CN115940637A - 供电装置、系统、方法、电子设备及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种供电装置、系统、方法、电子设备及可读存储介质，该供电装置包括：第一输入端和第二输入端，用于与电源提供装置连接，以接收第一电压；输出端，用于与负载连接，以为负载供电；升压电路，包括第一升压电路和第二升压电路，第一端分别与所述第一输入端和所述第二输入端连接，第二端均与所述输出端连接，用于将所述第一电压转换为第二电压，并通过所述输出端输出所述第二电压；直通供电电路，一端与所述第一输入端和所述第二输入端连接，另一端与所述输出端连接，用于将所述第一电压输出至所述输出端；其中，所述第一升压电路和所述第二升压电路为Boost电路，分别包括第一电感和第二电感，所述第一电感和所述第二电感为耦合电感。

Description

供电装置、系统、方法、电子设备及可读存储介质

技术领域

本申请涉及供电技术领域，更为具体的，涉及一种供电装置、系统、方法、电子设备及可读存储介质。

背景技术

在为电子设备中的各类型的负载供电时，可以使用支持升压和直通两种工作模式的供电芯片来进行。电源提供装置提供的输入电压能够满足负载的需求时，控制供电芯片的直通通路工作，以将电源提供装置的输入电压直接提供给负载；反之当无法满足负载的需求时，控制供电芯片中的升压电路工作，对输入电压进行升压处理后为负载供电。

在升压模式下，由于升压电路中的开关元件的通断状态不断切换，导致供电芯片的输出电压或电流中包含纹波成分。为了避免纹波成分对负载的工作造成影响，在一些现有技术中，在升压电路中设置了相互并联的两个Boost电路，使其交替工作以减小输出纹波。

但是，由于Boost电路中包含开关以及电感等器件，两个Boost电路中的器件会占用较多的基板面积。

发明内容

本申请提供一种供电装置、系统、方法、电子设备及可读存储介质。下面对本申请实施例涉及的各个方面进行介绍。

第一方面，提供一种供电装置，包括：第一输入端和第二输入端，用于与电源提供装置连接，以接收第一电压；输出端，用于与负载连接，以为所述负载供电；升压电路，包括并联的第一升压电路和第二升压电路，所述第一升压电路和所述第二升压电路的第一端分别与所述第一输入端和所述第二输入端连接，第二端均与所述输出端连接，用于将所述第一电压转换为第二电压，并通过所述输出端输出所述第二电压；直通供电电路，一端与所述第一输入端和所述第二输入端连接，另一端与所述输出端连接，用于将所述第一电压输出至所述输出端；其中，所述升压电路配置为可根据所述负载的需求，在交替工作模式和同步工作模式之间切换；在所述交替工作模式，所述第一升压电路输出的第一电流和所述第二升压电路的输出的第二电流相位相反，所述第一电流和所述第二电流叠加，抑制所述升压电路的输出纹波；在所述同步工作模式，所述第一电流和所述第二电流相位相同，所述第一电流和所述第二电流叠加，增大所述升压电路的输出电流；所述第一升压电路和所述第二升压电路为Boost电路，分别包括第一电感和第二电感，所述第一电感和所述第二电感为耦合电感。

第二方面，提供一种供电系统，包括：待供电的负载；电源提供装置；如第一方面所述的供电装置，与所述电源提供装置及所述负载连接，用于为所述负载供电。

第三方面，提供一种供电方法，应用于供电装置，所述供电装置包括：第一输入端和第二输入端，用于与电源提供装置连接，以接收第一电压；输出端，用于与负载连接，以为所述负载供电；升压电路，包括并联的第一升压电路和第二升压电路，所述第一升压电路和所述第二升压电路的第一端分别与所述第一输入端和所述第二输入端连接，第二端均与所述输出端连接，用于将所述第一电压转换为第二电压，并通过所述输出端输出所述第二电压；直通供电电路，一端与所述第一输入端和所述第二输入端连接，另一端与所述输出端连接，用于将所述第一电压输出至所述输出端；其中，所述升压电路配置为可根据所述负载的需求，在交替工作模式和同步工作模式之间切换；在所述交替工作模式，所述第一升压电路输出的第一电流和所述第二升压电路的输出的第二电流相位相反，所述第一电流和所述第二电流叠加，抑制所述升压电路的输出纹波；在所述同步工作模式，所述第一电流和所述第二电流相位相同，所述第一电流和所述第二电流叠加，增大所述升压电路的输出电流；所述第一升压电路和所述第二升压电路为Boost电路，分别包括第一电感和第二电感，所述第一电感和所述第二电感为耦合电感；所述方法包括：利用所述升压电路或所述直通供电电路为所述负载供电。

第四方面，提供一种电子设备，包括：如第一方面所述的供电装置；或如第二方面所述的供电系统。

第五方面，提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如第三方面所述的供电方法。

第六方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如第三方面所述的供电方法。

本申请实施例所提供的技术方案中，在供电装置中设置了直通供电电路以及升压电路，其中该升压电路被设置为包括第一升压电路和第二升压电路，通过将第一升压电路和第二升压电路中的电感设置为耦合电感，从而减小了升压电路工作时磁芯的损耗；在应用于手机等电子设备时，通过设置耦合电感，能够减小占板面积，使得器件布局更加紧凑且合理。

附图说明

图1是为电子设备中的负载供电的供电系统的示意性结构图。

图2是相关技术中的供电系统的示意性结构图。

图3是图2中的供电装置中的第一升压电路和第二升压电路交替工作时各开关元件在一个工作周期内的PWM控制信号的示意图。

图4是本申请一实施例提供的供电装置的示意性结构图。

图5是本申请实施例提供的耦合电感的示意性结构图

图6是本申请另一实施例提供的供电装置的示意性结构图。

图7是图4或图6中的供电装置中的第一升压电路和第二升压电路同步工作时各开关元件在一个工作周期内的PWM控制信号的示意图。

图8是本申请一实施例提供的供电系统的示意性结构图。

图9是本申请一实施例提供的供电方法的示意性流程图。

具体实施方式

在信息科学技术高速发展的时代，电子产品以各式各样的形态及功能存在于人们的生产和生活中。随着用户需求的不断增加，电子设备硬件的集成程度日渐增加。这当中，供电系统是最基本的系统，其稳定性直接影响着电子产品的性能。

本申请实施例所提及的电子设备包括但不限于：被设置成经由有线线路连接(例如经由公共交换电话网络(public switched telephone network,PSTN)、数字用户线路(digital subscriber line,DSL)、数字电视、直接电缆连接、以及/或另一数据连接/网络)和/或经由(例如、针对蜂窝网络、无线局域网(wireless local area network,WLAN)、诸如手持数字视频广播(digital video broadcasting handheld,DVB-H)网络的数字电视网络、卫星网络、调幅-调频(amplitude modulation-frequency modulation,AM-FM)广播发送器，以及/或另一通信终端的)无线接口接收/发送通信信号的装置。被设置成通过无线接口通信的终端可以被称为“无线通信终端”、“无线终端”以及/或“移动终端”。移动终端的示例包括但不限于卫星或蜂窝电话；足以组合蜂窝无线电电话与数据处理、传真以及数据通信能力的个人通信系统(personal communication system,PCS)终端；可以包括无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入、Web浏览器、记事簿、日历以及/或全球定位系统(globalpositioning system,GPS)接收器的个人数字助理(personal digital assistant,PDA)；以及常规膝上型或/或掌上型接收器或包括无线电电话收发器的其他电子设备。在某些实施例中，电子设备可以指移动终端设备或手持终端设备，例如手机，Pad等。在某些实施例中，本申请实施例所提及的电子设备可以是芯片系统，在该实施例中，电子设备的电池可以属于也可以不属于该芯片系统。

另外，电子设备还可以包括其他有需要为系统或电子设备中的各类硬件供电的电子设备，例如手机、移动电源、电动汽车、笔记本电脑、无人机、平板电脑、电子书、智能电子设备和小型电子产品等。智能电子设备例如可以包括手表、手环、智能眼镜以及扫地机器人等。小型电子产品例如可以包括无线耳机、蓝牙音箱、电动牙刷以及可充电无线鼠标等。

下面以电子设备是手机为例，介绍为手机中的负载供电的供电系统。请参阅图1，该供电系统10包括负载11、供电单元12以及电源提供装置13。

供电单元12设置在负载11与电源提供装置13之间，用于接收电源提供装置13提供的输入电压，对其进行放大处理后为负载11供电，或者直接向负载11提供该输入电压。

负载11可以是电子设备中的任一个需要被供电的器件。

作为一个示例，负载11可以是显示驱动芯片、射频系统的电源管理芯片等，在这种场景下，上述电源提供装置13为电子设备中的电池。此时该供电系统也可以称为放电系统。

作为另一个示例，负载11还可以是电子设备中的电池，此时电源提供装置13可以是电子设备外部的电源适配器或者充电宝等能够提供输入电压的设备，该供电系统也可称为是充电系统。

下面以电子设备中的电池为负载器件供电为例，对上述供电系统10进行详细的说明。

图1中的供电单元12包括升压电路121、直通供电电路122以及控制电路123。

升压电路121为Boost升压电路，包括电感L、第一开关Q1、第二开关Q2以及电容C。其中，电感L的第一端与电源提供装置13连接，第二端与第一开关Q1的第一端以及第二开关Q2的第一端连接，第一开关Q1的第二端接地，第二开关Q2的第二端与电容C的第一端以及负载11连接，电容C的第二端接地。

直通供电电路122包括第三开关Q3，两端分别连接电源提供装置13和负载11。

其中，第一开关Q1、第二开关Q2和第三开关Q3可以包括：金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field effect transistor,MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)、双极结型晶体管(bipolarjunction transistor,BJT)、可控硅(silicon controlled rectifier,SCR)、可关断晶闸管(gate turn-off thyristor,GTO)或静态感应晶体管(static-SIT inductiontransistor,SIT)等。

控制电路123与上述第一开关Q1、第二开关Q2和第三开关Q3连接，用于在该供电系统工作时控制各开关的通断，以切换升压电路121和直通供电电路122的工作状态，以及在升压电路121工作时，通过对第一开关Q1和第二开关Q2的占空比进行调节，从而调节为负载11供电的电压。

下面结合图1对该供电系统的工作过程以及控制逻辑进行详细的解释和说明。以该供电系统同时为多个负载供电为例，所述多个负载在工作过程中的输入电压应满足一定的范围，例如大于3.4V，该电压值也可以被称为所述负载的最小工作电压。

在电池满电的状态下，其输出电压可以达到3.6V，此时该输出电压大于负载的最小工作电压，则可以控制该供电单元12工作在直通(bypass)模式下，此时直通供电电路122工作，升压电路121关断。在具体实现中，可以利用控制电路123控制第一开关Q1和第二开关Q2关断，控制第三开关Q3导通，从而使得直通供电电路122处于工作状态，以为负载提供电源电压。

随着电池电量的不断降低，当电池的输出电压降低到3.4V以下时，其输出电压无法满足负载的需求，此时需要对其进行升压处理，以将为负载供电的电压提高到最小工作电压以上。可以控制供电单元12工作在升压(Boost)模式下，此时直通供电电路122关断，升压电路121处于工作状态。

升压电路121的工作过程分为两个阶段，首先假定第一开关Q1和第二开关Q2已经断开了很长时间，所有的原件都处于理想状态，电容C的电压等于输入电压Vin。在第一阶段，控制第一开关Q1导通，第二开关Q2断开，此时输入电压Vin流过电感，使得电感L上的电流以一定的比率线性增加，对着电感L电流的增加，在电感L中存储了一部分能量；在第二阶段，控制第一开关Q1断开，第二开关Q2导通，由于电感L的电流保持特性，流经电感L的电流不会马上变为0，而是缓慢的由充电完毕的值变为0，此时电感L开始给电容C充电，电容C两端的电压升高，此时的电压已经高于输入电压Vin。实际上，上述升压的过程就是电感L的能量传递过程，充电时电感L吸收能量，放电时电感L释放能量，如果上述通过的过程不断重复，就可以在电容两端得到高于输入电压Vin的输出电压Vout。

如上所述，在该升压电路121工作的过程中，通过控制第一开关Q1和第二开关Q2的交替通断即可实现升压。因此，在实际应用中，可以将控制电路123与第一开关Q1和第二开关Q2的控制端相连，控制电路123向第一开关Q1和第二开关Q2输出脉宽调制(pulse widthmodulation,PWM)信号，从而控制第一开关Q1和第二开关Q2的通断；同时，通过该对脉宽调制信号的占空比D的调节，即可实现对该放大电路的放大比率的调节。其中，输出电压Vout与输入电压Vin以及占空比D的关系为：Vout＝Vin/(1-D)。结合前文的示例，假设此时电池的输出电压为3V，为了满足输出电压大于负载的最小工作电压3.4V这一条件，应将占空比D设置为大于0.117。

上述供电系统能够根据电池的输出电压在直通模式与升压模式之间进行灵活的切换，以确保其输出电压能够满足负载的需求，在手机等电子设备中得到了广泛的应用。但是上述供电系统在一些使用场景中还存在着一些问题，尤其是在供电单元12工作在升压模式时。

例如，在升压电路121的工作过程中，随着第一开关Q1和第二开关Q2通断状态的切换，升压电路121的输出电压和电流会在有效值的上下进行波动，其波动频率与开关元件的工作频率相同，这种波动又称为纹波。输出电压或电流中的纹波成分可能会在电子设备中产生不期望的谐波，从而造成传输线路发热等问题。此外，一些特定频率的纹波可能会对音频或图像处理器件的工作造成影响。

相关技术中抑制纹波的一种方法是提高开关元件的工作频率，例如将开关元件的频率由3MHz提高到10MHz，从而达到有效抑制纹波的效果。但是，在目前常用的升压电路中，开关元件一般是金属氧化物半导体场效应管，并且由于场效应管的导通和断开并不是瞬间完成的，电压和电流存在重叠区。因此，当场效应管以较高的频率不断的导通和断开时，会存在较大的开关损耗，反而会降低升压电路的工作效率和相关器件的寿命。

为了有效抑制供电单元的输出纹波，相关技术中提出了一种基于交错并联的双相Boost电路的供电单元，下面结合图2所示的供电系统20对其进行详细的说明。

图2中的供电系统20包括负载21、供电单元22以及电源提供装置23。其中，负载21以及电源提供装置23可以与上文中的负载11及电源提供装置13相同，为使描述简洁，此处不再赘述。

供电单元22包括升压电路221、直通供电电路222以及控制电路223。

升压电路221包括交错并联的两个Boost电路，即图2中所示的第一升压电路2211和第二升压电路2212)。其中，第一升压电路2211包括第一开关K1、第二开关K2以及第一电感L1，第二升压电路包括第三开关K3、第四开关K4以及第二电感L2。

其中，第一开关K1的第一端接地，第二端与第一电感L1的第一端连接，第一电感L1的第二端与IN1端口连接，第二开关K2的第一端和第二端分别与第一电感L1的第一端和OUT端口连接。第二升压电路包括第二电感L2、第三开关K3以及第四开关K4，其中，第三开关K3的第一端接地，第二端与第二电感L2的第一端连接，第二电感L2的第二端与IN2端口连接，第四开关K4的第一端和第二端分别与第二电感L2的第一端和OUT端口连接。

在本申请实施例提供的供电装置中，第一升压电路2211和第二升压电路2212组成交错并联的Boost电路,下面结合图2和图3对该交错并联的Boost电路的工作过程进行说明。

图3示出了在一个工作周期内开关K1-K4的PWM控制信号。在t0-t1时刻，开关K1和K4的输入信号为高电平，K2和K3的输入信号为低电平，此时开关K1和K4导通，K2和K3截止，第一电感L1充电，第二电感L2为负载放电；在t1-t2时刻，K1-K4的相位与t0-t1时刻相反，此时第一电感L1为负载放电，第二电感L2充电。

相比于图1所示的单相Boost电路，在图2中的第一开关K1(或第二开关M2)与图2中的第一开关Q1的占空比相同的情况下，图2中的升压电路与图2中的单相Boost电路的输出电压相同，而在交错并联的Boost电路中，第一电感L1和第二电感L2的电流波形叠加后的输出电流的脉动较小，能够有效抑制输出电流的纹波。

直通供电电路222的一端同时与输入端连接，另一端与输出端连接。该直通供电电路222中包括第五开关K5，通过对开关K5的通断控制，能够实现直通供电，即通过输出端直接输出电源提供装置所提供的电压。

控制电路223与上述开关K1-K5连接，能够根据负载21的最小工作电压以及电源提供装置23所提供的电压对多个开关进行控制，以在升压电路221和直通供电电路222之间进行切换。

具体的，当电源提供装置23的输出电压大于负载21的最小工作电压时，控制开关K1-K4断开，控制第五开关K5导通，从而使直通供电电路222处于工作状态。

当电源提供装置23的输出电压不能满足负载21的需求时，需要对其进行升压处理。此时控制单元223向开关K1-K4输出如图3所示的PWM控制信号，使得第一开关K1和第四开关K4同时导通，第二开关K2与第三开关K4同时导通，且K1和K4的相位与K2和K3相反，从而使第一升压电路221和第二升压电路222交替工作，达到抑制输出纹波的目的。

相比于图1中的供电系统，图2中示出的供电系统20中的供电单元通过在升压电路中增加一路Boost电路，并控制相互并联的两个Boost电路交替工作，从而有效抑制了输出信号中的纹波成分。但是，由于增加了一路Boost电路，使得供电单元中的开关元件和电感数量增多，当集成在一个芯片上时，由于电感的体积较大，将会占用较大的基板面积。

为解决该问题，本申请实施例提供了一种供电装置、系统、方法、电子设备及可读存储介质。

本申请实施例所提供的供电装置应用于电子设备，该电子设备可以为前文中所述的任一类型的电子设备，该供电装置用于为电子设备中的负载供电。

作为一个示例，本申请实施例中的负载可以是指电子设备中的各种需要为其供电的硬件单元或器件，例如上文中提及的显示驱动芯片、射频系统的电源管理芯片以及闪光灯等；该供电装置可以设置在电子设备中的电池与所述负载之间，能够接收电池提供的电源电压，将其转换为输出电压后，将该输出电压提供给负载，此时该供电装置也可称为是电子设备中的放电装置。

作为又一个示例，该负载还可以是电子设备中的电池等储能单元。此时该供电装置可以理解为是电子设备中的电池充电的充电装置，通过与电源适配器或移动电源等电子设备外部的电源提供设备的连接，接收电源电压并将其转换为输出电压后，利用该输出电压为电池充电。应理解，在这种情况下，该供电装置可以设置在电子设备的内部，也可以设置在电子设备的外部。例如，该供电装置可以设置在电子设备的输入端口(例如USB端口)与电池之间，以进行电压的转换，为电池充电；又例如，该供电装置可以设置在电源适配器中，作为电源适配器的电压转换装置，从而通过电源适配器的输出端口为与其连接的电子设备供电；再例如，该供电装置还可以设置在移动电源的电芯与该移动电源的输出端口之间，用于对电芯提供的电压进行转换后通过输出端口连接，以为与该输出端口连接的电子设备充电。

图4是本申请实施例提供的供电装置40的示意性结构图。为了便于后文的描述，图4中还示出了为该供电装置提供输入电压的电源提供装置以及待供电的负载。

图4中的供电装置40包括：第一输入端和第二输入端(图4中的IN1端口和IN2端口)、输出端(图4中OUT端口)、升压电路41和直通供电电路42。

其中，IN1端口和IN2端口用于与电源提供装置连接，以接收电源提供装置输出的第一电压。OUT端口用于与负载连接，以为负载供电。

图4中的电源提供装置以及负载在上文已经进行了详细的描述，此处不再赘述。

升压电路41包括第一升压电路411和第二升压电路412，该第一升压电路411和第二升压电路412均为Boost电路，第一升压电路411的第一端和第二升压电路412的第一端分别与IN1端口和IN2端口连接，第二端均与OUT端口连接。第一升压电路411和第二升压电路412分别通过IN1端口和IN2端口接收第一电压，将其转换为第二电压后从OUT端口输出。

在本申请实施例中，该升压电路41被配置为具有交替工作和同步工作两种模式，可以根据负载的需求，在上述两种工作模式之间进行切换，从而为待供电的负载提供能够满足其需求的电压和/或电流。

其中，所述负载的需求可以是指待供电的负载对供电电压和/或供电电流的需求。

例如，当负载为电子设备中的音频处理单元或图像处理单元等器件时，由于这类器件工作时对噪声信号较为敏感，因此需要降低为其供电的电压和电流中的纹波成分；又例如，当负载为电子设备中的闪光灯或电池等器件时，为了满足闪光灯的正常工作或提高电池的充电速率，通常需要为其提供较大的电压或电流。

在上述交替工作模式下，第一升压电路411所输出的第一电流和第二升压电路412所输出的第二电流的相位相反，该第一电流和第二电流叠加后的幅值减小，能够抑制该升压电路41的输出纹波；该交替工作模式适用于为音频或图像处理器件对输入纹波较为敏感的器件供电的场景。

在同步工作模式下，第一升压电路411所输出的第一电流和第二升压电路412所输出的第二电流的相位相同，第一电流和第二电流叠加后的输出电流增大，适用于为闪光灯或电池等需要大电流或大功率供电的场景。

第一升压电路411和第二升压电路412在上述两种工作模式下的具体工作过程以及控制方法将在后文进行详细的描述。

继续参阅图4，第一升压电路411包括第一电感L1、第一开关M1以及第二开关M2，其中，第一开关M1的第一端接地，第二端与第一电感L1的第一端连接，第一电感L1的第二端与IN1端口连接，第二开关M2的第一端和第二端分别与第一电感L1的第一端和OUT端口连接。第二升压电路包括第二电感L2、第三开关M3以及第四开关M4，其中，第三开关M3的第一端接地，第二端与第二电感L2的第一端连接，第二电感L2的第二端与IN2端口连接，第四开关M4的第一端和第二端分别与第二电感L2的第一端和OUT端口连接。

直通供电电路42的一端同时与IN1端口和IN2端口连接，另一端与OUT端口连接。该直通供电电路42中包括第五开关M5，通过对开关M5的通断控制，能够实现直通供电，即通过OUT端口直接输出第一电压。

在本实施例中，第一电感L1和第二电感L2为耦合电感。图5示出的是本申请实施例中的耦合电感50的示意性结构图，该耦合电感包括磁芯51以及绕制在磁芯上的第一电感L1的第一线圈52和第二电感L2的第二线圈53。通过将两个电感的线圈绕制在同一磁芯上，并且将第一电感L1和第二电感L2的同名端反接，以抵消电感工作时磁芯的直流励磁，减小磁芯的损耗。此外，相比与将两个电感分立设置，该耦合电感的体积较小，在应用于手机等电子设备时，能够减小电感的占板面积，使得器件布局更加紧凑且合理。

进一步的，请参阅图6，在本申请实施例中，该供电装置还包括输入比较电路43和控制电路44。

其中，输入比较电路43与第一输入端和第二输入端连接，用于确定输入该供电装置40的输入电压(即第一电压)，将所述第一电压与预设电压阈值进行比较，从而确定比较结果。

作为一个示例，输入比较电路43可以包括采样电路和比较电路。其中采样电路与第一输入端和第二输入端相连，用于采集输入到供电装置中的第一电压，比较电路与采样电路连接，用于获取采样电路采集到的第一电压，并将其与预设阈值进行对比，以确定对比结果。该预设阈值可以是根据待供电的负载的最小工作电压来确定，该预设阈值可以被设置为大于或等于负载的最小工作电压。或者，该预设阈值可以是由电子设备的用户确定的，以该负载是手机中的闪光灯为例，用户可以在手机的系统界面中对闪光灯的亮度进行设置，处理器可以响应于用户的设定，确定当前时刻需要为闪光灯供电的电压阈值的大小，通过I2C接口将该阈值发送放到上述输入比较电路43。

控制电路44与输入比较电路43连接，用于接收输入比较电路43的对比结果，并基于所述比较结果，控制升压电路41和直通供电电路42的切换。

具体的，控制电路44与升压电路41中的开关M1-M4以及直通供电电路42中的第五开关M5的控制端连接，以对上述多个开关进行通断控制。

根据上述比较结果，当第一电压大于或等于预设阈值时，说明此时的输入电压能够满足负载工作的需求，无需对其进行放大处理。此时可以控制开关M1-M4截止，开关M5打开，此时直通供电电路42导通，电源提供装置能够通过该直通供电电路42为负载直接供电。

当第一电压小于预设阈值时，电源提供装置所提供的第一电压无法满足负载的需求，需要对其进行升压处理。此时可以利用控制电路44控制开关M5截止，开关M1-M4交替导通，此时升压电路41工作，将输入的第一电压转换为为负载供电的第二电压。其中，转换后的第二电压大于或等于上述预设阈值。

在一些实施方式中，利用控制电路44控制升压电路41工作可以是：利用控制单元对开关M1-M4进行通断控制，使得第一升压电路411和第二升压电路412交替工作或同步工作，下面分别对这两种工作方式进行详细的说明。

第一升压电路411和第二升压电路412在交替工作时，控制第一开关M1与第四开关M4的相位相同，第二开关M2和第三开关M3的相位相同且与所述第一开关M1的相位相反，即第一电感L1与第二电感L2的充放电过程相反，使得在任一时刻均有一电感为负载放电；此时控制单元44向各开关元件输出的PWM信号可以参考图3。

第一升压电路411和第二升压电路412在同步工作时，控制第一开关M1和第三开关M3的相位相同，第二开关M2和第四开关M4的相位相同且与第一开关M1的相位相反，此时第一电感L1和第二电感L2同时进行充放电，使得并联的第一升压电路411和第二升压电路412能够同时输出，以使输出电流增倍；此时控制单元44向各开关元件输出的PWM信号如图7所示。

由于第一升压电路411和第二升压电路412在同步工作时能够提供较大的输出电流，使得该供电单元还能够应用于大电流以及大功率的场景；例如在手机的闪光灯被激发或者部分器件负载发生突变时为能够提供更大的电流以避免器件的损坏，或者在为电池充电时提供更大的充电电流，以增加充电速度。

请继续参阅图6，在本申请实施例提供的供电装置中还包括反馈电路45，该反馈电路45与供电装置40输出端的OUT端口连接，用于检测供电装置40的输出电压和/或输出电流，并通过与控制电路43的连接向控制电路反馈其检测到的电压和/或电流。

控制电路43还用于，在升压电路41工作时，根据输出端的输出电压和/或输出电流，调节升压电路41中的多个开关的占空比和/或相位。

根据输出电压对升压电路41的调节可以是：在升压电路41工作的过程中，检测到输出端的输出电压小于预设阈值或用户设定的电压值时，增加第一开关M1和第三开关M3的PWM控制信号占空比；当大于预设阈值或用户设定的电压值时，降低第一开关M1和第三开关M3的PWM信号控制的占空比。

作为一个示例，根据输出电流对升压电路41的调节可以是：在第一升压电路411和第二升压电路412处于交替工作模式时，检测输出端的输出电流；当输出电流接近于该升压电路在交替工作模式下的最大输出电流时，调节各个开关的相位，例如将第一开关M1和第二开关M2的相位差由180°调节为0°，即控制开关M1和M3相位相同，开关M2和M4相位相同且与M1相反，从而使的第一电感L1和第二电感L2能够同时进行充放电，这样第一升压电路411和第二升压电路412同时输出，提高了升压电路的输出电流，从而提高供电装置的输出带载能力。

当然，基于输出电压和输出电流对升压电路41的调节也不限于以上两种方式，在一些实施方式中，还可以同时对多个开关的占空比和相位进行调节，以增大或减小输出电压和电流。

本申请实施例还提供了一种供电系统，该供电系统可以应用于电子设备，以为电子设备中的负载供电，所述电子设备可以为前文中所描述的任一种电子设备。

下面结合图8介绍本申请实施例提供的供电系统。图8中的供电系统80包括：待供电的负载81、电源提供装置82以及供电装置83。

其中，负载81与供电装置83的输出端连接，利用供电装置83为其供电。

本申请实施例对负载的具体类型不做限定，可以是电子设备中任一个或多个需要被供电的器件，例如显示驱动芯片、射频系统的电源管理芯片等；或者，该负载可以是电子设备中的电池。

电源提供装置82与供电装置83的输入端连接，用于为供电装置83提供输入电压(即第一电压)。

供电装置83用于接收电源提供装置82输出的第一电压，将其转换为第二电压或直接输出第一电压，以为负载81供电。

图8中的供电装置83可以为前文中任一实施例中的供电装置，该供电装置的相关技术特征可以参见上文的描述，此处不再赘述。

上文结合图1-图8描述了本申请的装置实施例，下面结合图9，描述本申请的方法实施例。应理解，方法实施例与前文中的装置实施例相对应，因此，为详细描述的部分可以参见上文的装置实施例。

本申请实施例还提供一种供电方法，应用于供电装置，该供电装置可以为前文中任一实施例中的供电装置。所述供电装置包括：第一输入端和第二输入端，用于与电源提供装置连接，以接收第一电压；输出端，用于与负载连接，以为所述负载供电；升压电路，包括并联的第一升压电路和第二升压电路，所述第一升压电路和所述第二升压电路的第一端分别与所述第一输入端和所述第二输入端连接，第二端均与所述输出端连接，用于将所述第一电压转换为第二电压，并将所述第二电压输出至所述输出端；直通供电电路，一端与所述第一输入端和所述第二输入端连接，另一端与所述输出端连接，用于通过所述输出端输出所述第一电压；其中，所述升压电路配置为可根据所述负载的需求，在交替工作模式和同步工作模式之间切换；在所述交替工作模式，所述第一升压电路输出的第一电流和所述第二升压电路的输出的第二电流相位相反，所述第一电流和所述第二电流叠加，抑制所述升压电路的输出纹波；在所述同步工作模式，所述第一电流和所述第二电流相位相同，所述第一电流和所述第二电流叠加，增大所述升压电路的输出电流；所述第一升压电路和所述第二升压电路为Boost电路，分别包括第一电感和第二电感，所述第一电感和所述第二电感为耦合电感。

图9中的方法包括：

在步骤S910，利用升压电路或直通供电电路为负载供电。

可选地，所述方法还包括：将所述第一电压与预设阈值进行比较，以确定比较结果；基于所述比较结果，控制所述升压电路与所述直通供电电路的切换。

可选地，所述基于所述比较结果，控制所述升压电路与所述直通供电电路的切换，包括：当所述第一电压大于或等于所述预设阈值时为，控制所述直通供电电路工作，以输出所述第一电压；当所述第一电压小于所述预设阈值时，控制所述升压电路工作，以输出所述第二电压，其中，所述第二电压大于或等于所述预设阈值。

可选地，所述第一升压电路包括第一开关和第二开关，所述第一开关的第一端接地，第二端与所述第一电感的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述输入端连接，所述第二开关的第一端和第二端分别与所述第一电感的第一端和所述输出端连接；所述第二升压电路包括第三开关和第四开关，所述第三开关的第一端接地，第二端与所述第二电感的第一端连接，所述第二电感的第二端与所述输入端连接，所述第四开关的第一端和第二端分别与所述第二电感的第一端和所述输出端连接；所述直通供电电路包括第五开关，所述第五开关的两端分别与所述输入端和所述输出端连接；所述控制电路与所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关和所述第五开关连接；所述控制所述直通供电电路工作包括：控制所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关断开，所述第五开关导通，以使所述直通供电电路工作；所述控制所述升压电路工作包括：控制所述第五开关断开，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关交替导通，以使所述升压电路工作。

可选地，所述控制所述升压电路工作还包括：控制所述第一开关与所述第四开关的相位相同，所述第二开关和所述第三开关的相位相同且与所述第一开关的相位相反，以使所述第一升压电路和所述第二升压电路交替工作；或者，控制所述第一开关与所述第三开关的相位相同，所述第二开关和所述第四开关的相位相同且与所示第一开关的相位相反，使所述第一升压电路和所述第二升压电路同步工作。

可选地，所述方法还包括：确定所述输出端的输出电压和/或输出电流；在所述升压电路工作时，根据所述输出端的输出电压/或输出电流，调节所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关的占空比和/或相位。

本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备可以包括前文中任意实施例中的供电装置40或供电系统80。

本申请实施例还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，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如前文中任一实施例中的供电方法。

本申请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，所述计算机程序被处理器执行时实现如前文中任一实施例中的供电方法。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够读取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，数字通用光盘(digital video disc，DVD))或者半导体介质(例如，固态硬盘(solid state disk，SSD))等。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种供电装置，其特征在于，包括：

第一输入端和第二输入端，用于与电源提供装置连接，以接收第一电压；

输出端，用于与负载连接，以为所述负载供电；

升压电路，包括并联的第一升压电路和第二升压电路，所述第一升压电路和所述第二升压电路的第一端分别与所述第一输入端和所述第二输入端连接，第二端均与所述输出端连接，用于将所述第一电压转换为第二电压，以通过所述输出端输出所述第二电压；

直通供电电路，一端与所述第一输入端和所述第二输入端连接，另一端与所述输出端连接，用于将所述第一电压输出至所述输出端；

其中，所述升压电路配置为可根据所述负载的需求，在交替工作模式和同步工作模式之间切换；

在所述交替工作模式，所述第一升压电路输出的第一电流和所述第二升压电路的输出的第二电流相位相反，所述第一电流和所述第二电流叠加，抑制所述升压电路的输出纹波；

在所述同步工作模式，所述第一电流和所述第二电流相位相同，所述第一电流和所述第二电流叠加，增大所述升压电路的输出电流；

所述第一升压电路和所述第二升压电路为Boost电路，分别包括第一电感和第二电感，所述第一电感和所述第二电感为耦合电感。

2.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括：

输入比较电路，用于将所述第一电压与预设阈值进行比较，以确定比较结果；

控制电路，用于基于所述比较结果，控制所述升压电路与所述直通供电电路的切换。

3.根据权利要求2所述的供电装置，其特征在于，所述基于所述比较结果，控制所述升压电路与所述直通供电电路的切换，包括：

当所述第一电压大于或等于所述预设阈值时为，控制所述直通供电电路工作，以输出所述第一电压；

当所述第一电压小于所述预设阈值时，控制所述升压电路工作，以输出所述第二电压，其中，所述第二电压大于或等于所述预设阈值。

4.根据权利要求3所述的供电装置，其特征在于，

所述第一升压电路包括第一开关和第二开关，所述第一开关的第一端接地，第二端与所述第一电感的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述第一输入端连接，所述第二开关的第一端和第二端分别与所述第一电感的第一端和所述输出端连接；

所述第二升压电路包括第三开关和第四开关，所述第三开关的第一端接地，第二端与所述第二电感的第一端连接，所述第二电感的第二端与所述第二输入端连接，所述第四开关的第一端和第二端分别与所述第二电感的第一端和所述输出端连接；

所述直通供电电路包括第五开关，所述第五开关的一端与所述第一输入端和所述第二输入端连接，另一端与所述输出端连接；

所述控制电路与所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关和所述第五开关连接；

所述控制所述直通供电电路工作包括：控制所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关断开，所述第五开关导通，以使所述直通供电电路工作；

所述控制所述升压电路工作包括：控制所述第五开关断开，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关交替导通，以使所述升压电路工作。

5.根据权利要求4所述的供电装置，其特征在于，所述控制所述升压电路工作还包括：

控制所述第一开关与所述第四开关的相位相同，所述第二开关和所述第三开关的相位相同且与所述第一开关的相位相反，以使所述第一升压电路和所述第二升压电路交替工作；或者，

控制所述第一开关与所述第三开关的相位相同，所述第二开关和所述第四开关的相位相同且与所述第一开关的相位相反，使所述第一升压电路和所述第二升压电路同步工作。

6.根据权利要求4或5所述的供电装置，其特征在于，

所述供电装置还包括反馈电路，用于确定所述输出端的输出电压和/或输出电流；

所述控制电路还用于：在所述升压电路工作时，根据所述输出端的输出电压/或输出电流，调节所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关的占空比和/或相位。

7.一种供电系统，其特征在于，包括：

待供电的负载；

电源提供装置；

如权利要求1-6中任一项所述的供电装置，与所述电源提供装置及所述负载连接，用于为所述负载供电。

8.一种供电方法，应用于供电装置，其特征在于，所述供电装置包括：

第一输入端和第二输入端，用于与电源提供装置连接，以接收第一电压；

输出端，用于与负载连接，以为所述负载供电；

升压电路，包括并联的第一升压电路和第二升压电路，所述第一升压电路和所述第二升压电路的第一端分别与所述第一输入端和所述第二输入端连接，第二端均与所述输出端连接，用于将所述第一电压转换为第二电压，并通过所述输出端输出所述第二电压；

直通供电电路，一端与所述第一输入端和所述第二输入端连接，另一端与所述输出端连接，用于将所述第一电压输出至所述输出端；

其中，所述升压电路配置为可根据所述负载的需求，在交替工作模式和同步工作模式之间切换；

在所述交替工作模式，所述第一升压电路输出的第一电流和所述第二升压电路的输出的第二电流相位相反，所述第一电流和所述第二电流叠加，抑制所述升压电路的输出纹波；

在所述同步工作模式，所述第一电流和所述第二电流相位相同，所述第一电流和所述第二电流叠加，增大所述升压电路的输出电流；

所述第一升压电路和所述第二升压电路为Boost电路，分别包括第一电感和第二电感，所述第一电感和所述第二电感为耦合电感；

所述方法包括：利用所述升压电路或所述直通供电电路为所述负载供电。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述第一电压与预设阈值进行比较，以确定比较结果；

基于所述比较结果，控制所述升压电路与所述直通供电电路的切换。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述基于所述比较结果，控制所述升压电路与所述直通供电电路的切换，包括：

当所述第一电压大于或等于所述预设阈值时为，控制所述直通供电电路工作，以输出所述第一电压；

当所述第一电压小于所述预设阈值时，控制所述升压电路工作，以输出所述第二电压，其中，所述第二电压大于或等于所述预设阈值。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

所述第一升压电路包括第一开关和第二开关，所述第一开关的第一端接地，第二端与所述第一电感的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述输入端连接，所述第二开关的第一端和第二端分别与所述第一电感的第一端和所述输出端连接；

所述第二升压电路包括第三开关和第四开关，所述第三开关的第一端接地，第二端与所述第二电感的第一端连接，所述第二电感的第二端与所述输入端连接，所述第四开关的第一端和第二端分别与所述第二电感的第一端和所述输出端连接；

所述直通供电电路包括第五开关，所述第五开关的一端与所述第一输入端和所述第二输入端连接，另一端与所述输出端连接；

所述控制电路与所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关和所述第五开关连接；

所述控制所述直通供电电路工作包括：控制所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关断开，所述第五开关导通，以使所述直通供电电路工作；

所述控制所述升压电路工作包括：控制所述第五开关断开，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关交替导通，以使所述升压电路工作。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述控制所述升压电路工作还包括：

控制所述第一开关与所述第四开关的相位相同，所述第二开关和所述第三开关的相位相同且与所述第一开关的相位相反，以使所述第一升压电路和所述第二升压电路交替工作；或者，

控制所述第一开关与所述第三开关的相位相同，所述第二开关和所述第四开关的相位相同且与所示第一开关的相位相反，使所述第一升压电路和所述第二升压电路同步工作。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定所述输出端的输出电压和/或输出电流；

在所述升压电路工作时，根据所述输出端的输出电压/或输出电流，调节所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关的占空比和/或相位。

14.一种电子设备，其特征在于，包括：

如权利要求1-6中任一项所述的供电装置；或，

如权利要求7所述的供电系统。

15.一种电子设备，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，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求7至13中任一所述的供电方法。

16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如权利要求7-13中任一项所述的供电方法。

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