CN116885935A - 电压补偿电路及dcdc变换电路 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电压补偿电路及DCDC变换电路，涉及电子电路技术领域。该电压补偿电路包括：电压检测模块、电压补偿模块、控制模块以及充放电模块；电压检测模块的第一输入端连接DCDC变换器的输入端，用于获取输入电压，电压检测模块的第二输入端连接DCDC变换器的输出端，用于获取输出电压；电压补偿模块的输入端连接DCDC变换器的输入端，电压补偿模块的输出端连接电压检测模块的第三输入端，电压检测模块的输出端连接控制模块的输入端，控制模块的输出端连接充放电模块的控制端，充放电模块连接在DCDC变换器的输入端和输出端之间。本申请可以采用更简单的结构实现电压反馈，并保证输出电压比较结果具有较高的精度。

Description

电压补偿电路及DCDC变换电路

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，具体而言，涉及一种电压补偿电路及DCDC变换电路。

背景技术

随着电力电子技术的发展，电压变换器在各个场景下的应用越来越广泛。

电压变换器例如DCDC变换器或ACDC变换器，需要将输入电压转换为应用场景下所需要的电压，为了保证电压转换的精度，往往需要将输出电压作为反馈电压，以对电压变换器的变换情况进行调整，以保证电压变换精度。

在现有的技术中，常规的反馈电路通常采用运算放大器作为主要的反馈模块输出电压比较结果，但是，应用运算放大器的反馈电路结构复杂，版图面积成本较高。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种电压补偿电路及DCDC变换电路，以便采用更简单的结构实现电压反馈，并保证输出电压比较结果具有较高的精度。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种电压补偿电路，所述电压补偿电路包括：电压检测模块、电压补偿模块、控制模块以及充放电模块；

其中，所述电压检测模块的第一输入端连接DCDC变换器的输入端，用于获取所述DCDC变换器的输入电压，所述电压检测模块的第二输入端连接DCDC变换器的输出端，用于获取所述DCDC变换器的输出电压；

所述电压补偿模块的输入端连接所述DCDC变换器的输入端，所述采用用于输出所述输入电压和所述输出电压对应的差值电流，所述电压补偿模块的输出端连接所述电压检测模块的第三输入端，用于对所述电压检测模块的检测电压进行补偿，所述电压检测模块的输出端连接所述控制模块的输入端，用于向所述控制模块输出所述检测电压，所述控制模块的输出端连接所述充放电模块的控制端，用于根据所述检测电压和参考电压控制所述充放电模块是否进行充放电，所述充放电模块连接在所述DCDC变换器的输入端和输出端之间。

在一种可能的实现方式中，所述电压检测模块包括：差值检测单元和采样单元；

其中，所述差值检测单元的第一输入端作为所述电压检测模块的第一输入端，所述差值检测单元的第二输入端作为所述电压检测模块的第二输入端，用于输出所述输入电压和所述输出电压对应的差值电流，所述差值检测单元的输出端连接所述采样单元的输入端作为所述电压检测模块的第三输入端，所述采样单元的输出端作为所述电压检测模块的输出端，用于根据所述差值电流和所述电压补偿模块输出的补偿电流采样得到所述检测电压。

在一种可能的实现方式中，所述差值检测单元包括：第一电阻、第二电阻和第一晶体管；

其中，所述第一晶体管的栅极作为所述差值检测单元的第一输入端，所述第一电阻的一端作为所述差值检测单元的第二输入端，所述第一电阻的另一端连接所述第一晶体管的源极，所述第一晶体管的漏极连接所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端作为所述差值检测单元的输出端。

在一种可能的实现方式中，所述采样单元包括：第三电阻和第四电阻；

其中，所述第三电阻的一端作为所述采样单元的输入端，所述第三电阻的另一端连接所述第四电阻的一端作为所述采样单元的输出端，所述第四电阻的另一端接地。

在一种可能的实现方式中，所述电压补偿模块包括：补偿信号生成单元和补偿信号复制单元；

其中，所述补偿信号生成单元的输入端作为所述电压补偿模块的输入端，用于生成补偿电流，所述补偿信号生成单元的输出端连接所述补偿信号复制单元的输入端，所述补偿信号复制单元的输出端作为所述电压补偿模块的输出端，用于复制并输出所述补偿电流。

在一种可能的实现方式中，所述补偿信号生成单元包括：第二晶体管、第三晶体管和第五电阻；

所述第二晶体管的源极连接所述第五电阻的一端作为所述补偿信号生成单元的输入端，所述第二晶体管的栅极和所述第五电阻的另一端、所述第三晶体管的源极连接，所述第二晶体管的漏极连接所述第三晶体管的栅极，所述第三晶体管的漏极作为所述补偿信号生成单元的输出端。

在一种可能的实现方式中，所述补偿信号复制单元包括：第一电流镜和第二电流镜；

所述第一电流镜的输入端作为所述补偿信号复制单元的输入端，所述第一电流镜的输出端连接所述第二电流镜的输入端，所述第二电流镜的输出端作为所述补偿信号复制单元的输出端。

在一种可能的实现方式中，所述控制模块包括：比较器、振荡器、或非门单元、与门单元、第四晶体管和第五晶体管；

所述比较器的一端作为所述控制模块的第一输入端，所述比较器的另一端作为所述控制模块的第二输入端，所述比较器的输出端分别连接所述振荡器的输入端、所述或非门单元的第一输入端和所述与门单元的第一输入端，所述振荡器的输出端分别连接所述或非门单元的第二输入端和所述与门单元的第二输入端，所述或非门单元的输出端连接所述第四晶体管的栅极，所述与门单元的输出端连接所述第五晶体管的栅极；

所述第四晶体管的源极连接电压输入端，所述第四晶体管的漏极连接所述第五晶体管的漏极作为所述控制模块的输出端，所述第五晶体管的源极接地。

在一种可能的实现方式中，所述充放电模块包括：第一二极管、第二二极管、第一电容和第二电容；

所述第一二极管的阳极连接所述DCDC变换器的输入端，所述第一二极管的阴极连接所述第二二极管的阳极以及所述第一电容的上极板，所述第一电容的下极板作为所述充放电模块的控制端，所述第二二极管的阴极与所述第二电容的上极板连接所述DCDC变换器的输出端，所述第二电容的下极板连接所述DCDC变换器的输入端。

第二方面，本申请实施例还提供一种DCDC变换电路，所述DCDC变换电路包括：如第一方面任一项所述的电压补偿电路、以及DCDC变换器；

所述DCDC变换器的输入端和输出端均与所述电压补偿电路连接。

本申请的有益效果是：

本申请提供一种电压补偿电路及DCDC变换电路，通过电压补偿模块对电压检测模块检测的输入电压和输出电压的差值进行补偿，避免检测电压受到电压检测模块的温度和工艺影响，提高检测精度，使得控制模块可以精准地控制充放电模块进行充放电；且该电压补偿电路中的反馈结构实现简单，不会占用过多的版图面积，成本也更小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的电压补偿电路的原理框图一；

图2为本申请实施例提供的电压补偿电路的原理框图二；

图3为本申请实施例提供的电压补偿电路的电路原理图；

图4为本申请实施例提供的DCDC变化电路的原理框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

此外，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”等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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。

请参考图1，为本申请实施例提供的电压补偿电路的原理框图一，如图1所示，该电压补偿电路100可以包括：电压检测模块101、电压补偿模块102、控制模块103和充放电模块104。

其中，电压检测模块101的第一输入端连接DCDC变换器的输入端，用于获取DCDC变换器的输入电压VIN，电压检测模块101的第二输入端连接DCDC变换器的输出端，用于获取DCDC变换器的输出电压VOUT。

电压补偿模块102的输入端连接DCDC变换器的输入端，用于获取DCDC变换器的输入电压，电压补偿模块102的输出端连接电压检测模块101的第三输入端，用于对电压检测模块的检测电压进行补偿，电压检测模块101的输出端连接控制模块103的输入端，用于向控制模块输出检测电压，控制模块103的输出端连接充放电模块104的控制端，用于根据检测电压和参考电压控制充放电模块是否进行充放电，充放电模块104连接在DCDC变换器的输入端和输出端之间。

本实施例中，电压检测模块101分别连接DCDC变换器的输入端和输出端，用于获取DCDC变换器的输入电压VIN和输出电压VOUT，以检测输入电压VIN和输出电压VOUT的差值，其中，输入电压VIN和输出电压VOUT的差值会受到电压检测模块101的温度及工艺影响，产生误差电压，为了消除影响，需要采用电压补偿模块102对输入电压VIN和输出电压VOUT的差值进行补偿。

电压补偿模块102连接DCDC变换器的输入端，用于获取DCDC变换器的输入电压VIN，以根据输入电压VIN产生补偿电压，电压补偿模块102的输出端连接电压检测模块101的第三输入端，以对电压检测模块101产生的误差电压进行补偿，消除电压检测模块101因温度和工艺影响所产生的误差电压，电压检测模块101输出的检测电压为稳定电压，不会受电压检测模块101的温度和工艺影响。

控制模块103用于对电压检测模块101输出的检测电压和参考电压VREF进行比较，并根据比较结果输出控制信号，以使得充放电模块104根据控制信号进行充放电或者停止充放电。

充放电模块104连接在DCDC变换器的输入端和输出端之间，以根据控制模块103提供的控制信号确定是否进行充放电，在充放电模块104进行充放电的过程中，实现对DCDC变换器的输出电压VOUT进行升压；在充放电模块104停止充放电后，DCDC变换器的输出电压VOUT不再抬升，保证DCDC变换器的输出电压在预设范围内。

其中，当检测电压小于参考电压时，输出充放电信号，以控制充放电模块104进行充放电，DCDC变换器的输出电压VOUT升高；当检测电压大于参考电压时，输出停止充放电信号，以控制充放电模块104停止充放电，DCDC变换器的输出电压VOUT不再抬升。

在一种可能的实现方式中，请参考图2，为本申请实施例提供的电压补偿电路的原理框图二，如图2所示，电压检测模块101可以包括：差值检测单元121和采样单元131。

其中，差值检测单元121的第一输入端作为电压检测模块101的第一输入端，差值检测单元121的第二输入端作为电压检测模块101的第二输入端，用于输出输入电压和输出电压对应的差值电流，差值检测单元121的输出端连接采样单元131的输入端作为电压检测模块101的第三输入端，采样单元131的输出端作为电压检测模块101的输出端，用于根据差值电流和电压补偿模块输出的补偿电流采样得到检测电压。

本实施例中，差值检测单元121的第一输入端连接DCDC变换器的输入端，用于获取DCDC变换器的输入电压VIN，差值检测单元121的第二输入端连接DCDC变换器的输出端，用于获取DCDC变换器的输出电压VOUT，差值检测单元121根据输入电压VIN和输出电压VOUT的差值，输出与VOUT-VIN相关的差值电流。

采样单元131的输入端连接差值检测单元121的输出端和电压补偿模块102的输出端，以将差值电流和补偿电流之和转换为电压作为电压检测模块101输出的检测电压，采样单元131的输出端连接控制模块103的输入端，以为控制模块103提供检测电压。

在一种可能的实现方式中，如图2所示，电压补偿模块102可以包括：补偿信号生成单元122和补偿信号复制单元132；

其中，补偿信号生成单元122的输入端作为电压补偿模块102的输入端，用于生成补偿电流，补偿信号生成单元122的输出端连接补偿信号复制单元132的输入端，补偿信号复制单元132的输出端作为电压补偿模块102的输出端，用于复制并输出补偿电流。

本实施例中，补偿信号生成单元122的输入端连接DCDC变换器的输入端，用于获取DCDC变换器的输入电压VIN，并根据输入电压VIN产生补偿电流。

补偿信号生成单元122的输出端连接补偿信号复制单元132的输入端，补偿信号复制单元132的输出端连接采样单元131的输入端，以使得采样单元131将差值电流和补偿电流对应的电流之和转换为电压作为检测电压。

上述实施例提供的电压补偿电路，通过电压补偿模块对电压检测模块检测的输入电压和输出电压的差值进行补偿，避免检测电压受到电压检测模块的温度和工艺影响，提高检测精度，使得控制模块可以精准地控制充放电模块进行充放电；且该电压补偿电路中的反馈结构实现简单，不会占用过多的版图面积，成本也更小。

以下结合附图和实施例对上述实施例中的各个单元的一种可能的实现方式进行说明。

请参考图3，为本申请实施例提供的电压补偿电路的电路原理图，如图3所示，差值检测单元121可以包括：第一电阻R1、第二电阻R2和第一晶体管M1；

其中，第一晶体管M1的栅极作为差值检测单元121的第一输入端，第一电阻R1的一端作为差值检测单元121的第二输入端，第一电阻R1的另一端连接第一晶体管M1的源极，第一晶体管M1的漏极连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端作为差值检测单元121的输出端。

本实施例中，第一晶体管M1的栅极连接DCDC变换器的输入端，用于获取DCDC变换器的输入电压VIN，第一电阻R1的一端连接DCDC变换器的输出端，用于获取DCDC变换器的输出电压VOUT，通过第一电阻R1、第一晶体管M1和第二电阻R2构成差值检测单元121可以对输入电压VIN和输出电压VOUT的差值进行检测，并输出与VOUT-VIN相关的差值电流。

在一些实施例中，采样单元131可以为电阻分压采样单元，如图3所示，采样单元131可以包括：第三电阻R3和第四电阻R4。

其中，第三电阻R3的一端作为采样单元131的输入端，第三电阻R3的另一端连接第四电阻R4的一端作为采样单元131的输出端，第四电阻R4的另一端接地。

本实施例中，第三电阻R3的一端连接第二电阻R2的另一端，用于获取差值电流，第三电阻R3和第四电阻R4的连接点为电压采样点，作为电压检测模块101的输出端，用于根据差值电流以及电压补偿模块102提供的补偿电流输出检测电压。

以下对图3所示的电压检测模块101的工作原理进行说明。具体的，电压检测模块101的工作原理为：

第一晶体管M1为PMOS管，第一晶体管M1工作在临界亚阈值区，即第一晶体管M1的源极-栅极电压VSG≈|Vth|，其中Vth为第一晶体管M1的阈值电压，则流过第一电阻R1、第一晶体管M1和第二电阻R2电流约为(VOUT-VS)/R1，VS为第一晶体管M1的源极电压。

由于第一晶体管M1的栅极电压VG为输入电压VIN，则可以确定VSG＝VS-VG＝VS-VIN，通过对等式两端进行变换，得到VS＝VSG+VIN≈|Vth|+VIN，可以确定VOUT-VS≈VOUT-VIN-|Vth|。

由此可以确定，差值检测单元121采样到的与输入电压VIN和输出电压VOUT的差值相关的差值电流(VOUT-VIN-|Vth|)/R1≈(VOUT-VS)/R1。

第三电阻R3和第四电阻R4对差值电流(VOUT-VIN-|Vth|)/R1进行电阻分压采样，得到差值电压(VOUT-VIN-|Vth|)R4/R1。

其中，可以看出，差值电压中包括阈值电压项|Vth|，阈值电压Vth随第一晶体管M1的工作温度的变化而变化，也与第一晶体管M1的工艺有关，若直接以差值电压(VOUT-VIN-|Vth|)R4/R1作为检测电压提供给控制模块103，会导致控制模块根据检测电压输出的控制信号不精准，为此，需要采用电压补偿模块102将阈值电压项|Vth|从差值电压(VOUT-VIN-|Vth|)R4/R1中消除。

需要说明的是，通过对第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的阻值，以及第一晶体管M1的尺寸进行调整，以保证第一晶体管M1工作在临界亚阈值区。

以下结合附图及实施例对通过电压补偿模块102将阈值电压项|Vth|消除的一种可能的实现方式进行说明。

如图3所示，补偿信号生成单元122可以包括：第二晶体管M2、第三晶体管M3和第五电阻R5。

第二晶体管M2的源极连接第五电阻R5的一端作为补偿信号生成单元122的输入端，第二晶体管M2的栅极和第五电阻R5的另一端、第三晶体管M3的源极连接，第二晶体管M2的漏极连接第三晶体管M3的栅极，第三晶体管M3的漏极作为补偿信号生成单元122的输出端。

本实施例中，第二晶体管M2的源极和第五电阻R5的一端连接DCDC变换器的输入端，用于获取DCDC变换器的输入电压VIN，并根据输入电压VIN产生补偿电流，其中，第二晶体管M2和第三晶体管M3与第一晶体管M1的器件类型及尺寸完全一致，均为PMOS管。

以下对图3所示的电压补偿模块102生成补偿电流的工作原理进行说明。具体的，电压补偿模块102的工作原理为：

第二晶体管M2工作在临界亚阈值区，即第二晶体管M2的源极-栅极电压VSG≈|Vth|，其中Vth为第二晶体管M2和第三晶体管M3的阈值电压，该电压也是第五电阻R5两端的电压，故流过第五电阻R5的补偿电流可以表示为|Vth|/R5，经过补偿信号复制单元132复制后，流经第三电阻R3和第四电阻R4的电流为差值电流(VOUT-VIN-|Vth|)/R1与补偿电流|Vth|/R5之和，即(VOUT-VIN-|Vth|)/R1+|Vth|/R5，令第一电阻R1的阻值与第五电阻R5的阻值相等，可以将电流表达式中的阈值电压项|Vth|消除，则第三电阻R3和第四电阻R4采样到的检测电压为(VOUT-VIN)R4/R1，由此可以看出，经过电压补偿模块102的补偿后，检测电压不再与阈值电压|Vth|有关，则检测电压不会受到第一晶体管M1的工作温度和工艺的影响，提高了检测电压的检测精度。

在一些实施例中，如图3所示，补偿信号复制单元132可以包括：第一电流镜和第二电流镜。

第一电流镜的输入端作为补偿信号复制单元132的输入端，第一电流镜的输出端连接第二电流镜的输入端，第二电流镜的输出端作为补偿信号复制单元132的输出端。

本实施例中，如图3所示，第一电流镜包括：第六晶体管M6和第七晶体管M7，其中，第六晶体管M6和第七晶体管M7均为NMOS管，第六晶体管M6的栅极与漏极连接作为第一电流镜的输入端，用于与第三晶体管M3的漏极连接，获取补偿电流；第六晶体管M6的栅极还与第七晶体管M7的栅极连接，第七晶体管M7的漏极作为第一电流镜的输出端，用于将补偿电流复制至第二电流镜，第六晶体管M6的源极和第七晶体管M7的源极接地。

第二电流镜包括：第八晶体管M8的第九晶体管M9，其中，第八晶体管M8和第九晶体管M9均为PMOS管，第八晶体管M8的源极和第九晶体管M9的源极连接DCDC变换器的输入端，第八晶体管M8的栅极连接第八晶体管M8的漏极作为第二电流镜的输入端，用于与第七晶体管的漏极连接，第八晶体管M8的栅极还连接第九晶体管M9的栅极，第九晶体管M9的漏极作为第二电流镜的输出端，用于将补偿电流复制至第三电阻R3和第四电阻R4上。

在一些实施例中，如图3所示，电压补偿模块102还包括：第十晶体管M10和第十一晶体管M11，其中，第十晶体管M10和第十一晶体管M11均为NMOS管，第十晶体管M10的漏极和栅极连接预设电流源，第十晶体管M10的栅极还连接第十一晶体管M11的栅极，第十一晶体管M11的漏极连接第二晶体管M2的漏极和第三晶体管M3的栅极，为第二晶体管M2和第三晶体管M3提供偏置电压，第十晶体管M10的源极和第十一晶体管M11的源极接地。

上述实施例提供的电压补偿电路，第一电阻、第二电阻和第一晶体管构成的差值检测单元采用源极反馈结构获取反馈的输出电压，利用第二晶体管、第三晶体管和第五电阻构成的补偿信号生成单元生成的补偿电流，对差值检测单元输出的差值电流进行补偿，消除差值电流中的阈值电压项，避免第一晶体管的阈值电压受温度和工艺的影响，保证检测电压的准确性。

以下结合附图及实施例对控制模块的一种可能的实现方式进行说明。

如图3所示，控制模块包括：比较器U1、振荡器C1、非门单元NOT、或门单元OR、与门单元AND、第四晶体管M4和第五晶体管M5。

其中，比较器U1的一端作为控制模块103的第一输入端，比较器U1的另一端作为控制模块103的第二输入端，比较器U1的输出端分别连接振荡器C1的输入端、非门单元NOT的输入端和与门单元AND的第一输入端，非门单元NOT的输出端连接或门单元OR的第一输入端，振荡器C1的输出端分别连接或门单元OR的第二输入端和与门单元AND的第二输入端，或门单元NOR的输出端连接第四晶体管M4的栅极，与门单元AND的输出端连接第五晶体管M5的栅极；第四晶体管M4的源极连接DCDC变换器的输入端，第四晶体管M4的漏极连接第五晶体管M5的漏极作为控制模块103的输出端，第五晶体管M5的源极接地。

本实施例中，比较器U1的一端连接第四电阻R1的一端，获取检测电压，比较器U1的另一端连接参考电压VREF，比较器U1根据检测电压和参考电压VREF的大小关系输出比较信号。

振荡器C1根据比较信号输出时钟信号clk，或门单元OR根据非门单元NOT反向后的比较信号和时钟信号clk输出第一控制信号，用于控制第四晶体管M4的导通与关断，与门单元AND根据比较信号和时钟信号clk输出第二控制信号，用于控制第五晶体管M5的导通与关断，根据第四晶体管M4和第五晶体管M5的导通与关断，控制充放电模块104是否进行充放电。其中，第四晶体管M4为PMOS管，第五晶体管M5为NMOS管。

以下对图3所示的控制模块103的工作原理进行说明。具体的，控制模块103的工作原理为：

1)当输出电压VOUT抬升至预设电压，第四电阻R4的电压(VOUT-VIN)R4/R1>VREF时，比较器U1输出低电平信号，振荡器C1关闭，输出持续保持低电平的时钟信号clk，非门单元NOT输出高电平信号，则或门单元OR输出高电平信号，使器件类型为PMOS管的第四晶体管M4断开；与门单元AND输出低电平信号，使器件类型为NMOS管的第五晶体管M5断开，在此情况下，充放电模块104不会进行充放电，则输出电压VOUT不再抬升；

2)当输出电压VOUT尚未抬升至预设电压，第四电阻R4的电压(VOUT-VIN)R4/R1<VREF时，比较器U1输出高电平信号，振荡器C1打开，输出振荡的时钟信号clk，非门单元NOT输出低电平信号，则或门单元OR和与门单元AND的输出信号均与振荡的时钟信号clk相同。

其中，当时钟信号clk从低电平信号转换为高电平信号时，或门单元OR输出高电平信号，使器件类型为PMOS管的第四晶体管M4断开；与门单元AND输出高电平信号，使器件类型为NMOS管的第五晶体管M5导通，在此情况下，充放电模块104进行放电；当时钟信号clk从高电平信号转换为低电平信号时，或门单元OR输出低电平信号，使器件类型为PMOS管的第四晶体管M4导通；与门单元AND输出低电平信号，使器件类型为NMOS管的第五晶体管M5断开，在此情况下，充放电模块104进行充电。

周而复始，时钟信号clk在高低电平信号之间切换的过程中，充放电模块104一直在进行充放电，实现了输出电压VOUT的升压，直至(VOUT-VIN)R4/R1>VREF，比较器U1输出低电平信号，振荡器C1关闭，输出持续保持低电平的时钟信号clk，或门单元OR输出高电平信号，与门单元AND输出低电平信号，第四晶体管M4第五晶体管M5均断开，充放电模块104停止充放电，则输出电压VOUT不再抬升。

以下结合附图及实施例对充放电模块的一种可能的实现方式进行说明。

在一些实施例中，如图3所示，充放电模块104包括：第一二极管D1、第二二极管D2、第一电容C1和第二电容C2。

其中，第一二极管D1的阳极连接DCDC变换器的输入端，第一二极管D1的阴极连接第二二极管D2的阳极以及第一电容C1的上极板，第一电容C1的下极板作为充放电模块104的控制端，第二二极管D2的阴极与第二电容C2的上极板连接DCDC变换器的输出端，第二电容C2的下极板连接DCDC变换器的输入端。

本实施例中，结合上述控制模块103的工作原理，对充放电模块104的工作原理进行说明。具体的，充放电模块104的工作原理为：

1)当输出电压VOUT抬升至预设电压，第四电阻R4的电压(VOUT-VIN)R4/R1>VREF时，第四晶体管M4和第五晶体管M5断开，第一电容C1和第二电容C2无法进行充放电，则输出电压VOUT不再抬升；

2)当输出电压VOUT尚未抬升至预设电压，第四电阻R4的电压(VOUT-VIN)R4/R1<VREF时，若时钟信号clk从低电平信号转换为高电平信号，第四晶体管M4断开，第五晶体管M5导通，第一电容C1通过第五晶体管M5开始放电，由于第一二极管D1的存在，输入电压VIN使第一电容C1的上极板电压维持在VIN左右(实际比VIN小一个第一二极管D1的正向导通电压)；当时钟信号clk从高电平信号转换为低电平信号时，第四晶体管M4导通，第五晶体管M5断开，输入电压VIN通过第四晶体管M4对第一电容C1的下极板充电，由于电容两端的电压不能突变，则第一电容C1的上极板电压从VIN上升至VIN+VIN，并通过第二二极管D2为第二电容C2的上极板充电，使输出电压由VIN逐渐上升；在时钟信号clk在高低电平信号之间切换的过程中，充放电模块104一直在进行充放电，实现了输出电压VOUT的升压，直至(VOUT-VIN)R4/R1>VREF，充放电模块104停止充放电，输出电压VOUT不再抬升。

在一些实施例中，第三二极管D3并联在第二电容C2两端，其中，第三二极管D3的阳极连接第二电容C2的下极板，第三二极管D3的阴极连接第二电容C2的上极板，以使得第二电容C2的上极板充电，使输出电压由VIN逐渐上升时，将输出电压VOUT钳位在DCDC变换器输出预设的最高电压，避免DCDC变换器输出过压。

基于上述实施例提供的电压补偿电路，本申请实施例还提供给一种DCDC变换电路。

请参考图4，为本申请实施例提供的DCDC变化电路的原理框图，如图4所示，DCDC变换电路包括：电压补偿电路100和DCDC变换器200；DCDC变换器的输入端和输出端均与电压补偿电路100连接，具体的连接关系可以参考上述实施例及附图，在此不做赘述。

在一些实施例中，若DCDC变换器作为电荷泵使用，则输出电压VOUT为电荷泵电压VCP。

上仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电压补偿电路，其特征在于，所述电压补偿电路包括：电压检测模块、电压补偿模块、控制模块以及充放电模块；

其中，所述电压检测模块的第一输入端连接DCDC变换器的输入端，用于获取所述DCDC变换器的输入电压，所述电压检测模块的第二输入端连接DCDC变换器的输出端，用于获取所述DCDC变换器的输出电压；

所述电压补偿模块的输入端连接所述DCDC变换器的输入端，用于获取所述DCDC变换器的输入电压，所述电压补偿模块的输出端连接所述电压检测模块的第三输入端，用于对所述电压检测模块的检测电压进行补偿，所述电压检测模块的输出端连接所述控制模块的输入端，用于向所述控制模块输出所述检测电压，所述控制模块的输出端连接所述充放电模块的控制端，用于根据所述检测电压和参考电压控制所述充放电模块是否进行充放电，所述充放电模块连接在所述DCDC变换器的输入端和输出端之间。

2.如权利要求1所述的电压补偿电路，其特征在于，所述电压检测模块包括：差值检测单元和采样单元；

其中，所述差值检测单元的第一输入端作为所述电压检测模块的第一输入端，所述差值检测单元的第二输入端作为所述电压检测模块的第二输入端，用于输出所述输入电压和所述输出电压对应的差值电流，所述差值检测单元的输出端连接所述采样单元的输入端作为所述电压检测模块的第三输入端，所述采样单元的输出端作为所述电压检测模块的输出端，用于根据所述差值电流和所述电压补偿模块输出的补偿电流采样得到所述检测电压。

3.如权利要求2所述的电压补偿电路，其特征在于，所述差值检测单元包括：第一电阻、第二电阻和第一晶体管；

其中，所述第一晶体管的栅极作为所述差值检测单元的第一输入端，所述第一电阻的一端作为所述差值检测单元的第二输入端，所述第一电阻的另一端连接所述第一晶体管的源极，所述第一晶体管的漏极连接所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端作为所述差值检测单元的输出端。

4.如权利要求2所述的电压补偿电路，其特征在于，所述采样单元包括：第三电阻和第四电阻；

其中，所述第三电阻的一端作为所述采样单元的输入端，所述第三电阻的另一端连接所述第四电阻的一端作为所述采样单元的输出端，所述第四电阻的另一端接地。

5.如权利要求1所述的电压补偿电路，其特征在于，所述电压补偿模块包括：补偿信号生成单元和补偿信号复制单元；

其中，所述补偿信号生成单元的输入端作为所述电压补偿模块的输入端，用于生成补偿电流，所述补偿信号生成单元的输出端连接所述补偿信号复制单元的输入端，所述补偿信号复制单元的输出端作为所述电压补偿模块的输出端，用于复制并输出所述补偿电流。

6.如权利要求5所述的电压补偿电路，其特征在于，所述补偿信号生成单元包括：第二晶体管、第三晶体管和第五电阻；

所述第二晶体管的源极连接所述第五电阻的一端作为所述补偿信号生成单元的输入端，所述第二晶体管的栅极和所述第五电阻的另一端、所述第三晶体管的源极连接，所述第二晶体管的漏极连接所述第三晶体管的栅极，所述第三晶体管的漏极作为所述补偿信号生成单元的输出端。

7.如权利要求5所述的电压补偿电路，其特征在于，所述补偿信号复制单元包括：第一电流镜和第二电流镜；

所述第一电流镜的输入端作为所述补偿信号复制单元的输入端，所述第一电流镜的输出端连接所述第二电流镜的输入端，所述第二电流镜的输出端作为所述补偿信号复制单元的输出端。

8.如权利要求1所述的电压补偿电路，其特征在于，所述控制模块包括：比较器、振荡器、非门单元、或门单元、与门单元、第四晶体管和第五晶体管；

其中，所述比较器的一端作为所述控制模块的第一输入端，所述比较器的另一端作为所述控制模块的第二输入端，所述比较器的输出端分别连接所述振荡器的输入端、所述非门单元的输入端和所述与门单元的第一输入端，所述非门单元的输出端连接所述或门单元的第一输入端，所述振荡器的输出端分别连接所述或门单元的第二输入端和所述与门单元的第二输入端，所述或门单元的输出端连接所述第四晶体管的栅极，所述与门单元的输出端连接所述第五晶体管的栅极；

所述第四晶体管的源极连接所述DCDC变换器的输入端，所述第四晶体管的漏极连接所述第五晶体管的漏极作为所述控制模块的输出端，所述第五晶体管的源极接地。

9.如权利要求1所述的电压补偿电路，其特征在于，所述充放电模块包括：第一二极管、第二二极管、第一电容和第二电容；

其中，所述第一二极管的阳极连接所述DCDC变换器的输入端，所述第一二极管的阴极连接所述第二二极管的阳极以及所述第一电容的上极板，所述第一电容的下极板作为所述充放电模块的控制端，所述第二二极管的阴极与所述第二电容的上极板连接所述DCDC变换器的输出端，所述第二电容的下极板连接所述DCDC变换器的输入端。

10.一种DCDC变换电路，其特征在于，所述DCDC变换电路包括：如权利要求1-9任一项所述的电压补偿电路、以及DCDC变换器；

所述DCDC变换器的输入端和输出端均与所述电压补偿电路连接。