收第一控制信号，并在第一控制信号的控制下周期性地导通和断开储能元件与供电电压端之间的调压路径，以分别调节各开关模块的输出端的输出电压。

Description

电压调节电路、方法、芯片、模组、供电系统和电子设备

技术领域

本申请实施例涉及供电技术领域，特别是涉及一种电压调节电路、方法、芯片、模组、供电系统和电子设备。

背景技术

随着电子设备的功能的不断拓展，电子设备中的器件数量也在不断增加。其中，每个器件都需要在供电系统提供的供电电压的驱动下工作。因此，供电系统的输出压力也越来越大，现有的供电系统的带载能力已无法支持如此庞大数量的负载器件。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种带载能力强的电压调节电路、方法、芯片、模组、供电系统和电子设备。

第一方面，本申请提供了一种电压调节电路，包括：

n个开关模块，n个所述开关模块的输入端分别用于与储能元连接，以经连接的所述储能元件连接至输入电压端，n个所述开关模块的输出端均与负载电路的供电电压端连接，n为大于1的整数；

控制模块，分别与所述负载电路的供电电压端、各所述开关模块连接，所述控制模块用于根据所述供电电压端的电压和预设目标电压生成第一控制信号，并将所述第一控制信号分别输出至各所述开关模块；

其中，所述开关模块用于接收第一控制信号，并在所述第一控制信号的控制下周期性地导通和断开所述储能元件与所述供电电压端之间的调压路径，以分别调节各所述开关模块的输出端的输出电压。

第二方面，本申请提供了一种电压调节方法，包括：

获取负载电路的供电电压端的电压；

根据所述供电电压端的电压和预设目标电压生成第一控制信号；

将所述第一控制信号分别输出至n个开关模块，以控制各所述开关模块周期性地导通和断开储能元件与负载电路的供电电压端之间的调压路径，以分别调节各所述开关模块的输出端的输出电压；

其中，n个所述开关模块的输入端分别用于与储能元件连接，以经连接的所述储能元件连接至输入电压端，n个所述开关模块的输出端均与负载电路的供电电压端连接，n为大于1的整数。

第三方面，本申请提供了一种电压调节芯片，被配置有储能输入端口和电压输出端口；

所述电压调节芯片包括如上述的电压调节电路；

其中，所述电压调节电路中n个所述开关模块的输入端与所述储能输入端口连接，n个所述开关模块的输出端均与所述电压输出端口连接。

第四方面，本申请提供了一种电压调节模组，包括：

多个储能元件；

如上述的电压调节电路或如上述的电压调节芯片。

第五方面，本申请提供了一种供电系统，包括：

电池；

充电芯片；

如上述的电压调节模组，与所述充电芯片连接，用于接收来自所述充电芯片的输入电压，并根据所述输入电压向负载电路提供供电电压。

第六方面，本申请提供了一种电子设备，包括如上述的电压调节电路或如上述的电压调节芯片或如上述的电压调节模组或如上述的供电系统。

第七方面，本申请提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法的步骤。

上述电压调节电路，多个开关模块的输出电压输出至相同的供电电压端，以使负载电路的供电电压端的电压近似等于多个开关模块的输出电压的平均值，并使负载电路的最大负载电流等于多个开关模块的最大输出电流之和，从而提高电压调节电路的带负载能力。此外，由于电压调节电路具有灵活的调压能力，即使接收到的输入电压较低，电压调节电路也能够将输出电压提升至预设目标电压，从而适用于低输入电压的场景。而且，由于电压调节电路能够提供较大的输出电流，即使是在高压负载的应用场景中，本实施例的电压调节电路也能够提供足够大的输出功率，从而减小高压应用场景中的功率损失。因此，基于灵活的调压能力和较强的带载能力，本申请的电压调节电路可以适用于各类供电场景，大大扩展了电压调节电路的使用场景。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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1为一实施例的电压调节电路的结构示意图之一；

图2为一实施例的电压调节电路的结构示意图之二；

图3为一实施例的第一控制信号的时序图之一；

图4为一实施例的电压调节电路的充电路径导通的示意图；

图5为一实施例的电压调节电路的放电路径导通的示意图；

图6为一实施例的电压调节电路的结构示意图之三；

图7为一实施例的电压调节电路的结构示意图之四；

图8为一实施例的电压调节方法的流程图之一；

图9为一实施例的电压调节方法的流程图之二；

图10为一实施例的步骤根据所述供电电压端Vout的电压和预设目标电压生成第一控制信号的流程图；

图11为一实施例的第一控制信号的时序图之二；

图12为一实施例的第一控制信号的时序图之三；

图13为一实施例的将所述第一控制信号分别输出至n个开关模块的流程图；

图14为一实施例的电压调节芯片的结构图；

图15为一实施例的供电系统的结构示意图；

图16为一实施例的电子设备的内部结构图。

元件标号说明：

开关模块：100；控制模块：200；储能元件：300；输入比较模块：400；直通模块：500；电压调节模组：10；电池：20；充电芯片：30。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一控制信号称为第二控制信号，且类似地，可将第二控制信号称为第一控制信号。第一控制信号和第二控制信号两者都是控制信号，但其不是同一控制信号。

此外，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至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本申请的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。

本申请实施例提供一种电压调节电路，本申请各实施例的电压调节电路可以与负载电路的供电电压端连接，电压调节电路用于输出供电电压至上述供电电压端，从而为负载电路供电。其中，电子设备可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑、物联网设备和便携式可穿戴设备，物联网设备可为智能音箱、智能电视、智能空调、智能车载设备、智能汽车等。便携式可穿戴设备可为智能手表、智能手环、头戴设备等。负载电路可以但不限于是屏显电路、射频电路等，可以理解的是，上述负载电路也可以集成为芯片，例如屏显芯片、射频芯片等，本实施例不做限定。

图1为一实施例的电压调节电路的结构示意图之一，参考图1，虚线框中的结构为电压调节电路。电压调节电路包括控制模块200和n个开关模块100，控制模块200分别与各所述开关模块100连接，n为大于1的整数。

其中，n个所述开关模块100的输入端分别用于与储能元件300连接，以经连接的所述储能元件300连接至输入电压端Vin。也即，外部的储能元件300的两端分别与输入电压端Vin、开关模块100的输入端一一对应连接。n个所述开关模块100的输出端均与负载电路的供电电压端Vout连接，从而为负载电路供电。可选地，储能元件300可以但不限于是电容、电感等具有电荷存储功能的元件，在本申请各实施例中，均以储能元件300为电感为例进行说明。各开关模块100连接的储能元件300可以相同也可以不同，多个开关模块100的内部结构可以相同也可以不同，本实施例均不做限定。可选地，电压调节电路可以与n个储能元件300连接，n个所述开关模块100的输入端分别用于与n个储能元件300一一对应连接，以降低不同路径之间的干扰。在下述各实施例中，附图均以n个储能元件300为例进行说明，但电压调节电路连接至少于n个储能元件300的技术方案也可以实施，并属于本申请的保护范围。此外，开关模块100的输出端还可以连接有接地的输出电容，以提高负载电路的供电电压端Vout接收到的电压的稳定性。

具体地，受控于连接的开关模块100的通断情况，储能元件300可以通过输入电压端Vin的电压进行充电，还可以将存储的电荷放电至开关模块100，从而支持电压调节电路的电压调节功能。其中，开关模块100可以包括多个开关。当开关模块100中的部分开关导通时，储能元件300的充电路径导通，以使储能元件300通过输入电压端Vin的电压进行充电。当开关模块100中的另一部分开关导通时，储能元件300的放电路径导通，以使储能元件300将存储的电荷放电至开关模块100。可以理解的是，当储能元件300进行放电时，开关模块100的输出端的电压也会相应发生变化，且变化情况与储能元件300存储的电荷量相关联。因此，基于上述工作方式，在本申请各实施例中，储能元件300的放电路径导通也可以称为是电压调节电路的调压路径导通，相应地，储能元件300的充电路径导通也可以称为是电压调节电路的调压路径断开。

所述控制模块200用于生成第一控制信号，并将所述第一控制信号分别输出至各所述开关模块100。所述开关模块100用于接收第一控制信号，并在所述第一控制信号的控制下，周期性地导通和断开所述储能元件300与所述供电电压端Vout之间的调压路径，以分别调节各所述开关模块100的输出端的输出电压。具体地，第一控制信号具有高电平状态和低电平状态，控制模块200通过输出在不同时段具有不同电平状态的第一控制信号，即可实现对开关模块100的控制，以使调压路径周期性地导通和断开，从而使储能元件300不断地进行充电和放电，进而保持负载电路的供电电压端Vout的电压稳定在预设目标电压附近。在一些示例中，当开关模块100包括多个开关时，第一控制信号可以只包括一个信号，开关模块100的部分开关在第一控制信号为高电平状态时导通，而另一部分开关在第一控制信号为低电平状态时导通，以使不同的开关可以在同一个信号的控制下具有不同的通断状态。在另一些示例中，第一控制信号可以包括多个信号，每个信号分别用于控制开关模块100中的至少一个开关，以使不同的开关可以在同一个信号的控制下具有不同的通断状态。

进一步地，控制模块200还与所述负载电路的供电电压端Vout连接，所述控制模块200用于根据所述供电电压端Vout的电压和预设目标电压生成第一控制信号。其中，控制模块200可以包括反馈单元和开关控制单元。反馈单元的输入端与供电电压端Vout的电压连接，开关控制单元的输入端与反馈控制单元的输出端连接，开关控制单元的输出端分别与各开关模块100连接。具体地，当反馈单元反馈的电压低于预设目标电压时，开关控制单元可以通过第一控制信号控制各开关模块100的输出端的电压升高。当反馈单元反馈的电压高于预设目标电压时，开关控制单元可以通过第一控制信号控制各开关模块100的输出端的电压降低。因此，控制模块200能够实现基于供电电压端Vout的电压进行实时的反馈控制，以使电压调节电路输出至负载电路的电压稳定地保持在预设目标电压附近，从而提高输出的稳定性。其中，开关控制单元可以被配置有多个信号接口，以获取预设目标电压和时钟信号。也即，外部处理器可以根据电子设备的运行情况对预设目标电压和时钟信号进行适应性调节。

基于上述电路结构，多个开关模块100的输出电压输出至同一的供电电压端Vout。因此，负载电路的供电电压端Vout的电压近似等于多个开关模块100的输出电压的平均值，且负载电路的最大负载电流等于多个开关模块100的最大输出电流之和。示例性地，以每个开关模块100的最大输出电流为3A为例，若电压调节电路中开关模块100的数量为2个，则电压调节模块能够支持6A的最大负载电流；若电压调节电路中开关模块100的数量为3个，则电压调节模块能够支持9A的最大负载电流。可以理解的是，可以根据需要供电的负载电路的数量，对应设置电压调节电路中开关模块100的数量，从而以恰当数量的开关模块100实现可靠的带负载能力。在本申请下述各实施例中，以电压调节模块包括2个开关模块100为例进行说明。

在本实施例中，由于电压调节电路具有灵活的调压能力，即使接收到的输入电压较低，电压调节电路也能够将输出电压提升至预设目标电压，从而适用于低输入电压的场景。而且，由于电压调节电路能够提供较大的输出电流，即使是在高压负载的应用场景中，本实施例的电压调节电路也能够提供足够大的输出功率，从而减小高压应用场景中的功率损失。因此，基于灵活的调压能力和较强的带载能力，本实施例的电压调节电路可以适用于各类供电场景，大大扩展了电压调节电路的使用场景。

图2为一实施例的电压调节电路的结构示意图之二，参考图2，在其中一个实施例中，所述开关模块100包括第二开关管(M1、M2)和第三开关管(M4、M3)。也即，每个开关模块100分别包括一个第二开关管和一个第三开关管。所述第二开关管的控制极用于接收所述第一控制信号，所述第二开关管的第一极与接地端连接，所述第二开关管的第二极用于与对应的所述储能元件300连接。所述第三开关管的控制极用于接收所述第一控制信号，所述第三开关管的第一极与所述第二开关管的第二极连接，所述第三开关管的第二极用于与所述负载电路的供电电压端Vout连接。

其中，同一所述开关模块100中的所述第二开关管和所述第三开关管用于在所述第一控制信号的控制下分时导通。在图2所示的实施例中，以第二开关管和第三开关管的类型相同，即均为耗尽型NMOS为例进行说明。基于上述开关管类型，开关管的控制极为NMOS的栅极，第一极为NMOS的源极，第二极为NMOS的漏极。当Vgs大于阈值时，NMOS导通；当Vgs小于阈值时，NMOS断开。如前述说明，当第二开关管和第三开关管的类型相同时，第一控制信号包括两个信号，分别一一对应作用于第二开关管和第三开关管。而且，上述两个信号的电平状态相反，即，其中一个信号为高电平状态时，另一个信号为低电平状态。

具体地，图3为一实施例的第一控制信号的时序图之一，结合参考图2和图3，以其中一个开关模块100为例进行说明。当第二晶体管M1导通时，第三晶体管M4断开，电感L1与接地端导通，参考图4，加粗的输入电压端Vin、电感L1和接地端构成充电路径，对电感L1进行充电。当第二晶体管M1断开时，第三晶体管M4导通，电感L1与开关模块100的输出端导通，也即，储能元件300与负载电路的供电电压端Vout之间的调压路径导通。参考图5，加粗的输入电压端Vin、电感L1和开关模块100的输出端构成放电路径，电压调节电路对负载电路进行供电。而且，在电压叠加的作用下，可以使输出至负载电路的电压大于电压调节电路接收到的输入电压。

在本实施例中，可以调节第一控制信号的占空比，以控制储能元件300的充电时长与放电时长之间的比值，从而调节开关模块100的输出端的电压。可以理解的是，当电压调节电路连接至多个储能元件300，且各储能元件300的电荷存储能力相同时，各开关模块100可以具有相同的占空比，以使各开关模块100的输出端的输出电压相同。需要说明的是，在本实施例中，不限定各开关模块100接收到的第一控制信号的时序。即例如，第二开关管M1和第二开关管M2可以接收到完全相同的第一控制信号，以降低控制模块200生成第一控制信号时的复杂度。第二开关管M1和第二开关管M2也可以接收到时序上存在先后关系，但占空比相同的第一控制信号，从而提高控制的灵活性，以进一步改善电压调节电路的性能。

图6为一实施例的电压调节电路的结构示意图之三，参考图6，在其中一个实施例中，电压调节电路还包括输入比较模块400。输入比较模块400分别与所述输入电压端Vin、所述控制模块200连接。所述输入比较模块400用于比较预设电压阈值和来自所述输入电压端Vin的输入电压，并根据比较结果生成模式控制信号。所述模式控制信号用于指示所述电压调节电路工作于目标工作模式，所述目标工作模式包括升压模式。

具体地，对于锂电池等而言，当电池电量充足时，电池的输出电压可能能够满足负电电路的供电电压需求。但是，随着电池电量的降低，电池的输出电压也会相应降低，从而导致电池的输出电压无法直接用于负载电路的供电。因此，通过获取电压调节电路的输入电压，可以准确判断当前的输入电压是否足以为负载电路进行供电。并且，在输入电压不足时，输入比较模块400可以通过输出模式控制信号的方式告知控制模块200，从而当所述电压调节电路工作于所述升压模式时，使所述控制模块200生成所述第一控制信号。进而使所述开关模块100在所述第一控制信号的控制下，输出大于所述输入电压的所述输出电压。例如，图6实施例为一个能够实现升压功能的可行实施例，但可以理解的是，也可以采用其他结构的开关模块100，本实施例不做限定。可选地，输入比较模块400的预设电压阈值可以为默认值，输入比较模块400的预设电压阈值也可以为变化值，相应地，输入比较模块400的被配置有I2C端口，从而经I2C端口对预设电压阈值进行设定。

在其中一个实施例中，所述目标工作模式还包括直通模式，直通模式即是指电压调节电路的输出电压等于输入电压的模式。当输入比较模块400判断当前的输入电压等于预设电压阈值时，确定电压调节电路工作于直通模式。通常情况下，预设电压阈值等于预设目标电压。所述控制模块200还用于当所述电压调节电路工作于所述直通模式时，生成第二控制信号，以控制电压调节电路的输出压等于输入电压。在本实施例中，通过控制电压调节电路的输出电压等于输入电压，可以减小电压调节电路的转换损耗，从而降低电压调节电路的功耗。

在其中一个实施例中，控制模块200可以控制至少一个开关模块100持续导通储能元件300和开关模块100的输出端之间的路径，以使开关模块100的输出端的电压近似等于电压调节电路的输入电压。在本实施例中，基于已有的开关模块100，即可实现电压调节电路的直通功能，从而提供了一种结构较为简单的电压调节电路。可以理解的是，以储能元件300为电感为例，一般电感的阻抗有几十至上百mohm。因此，若采用本实施例的经开关模块100进行直通的方式，路径上的电压变化会导致串联的电感产生额外的损耗，并带来额外的发热。同时，串联的电感也会导致电压调节电路的瞬态响应能力变差。因此，本实施例虽然结构较为简单，但是在电路性能也相应存在一定的欠缺。

图7为一实施例的电压调节电路的结构示意图之四，参考图7，在其中一个实施例中，所述电压调节电路还包括直通模块500。所述直通模块500的一端用于连接所述输入电压端Vin，所述直通模块500的另一端用于连接所述负载电路的供电电压端Vout。其中，所述直通模块500用于接收所述第二控制信号，并在所述第二控制信号的控制下导通所述输入电压与所述负载电路的供电电压端Vout之间的直通路径。具体地，当控制模块200控制直通模块500导通时，控制模块200还同时控制各开关模块100持续断开储能元件300和开关模块100的输出端之间的路径。而且，当电压调节电路工作于直通模式时，开关模块100的输出电压为零，因此，控制模块200也不需要对开关模块100的输出电压进行实时的反馈调节。相应地，控制模块200无需获取负载电路的供电电压端Vout的电压，也即，控制模块200中的反馈单元可以不工作。在本实施例中，通过设置直通模块500，当电压调节电路工作于直通模式时，储能元件300不位于直通路径上，因此，储能元件300不会产生发热的问题，电压调节电路的瞬态相应能力也能够获得有效的提升。

继续参考图7，在其中一个实施例中，所述直通模块500包括第一开关管QB。所述第一开关管QB的控制极用于接收所述第二控制信号，所述第一开关管QB的第一极用于连接所述负载电路的供电电压端Vout，所述第一开关管QB的第二极用于连接所述输入电压端Vin。基于上述结构，当第二控制信号控制第一开关管QB导通时，来自输入电压端Vin和负载电路的供电电压端Vout导通，从而使供电电压端Vout的电压等于输入电压。

本申请实施例还提供了一种电压调节方法，图8为一实施例的电压调节方法的流程图之一，本实施例的电压调节方法可以应用于前述任一实施例中的电压调节电路。此处以图1实施例的电压调节电路为例进行说明，即电压调节电路包括n个所述开关模块100。n个所述开关模块100的输入端分别用于与储能元件300连接，以经连接的所述储能元件300连接至输入电压端Vin，n个所述开关模块100的输出端均与负载电路的供电电压端Vout连接，n为大于1的整数。参考图8，电压调节方法包括步骤802至步骤806。

步骤802，获取负载电路的供电电压端Vout的电压。

步骤804，根据所述供电电压端Vout的电压和预设目标电压生成第一控制信号。

步骤806，将所述第一控制信号分别输出至n个开关模块，以控制各所述开关模块周期性地导通和断开储能元件与负载电路的供电电压端Vout之间的调压路径，以分别调节各所述开关模块的输出端的输出电压。

在本实施例中，基于多个开关模块以及分别与各开关模块连接的储能元件，可以使负载电路的最大负载电流等于多个开关模块的最大输出电流之和，从而提高电压调节电路的带负载能力。此外，由于电压调节电路具有灵活的调压能力，即使接收到的输入电压较低，电压调节电路也能够将输出电压提升至预设目标电压，从而适用于低输入电压的场景。而且，由于电压调节电路能够提供较大的输出电流，即使是在高压负载的应用场景中，电压调节电路也能够提供足够大的输出功率，从而减小高压应用场景中的功率损失。因此，基于电路结构的灵活的调压能力和较强的带载能力，本申请的电压调节方法可以适用于各类供电场景，大大扩展了电压调节方法的使用场景。

图9为一实施例的电压调节方法的流程图之二，参考图9，在其中一个实施例中，电压调节方法包括步骤902至步骤910。即，步骤获取负载电路的供电电压端Vout的电压前，还包括步骤902和步骤904。相应地，当所述电压调节电路工作于所述升压模式时，步骤根据所述供电电压端Vout的电压和所述预设目标电压生成所述第一控制信号进一步包括步骤908。

步骤902，获取模式控制信号。

步骤904，根据所述模式控制信号确定所述电压调节电路工作于目标工作模式，所述目标工作模式包括升压模式。

步骤906，当所述电压调节电路工作于所述升压模式时，电压调节获取负载电路的供电电压端Vout的电压。

步骤908，根据所述供电电压端Vout的电压和所述预设目标电压生成所述第一控制信号，以控制所述开关模块输出大于所述输入电压的所述输出电压。

步骤910，将所述第一控制信号分别输出至n个开关模块，以控制各所述开关模块周期性地导通和断开储能元件与负载电路的供电电压端Vout之间的调压路径，以分别调节各所述开关模块的输出端的输出电压。

在本实施例中，通过设置升压模式，可以准确判断当前的输入电压是否足以为负载电路进行供电。并且，在输入电压不足时，可以根据预设目标电压和供电电压端Vout当前的电压生成恰当的第一控制信号，从而使所述开关模块在所述第一控制信号的控制下，输出需要的所述输出电压为负载电路进行供电。

在其中一个实施例中，电压调节方法还包括以下步骤：当所述电压调节电路工作于所述直通模式时，输出第二控制信号至直通模块，以控制所述直通模块导通所述输入电压与所述负载电路的供电电压端Vout之间的直通路径。其中，所述直通模块的一端用于连接所述输入电压端Vin，所述直通模块的另一端用于连接所述负载电路的供电电压端Vout。具体地，通过设置直通模式和直通模块，可以控制电压调节电路的输出电压等于输入电压，从而减小电压调节电路的转换损耗，进而降低电压调节电路的功耗。

图10为一实施例的步骤根据所述供电电压端Vout的电压和预设目标电压生成第一控制信号的流程图，参考图10，在其中一个实施例中，上述步骤包括步骤1002至步骤1004。

步骤1002，根据所述供电电压端Vout的电压和预设目标电压确定目标占空比。

其中，本实施例的目标占空比可以为开关模块导通调压路径的时长与未导通调压路径的时长之间的比值，或者也可以理解为电压调节电路向负载电路提供供电电压的时长与未提供供电电压的时长之间的比值。

步骤1004，生成具有所述目标占空比且相位互不相同的n个所述第一控制信号。

其中，n个所述第一控制信号用于一一对应作用于n个所述开关模块。具体地，以电压调节电路包括两个开关模块为例进行说明，为了便于说明，分别将两个开关模块分别称为第一开关模块和第二开关模块。图11为一实施例的第一控制信号的时序图之二，参考图11，两个开关模块均接收到目标占空比为50％的第一控制信号，也即，两个开关模块接收到的第一控制信号具有相同的波形。但是，两个开关模块接收到的第一控制信号的时序不相同。可以理解的是，若多个开关模块接收到的第一控制信号的目标占空比和相位均相同，则多个开关模块就会同时输出相同的电压。因此，若开关模块输出的电压存在波动，则多个开关模块的波动之间的相似度也会较高，而且会相互叠加产生更大的波动，从而导致输出纹波的问题，进而影响负载电路的供电电压端Vout接收到的电压信号的稳定性。因此，本实施例通过设置相位不同的多个第一控制信号，可以减小输出纹波的问题，从而提高输出电压的稳定性。

在其中一个实施例中，任意两个所述第一控制信号之间的相位差为360°/n的k倍，1≤k＜n。可以理解的是，周期信号的一个周期包括相位的360°。因此，通过上述设置方式，可以使各开关模块接收到的第一控制信号的相位均匀排列。例如，若有两个开关模块需要输出电压，则两个第一控制信号之间的相位差为180°。又例如，若有三个开关模块需要输出电压，则三个第一控制信号之间的相位差为120°。具体地，图12为一实施例的第一控制信号的时序图之三，参考图12，为了便于说明，将三个开关模块分别称为第一开关模块、第二开关模块和第三开关模块。三个开关模块均接收到目标占空比为50％的第一控制信号，其中第一开关模块和第二开关模块的第一控制信号之间的相位差为120°，第二开关模块和第三开关模块的第一控制信号之间的相位差为120°，第一开关模块和第三开关模块的第一控制信号之间的相位差为240°。基于上述控制方法，可以使多个开关模块的输出电压相互补，从而进一步减小输出电压的纹波，提升输出电压的稳定性。而且，当开关模块的输出端连接有接地的输出电容时，上述控制方法还可以同时减小输出电容的有效容值要求。

图13为一实施例的将所述第一控制信号分别输出至n个开关模块的流程图，参考图13，在其中一个实施例中，上述步骤包括步骤1302至步骤1306。

步骤1302，获取当前的目标负载电流。

其中，目标负载电流与电子设备在工作的负载数量相关。因此，目标负载电流能够表征电子设备当前的带载需求。例如，负载电路包括三个共同工作的负载芯片时的目标负载电流大于负载电路包括两个共同工作的负载芯片时的目标负载电流。

步骤1304，根据所述目标负载电流和预设电流阈值确定工作的所述开关模块的目标数量m。

其中，所述预设电流阈值与工作的所述开关模块的数量相对应，1≤m≤n。示例性地，两个开关模块共同工作输出时可以带载6A的负载，三个开关模块共同工作输出时可以带载10A的负载。若当前的目标负载电流为4A，则可以确定工作的所述开关模块的目标数量m为2；若当前的目标负载电流为8A，则可以确定工作的所述开关模块的目标数量m为3。

步骤1306，将所述第一控制信号分别输出至n个所述开关模块，以控制m个所述开关模块的输出电压，并控制剩余的n-m个所述开关模块断开。

在本实施例中，通过获取目标负载电流，可以判断电子设备当前是否处于轻载状态。若处于轻载状态，则可以控制较少数量的开关模块工作，从而降低电压调节电路的功耗。

在其中一个实施例中，步骤获取当前的目标负载电流前，还可以包括以下步骤：获取所述电压调节电路当前的目标功率模式，所述目标功率模式包括轻载模式和低纹波模式，所述轻载模式的输出功率小于所述低纹波模式的输出功率；当所述电压调节电路工作于所述轻载模式时，获取所述目标负载电流；当所述电压调节电路工作于所述低纹波模式时，将所述第一控制信号分别输出至n个所述开关模块。在本实施例中，可以根据负载电路中运行的芯片类型确定目标功率模块。例如，若在运行对电压稳定性要求较高的芯片，则可以确定目标功率模式为低纹波模式。通过上述步骤，可以根据电子设备的实际运行情况选择降低功耗和提高性能中的一种，从而进一步提高电压调节方法的灵活性。

应该理解的是，虽然各流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本申请实施例还提供了一种电压调节芯片，图14为一实施例的电压调节芯片的结构图，参考图14，电压调节芯片被配置有储能输入端口L和电压输出端口Vout。所述电压调节芯片包括如上述的电压调节电路。其中，所述电压调节电路中n个所述开关模块100的输入端分别与所述储能输入端口L连接，n个所述开关模块100的输出端均与所述电压输出端口Vout连接。其中，储能输入端口L的数量与储能元件的数量相同。也即，当电压调节芯片用于连接多个储能元件时，电压调节芯片可以被配置有多个储能输入端口L。

基于上述电压调节电路，本实施例的电压调节芯片可以提供较强的带负载能力。而且，基于灵活的调压能力和较强的带载能力，本实施例的电压调节芯片可以适用于各类供电场景，大大扩展了电压调节芯片的使用场景。在图13所示的实施例中，电压输出端口Vout的数量为n个，n个电压输出端口Vout分别和n个开关模块100的输出端一一对应连接。可以理解的是，每个电压输出端口Vout能够承受的电流是有限的，若单一电压输出端口Vout流经的电流过大，会导致芯片损耗。相反地，若每个开关模块100的输出端输出的电流较小，则也可以将多个开关模块100的输出端连接至同一电压输出端口Vout，具体根据实际情况设置。在本申请各实施例中，开关控制单元可以与总线之间采用I2C协议进行数据传输，因此，开关控制单元被配置有用于传输串行数据的串行数据端口SDA和用于传输同步时钟脉冲的串行时钟端口SCL。此外，控制模块200还可以被配置有INT端口等，本实施例不做限定。

继续参考图14，在其中一个实施例中，当控制模块200还需要对负载电路的供电电压端Vout的电压进行反馈时，电压调节芯片还可以进一步被配置有反馈端口，反馈端口用于连接负载电路的供电电压端Vout。在其中一个实施例中，当电压调节电路还包括输入比较模块400时，电压调节芯片还可以进一步被配置有至少一个电压输入端口Vin，电压输入端口Vin用于连接输入电压端Vin，以将输入电压传输至输入比较模块400。与电压输出端口Vout相似地，可以根据每个端口流经的电流设置电压输入端口Vin的数量。而且，当一个开关模块100需要流过的电流过大时，也可以将一个开关模块100连接至多个电压输入端口Vin，从而减小电压输入端口Vin的电流。

本申请实施例还提供了一种电压调节模组10，包括多个储能元件300和如上述的电压调节电路或如上述的电压调节芯片。基于前述电压调节芯片，本实施例的电压调节模组10可以提供较强的带负载能力。而且，基于灵活的调压能力和较强的带载能力，本实施例的电压调节模组10可以适用于各类供电场景，大大扩展了电压调节模组10的使用场景。

本申请实施例还提供了一种供电系统，图15为一实施例的供电系统的结构示意图，参考图15，供电系统包括电池20、充电芯片30和如上述的电压调节模组10。电压调节模组10与所述充电芯片30连接，用于接收来自所述充电芯片30的输入电压，并根据所述输入电压向负载电路提供供电电压。其中，电池20可以包括单电芯或多电芯。以硅负极电池20为例，电子设备中的屏显供电IC、射频功率放大IC、平台电源管理IC等负载一般要求供电电压大于3.4V，但是硅负极电池20的最低电压会到3V。因此，得益于供电系统的大带载能力，上述多个负载芯片均可以挂载在包括上述的电压调节模组10的供电系统上，从而可以避免在电池20电压较低时，无法满足供电电压需求的问题。从而扩展硅负极等低压锂电池20的应用。

进一步地，电池20和充电芯片30之间还可以连接有电荷泵，从而使来自输入电压以一定因数(比如1:2或2:1)倍增或降低，最终得到所需要的输出电压。其中，电荷泵中的信号流动方向可以由电池20流向充电芯片30，也可以是由充电芯片30流向电池20。此外，充电芯片与VBUS端口之间还可以连接有过压保护电路，从而对充电芯片提供保护，使其免受过高电压的损坏。

在其中一个实施例中，所述电压调节模组10的数量为多个，多个所述电压调节模组10的各所述储能元件300均用于连接所述输入电压端Vin，且多个所述电压调节模组10的各所述电压调节芯片的电压输出端口Vout均用于连接负载电路的供电电压端Vout。例如，如需要支持的最大负载电流为12A，而一个电压调节模组10仅能提供6A的输出电流，则可以并联两个电压调节模组10，以提供足够的带载能力至负载电路。而且，当电压调节模组10的数量为多个时，也可以根据电子设备实际的运行情况，选择其中的至少部分电压调节模组10工作，从而在保证足够的带载能力的前提下，降低整体功耗。

本申请实施例还提供了一种电子设备，包括如上述的电压调节电路或如上述的电压调节芯片或如上述的电压调节模组10或如上述的供电系统。

本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备可以是终端，其内部结构图可以如图16所示。该电子设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该电子设备的处理器用于提供计算和控制能力。该电子设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该电子设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种电压调节方法。该电子设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该电子设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是电子设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图16中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的电子设备的限定，具体的电子设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请实施例的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请实施例构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请实施例的保护范围。因此，本申请实施例专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (17)

1.一种电压调节电路，其特征在于，包括：

n个开关模块，n个所述开关模块的输入端分别用于与储能元件连接，以经连接的所述储能元件连接至输入电压端，n个所述开关模块的输出端均与负载电路的供电电压端连接，n为大于1的整数；

控制模块，分别与所述负载电路的供电电压端、各所述开关模块连接，所述控制模块用于根据所述供电电压端的电压和预设目标电压生成第一控制信号，并将所述第一控制信号分别输出至各所述开关模块；

其中，所述开关模块用于接收第一控制信号，并在所述第一控制信号的控制下周期性地导通和断开所述储能元件与所述供电电压端之间的调压路径，以分别调节各所述开关模块的输出端的输出电压。

2.根据权利要求1所述的电压调节电路，其特征在于，还包括：

输入比较模块，分别与所述输入电压端、所述控制模块连接，所述输入比较模块用于比较预设电压阈值和来自所述输入电压端的输入电压，并根据比较结果生成模式控制信号，所述模式控制信号用于指示所述电压调节电路工作于目标工作模式，所述目标工作模式包括升压模式；

其中，所述控制模块用于接收所述模式控制信号，并当所述电压调节电路工作于所述升压模式时，生成所述第一控制信号；

所述开关模块用于接收所述第一控制信号，并在所述第一控制信号的控制下输出大于所述输入电压的所述输出电压。

3.根据权利要求2所述的电压调节电路，其特征在于，所述目标工作模式还包括直通模式，所述控制模块还用于当所述电压调节电路工作于所述直通模式时，生成第二控制信号，所述电压调节电路还包括：

直通模块，所述直通模块的一端用于连接所述输入电压端，所述直通模块的另一端用于连接所述负载电路的供电电压端；

其中，所述直通模块用于接收所述第二控制信号，并在所述第二控制信号的控制下导通所述输入电压与所述负载电路的供电电压端之间的直通路径。

4.根据权利要求3所述的电压调节电路，其特征在于，所述直通模块包括：

第一开关管，所述第一开关管的控制极用于接收所述第二控制信号，所述第一开关管的第一极用于连接所述负载电路的供电电压端，所述第一开关管的第二极用于连接所述输入电压端。

5.根据权利要求1所述的电压调节电路，其特征在于，所述开关模块包括：

第二开关管，所述第二开关管的控制极用于接收所述第一控制信号，所述第二开关管的第一极与接地端连接，所述第二开关管的第二极用于与对应的所述储能元件连接；

第三开关管，所述第三开关管的控制极用于接收所述第一控制信号，所述第三开关管的第一极与所述第二开关管的第二极连接，所述第三开关管的第二极用于与所述负载电路的供电电压端连接；

其中，同一所述开关模块中的所述第二开关管和所述第三开关管用于在所述第一控制信号的控制下分时导通。

6.一种电压调节方法，其特征在于，包括：

获取负载电路的供电电压端的电压；

根据所述供电电压端的电压和预设目标电压生成第一控制信号；

将所述第一控制信号分别输出至n个开关模块，以控制各所述开关模块周期性地导通和断开储能元件与负载电路的供电电压端之间的调压路径，以分别调节各所述开关模块的输出端的输出电压；

其中，n个所述开关模块的输入端分别用于与储能元件连接，以经连接的所述储能元件连接至输入电压端，n个所述开关模块的输出端均与负载电路的供电电压端连接，n为大于1的整数。

7.根据权利要求6所述的电压调节方法，其特征在于，所述获取负载电路的供电电压端的电压前，还包括：

获取模式控制信号；

根据所述模式控制信号确定所述电压调节电路工作于目标工作模式，所述目标工作模式包括升压模式；

当所述电压调节电路工作于所述升压模式时，所述根据所述供电电压端的电压和所述预设目标电压生成所述第一控制信号，包括：

根据所述供电电压端的电压和所述预设目标电压生成所述第一控制信号，以控制所述开关模块输出大于所述输入电压的所述输出电压。

8.根据权利要求7所述的电压调节方法，其特征在于，还包括：

当所述电压调节电路工作于所述直通模式时，输出第二控制信号至直通模块，以控制所述直通模块导通所述输入电压与所述负载电路的供电电压端之间的直通路径；

其中，所述直通模块的一端用于连接所述输入电压端，所述直通模块的另一端用于连接所述负载电路的供电电压端。

9.根据权利要求6所述的电压调节方法，其特征在于，所述根据所述供电电压端的电压和预设目标电压生成第一控制信号，包括：

根据所述供电电压端的电压和预设目标电压确定目标占空比；

生成具有所述目标占空比且相位互不相同的n个所述第一控制信号，n个所述第一控制信号用于一一对应作用于n个所述开关模块。

10.根据权利要求9所述的电压调节方法，其特征在于，任意两个所述第一控制信号之间的相位差为360°/n的k倍，1≤k＜n。

11.根据权利要求6所述的电压调节方法，其特征在于，所述n为大于2的整数，所述将所述第一控制信号分别输出至n个开关模块，包括：

获取当前的目标负载电流；

根据所述目标负载电流和预设电流阈值确定工作的所述开关模块的目标数量m，所述预设电流阈值与工作的所述开关模块的数量相对应，1≤m≤n；

将所述第一控制信号分别输出至n个所述开关模块，以控制m个所述开关模块的输出电压，并控制剩余的n-m个所述开关模块断开。

12.一种电压调节芯片，其特征在于，被配置有储能输入端口和电压输出端口；

所述电压调节芯片包括如权利要求1至6任一项所述的电压调节电路；

其中，所述电压调节电路中n个所述开关模块的输入端与所述储能输入端口连接，n个所述开关模块的输出端均与所述电压输出端口连接。

13.一种电压调节模组，其特征在于，包括：

多个储能元件；

如权利要求1至5任一项所述的电压调节电路或如权利要求12所述的电压调节芯片。

14.一种供电系统，其特征在于，包括：

电池；

充电芯片；

如权利要求13所述的电压调节模组，与所述充电芯片连接，用于接收来自所述充电芯片的输入电压，并根据所述输入电压向负载电路提供供电电压。

15.根据权利要求14所述的供电系统，其特征在于，所述电压调节模组的数量为多个，多个所述电压调节模组的各所述储能元件均用于连接所述输入电压端，且多个所述电压调节模组的各所述电压调节芯片的电压输出端口均用于连接负载电路的供电电压端。

16.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的电压调节电路或如权利要求12所述的电压调节芯片或如权利要求13所述的电压调节模组或如权利要求14至15任一项所述的供电系统。

17.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求6至11中任一项所述的方法的步骤。

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