CN116937983A - 一种电压变换电路及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种电压变换电路及电子设备，涉及电子技术领域，能够在实现电压自由调节的同时确保系统效率。该电压变换电路，包括：电容隔离电路、至少两个直流‑直流DC‑DC变换电路、至少两个隔离电容以及滤波电容；其中，电容隔离电路耦合第一电平端、至少两个隔离电容、以及至少两个DC‑DC变换电路以及地；至少两个直流‑直流DC‑DC变换电路还耦合第二电平端；滤波电容串联于第二电平端与地之间；至少两个DC‑DC变换电路中包括至少一个不可调压直流变换电路，以及一个调压直流变换电路。尤其该调压直流变换电路可以是降压‑升压BUCK‑BOOST电路、降压BUCK电路、升压BOOST电路以及低压差线性稳压器LDO；不可调压直流变换电路包括开关电容SC电路。

Description

一种电压变换电路及电子设备
技术领域
本申请实施例涉及电子技术领域，尤其涉及一种电压变换电路及电子设备。
背景技术
电压变换电路广泛应用于手机、手表、平板电脑等电子设备，实现对电源适配器或者无线充电电路输出的电压进行变换后向电子设备电池充电或者直接向电子设备的其他负载电路提供系统电压。通常，助理的电压变换电路主要采用降压/升压(BUCK/BOOST)电路或者开关电容(switched capacitor converter，SC)实现输入电压和输出电压的变换比例。
然而，BUCK/BOOST电路受限于其内部的电感器件的功耗，在负载的功率提升时，消耗在BUCK/BOOST电路本身的功耗会骤增，导致系统效率较低；SC主要是通过开关电路调整电容(飞跨电容)的连接关系，实现电压的变换比例调整，通常受电容数量的限制，实现的变换比例比较固定(即不可调压)，例如(2:1、1:2、1:3、3:1等等变换比例)，不能自由调整电压的变换比例。总之，目前的电压变换电路存在不能兼顾对电压的变换比例的调节以及系统效率的问题。
发明内容
本申请的实施例提供一种电压变换电路及电子设备，能够兼顾对电压的变换比例的调节以及系统效率。
第一方面，提供一种电压变换电路。该电压变换电路包括：电容隔离电路、至少两个直流-直流DC-DC变换电路、至少两个隔离电容以及滤波电容。其中，电容隔离电路耦合第一电平端、至少两个隔离电容、以及至少两个DC-DC变换电路以及地；至少两个直流-直流DC-DC变换电路还耦合第二电平端；滤波电容串联于第二电平端与地之间；电容隔离电路，被配置为在第一阶段将至少两个隔离电容依次串联于第一电平端和地之间，在第二阶段将至少两个隔离电容分别与一个DC-DC变换电路导通；DC-DC变换电路，被配置当第一电平端用于耦合于电源时，对耦合的隔离电容的电压进行电压变换输出至滤波电容，或者，被配置当第二电平端用于耦合于电源时，对滤波电容的电压进行电压变换输出至耦合的隔离电容；至少两个DC-DC变换电路中包括至少一个不可调压直流变换电路，以及一个调压直流变换电路。这样，由于电压变换电路中包含的至少两个DC-DC变换电路中包括至少一个不可调压直流变换电路，以及一个调压直流变换电路；在参考上述过程对从第一电平端输入的电压实现电压变换，并输出至第二电平端；或者从第二电平端输入的电压实现电压变换，并输出至第一电平端的过程中，由于不可调压直流变换电路的数量等于或者多于调压直流变换电路的数量，这样电压变换电路一部分功率由效率较高的不可调压直流变换电路来进行电压变换；一部分功率由效率较低的调压直流变换电路，从而保证了确保系统效率，尤其不可调压直流变换电路越多，其分担处理的功率越高，则整个电压变换电路的效率也约接近于不可调压直流变换电路的效率；此外，由于调压直流变换电路可以自由调整电压的变换比例，因此可以将输出的电压钳位在任意的电压值，从而实现了电压自由调节，因此本申请的实施例提供的电压变换电路能够兼顾对电压的变换比例的调节以及系统效率。
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电路以及低压差线性稳压器LDO。
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。在一些示例中，开关电容SC电路可以是一种开环的不可调压的SC电路。
在一种可能的实现方式中，至少两个直流-直流DC-DC变换电路包括第一DC-DC变换电路以及第二DC-DC变换电路；至少两个隔离电容包括第一隔离电容以及第二隔离电容；电容隔离电路，包括：第一开关、第二开关以及第三开关；第一开关的第一端耦合第一电平端，第一开关的第二端耦合所述第一隔离电容的第一端；第一隔离电容的第一端还耦合第一DC-DC变换电路，第一隔离电容第二端耦合第二开关的第一端；第二开关的第二端耦合地；第三开关的第一端耦合第一隔离电容的第二端，第三开关的第二端耦合第二隔离电容的第一端；第二隔离电容的第一端还耦合第二DC-DC变换电路，第二隔离电容的第二端耦合地；在第一阶段第一开关和第三开关在第一控制信号的控制下导通，第二开关在第二控制信号的控制下截止；这样，当第一开关和第三开关导通，第二开关截止时，电容隔离电路将第一隔离电容以及第二隔离电容串联于第一电平端与地之间；在第二阶段，第一开关和第三开关在第一控制信号的控制下截止，第二开关在第二控制信号的控制下导通，这样当第一开关和第三开关截止，第二开关导通时，电容隔离电路将第一隔离电容与第一DC-DC变换电路导通，以及将第二隔离电容与第二DC-DC变换电路导通。
在一种可能的实现方式中，基于上述描述，至少两个直流-直流DC-DC变换电路中不可调压直流变换电路的数量越多，则系统效率越高，为了进一步提高系统效率，至少两个直流-直流DC-DC变换电路还包括第三DC-DC变换电路；至少两个隔离电容包括第三隔离电容；电容隔离电路，还包括：第四开关以及第五开关；其中，第三隔离电容与第四开关形成的串联结构串联于第三开关的第二端与第二隔离电容的第一端之间；第三开关的第二端还耦合第三DC-DC变换电路；第三隔离电容与第五开关形成的串联结构串联于第三开关的第二端与地之间；在第一阶段，第四开关在第一控制信号的控制下导通，第五开关在第二控制信号的控制下截止；这样，当第一开关、第三开关和第四开关导通，第二开关和第五开关截止时，电容隔离电路将第一隔离电容、第二隔离电容以及第三隔离电容串联于第一电平端与地之间；在第二阶段，第四开关在第一控制信号的控制下截止，第五开关在第二控制信号的控制下导通，这样，当第一开关、第三开关和第四开关截止，第二开关和第五开关导通时，电容隔离电路将第一隔离电容与第一DC-DC变换电路导通，以及将第二隔离电容与第二DC-DC变换电路导通，以及将第三隔离电容与第三DC-DC变换电路导通。
在一种可能的实现方式中，SC电路包括：第一飞跨电容，以及开关电路；开关电路包括：第六开关、第七开关、第八开关以及第九开关；第六开关的第一端耦合电容隔离电路，第六开关的第二端耦合第七开关的第一端；第一飞跨电容的第一端耦合第六开关的第二端，第一飞跨电容的第二端通过第八开关耦合于地；第七开关的第二端耦合于第二电平端；第九开关的第一端耦合于第一飞跨电容的第二端，第九开关的第二端耦合于第二电容端；其中，其中，在第一阶段，第六开关和第九开关在第二控制信号的控制下截止，第七开关和第八开关在第一控制信号的控制下导通，这样，当隔离电容电路将一个隔离电容与第六开关的第一端导通时，第六开关和第九开关导通，第七开关和第八开关截止，以将第一飞跨电容和隔离电容的串联结构与滤波电容并联；在第二阶段，第六开关和第九开关在第二控制信号的控制下导通，第七开关和第八开关在第一控制信号的控制下截止，这样，当隔离电容电路将一个隔离电容与第六开关的第一端断开时，第六开关和第九开关截止，第七开关和第八开关导通，以将第一飞跨电容与滤波电容并联。该可能的实现方式中提供了一种2:1电压变换比例的SC电路的具体结构。
在一种可能的实现方式中，第一控制信号和第二控制信号的占空比均为50％。
在一种可能的实现方式中，调压直流变换电路包括一个或多个开关，开关的控制信号的占空比可调，其中，不同的占空比对应不同的电压变换比例。
在一种可能的实现方式中，不可调压直流变换电路的电压变换比例至少包括一下一种或多种：1:1、1:2、1:3、1:4、2:1、3:1、4:1。
在一种可能的实现方式中，各个开关包括一个开关晶体管，或者，各个开关包括并联的两个或多个开关晶体管。其中每个开关也可以采用并联的两个或多个开关晶体管可以降低开关导通时的电阻，进而提高系统效率。
第二方面，提供一种芯片，该芯片包括如第一方面所述的电压变换电路中的电容隔离电路、以及所述DC-DC变换电路包含的开关电路；其中，所述芯片还包括用于耦合所述至少两个隔离电容以及所述滤波电容的引脚；所述芯片还包括用于耦合所述DC-DC变换电路中的所述开关电路以外的其他器件的引脚，所述其他器件至少包括一下一种或多种：电容、电感。
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。
第三方面，提供一种电子设备，包括如第一方面所述的电压变换电路或如第二方面所述的芯片。
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；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电压变换电路或所述的芯片的第一电平端，所述电池与所述滤波电容并联。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；所述USB接口连接所述电压变换电路或所述的芯片的第一电平端，所述电池与所述滤波电容并联。这样实现了有线充电方式。
在一种可能的实现方式中，所述USB接口与所述电压变换电路或所述的芯片的第一电平端之间还设置有过压保护防护电路，其中所述过压保护防护电路用于检测到接入USB接口的电压超过阈值电压时，将所述电压变换电路或所述芯片的电源端与所述USB接口的连接切断。这样，避免了USB接口接收的电压过高时对SC电路或所述芯片以及电池造成损坏。
在一种可能的实现方式中，所述电子设备还包括负载电路；所述第一电平端还耦合于所述负载电路，所述第一电平端与所述电池之间还设置有隔离开关。这样，该电压变换电路可以应用到混合动力升压(hybrid power boost，HPB)场景下，在该场景下，系统负载(负载电路)直接连接至第一电平端。这样，电压变换电路的输入电压可以直接向系统负载供电，电压变换电路可以直接向电池充电；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。
在一种可能的实现方式中，所述电子设备还包括负载电路；所述电压变换电路或所述的芯片的第二电平端耦合于所述负载电路，所述第二电平端与所述电池之间还设置有隔离开关。该电压变换电路可以应用到窄电压直流电路(Narrow Voltage DirectCurrent，NVDC)场景下，在该场景下电压变换电路的输出侧直接连接系统负载(负载电路)，并且电压变换电路的输出侧通过隔离开关连接电池。这样，在该场景下电压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。
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电压变换电路的连接关系的示意图；
图3为本申请的另一实施例提供的一种电压变换电路的连接关系的示意图；
图4为本申请的又一实施例提供的一种电压变换电路的连接关系的示意图；
图5为本申请的实施例提供的一种BUCK-BOOST电路的连接关系的示意图；
图6为本申请的另一实施例提供的一种BUCK-BOOST电路的连接关系的示意图；
图7为本申请的实施例提供的一种SC电路的连接关系的示意图；
图8为本申请的实施例提供的一种电压变换电路的结构示意图；
图9为本申请的另一实施例提供的一种电压变换电路的结构示意图；
图10为本申请的又一实施例提供的一种电压变换电路的结构示意图；
图11为本申请的再一实施例提供的一种电压变换电路的结构示意图；
图12为本申请的实施例提供的一种电压变换电路的各个开关的控制信号示意图：
图13为本申请的实施例提供的一种电压变换电路的电流走向示意图一；
图14为本申请的实施例提供的一种电压变换电路的等效电路一；
图15为本申请的实施例提供的一种电压变换电路的电流走向示意图二；
图16为本申请的实施例提供的一种电压变换电路的等效电路二；
图17为本申请的另一实施例提供的一种电压变换电路的结构示意图；
图18为本申请的实施例提供的一种SC电路的等效电路一；
图19为本申请的实施例提供的一种SC电路的等效电路二；
图20为本申请的实施例提供的一种芯片的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请一些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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请所提供的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
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。另外，“基于”的使用意味着开放和包容性，因为“基于”一个或多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外条件或超出所述的值。
在本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a、b和c，其中a、b和c可以是单个，也可以是多个。另外，在本申请的实施例中，“第一”、“第二”等字样并不对数量和次序进行限定。
在用于描述三端口的开关(也称开关器件，如开关管或开关晶体管)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电压变换电路可应用于手机、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降压变换的电子设备中，当然也可以应用于背光设备等需要升压变换的电子设备。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。
处理器110中还可以设置存储器，用于存储指令和数据。在一些实施例中，处理器110中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器110刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器110需要再次使用该指令或数据，可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取，减少了处理器110的等待时间，因而提高了系统的效率。
在一些实施例中，处理器110可以包括一个或多个接口。接口可以包括集成电路(inter-integrated circuit，I2C)接口，集成电路内置音频(inter-integrated circuitsound，I2S)接口，脉冲编码调制(pulse code modulation，PCM)接口，通用异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter，UART)接口，移动产业处理器接口(mobile industry processor interface，MIPI)，通用输入输出(general-purposeinput/output，GPIO)接口，用户标识模块(subscriber identity module，SIM)接口，和/或通用串行总线(universal serial bus，USB)接口等。
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为电子设备供电。具体的，参照图2所示，充电管理模块140具体可以通过过压保护(over voltage protection，OVP)防护电路131连接USB接口130，其中，当OVP防护电路131检测到接入USB接口130的电压过高(超过阈值电压)时，可以主动将充电管理模块140与USB接口130的连接切断。又例如，参照图2所示，充电管理模块140具体通过接收电路(receive integrated circuit，RxIC)133连接无线充电线圈132。此外为了实现对电池的普通充电或快速充电，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电压变换电路143，电压变换电路143通过OVP防护电路131连接USB接口130，并且通过RxIC133连接无线充电线圈132。处理器110或者充电管理模块140可以根据充电协议控制电压变换电路143将输入的电压V1变换为电池电压附近的电压V2后为电池充电。其中图2中还示出为设置于电压变换电路143输入侧的输入电容Cin，以及设置于电压变换电路143输出侧的输出电容Cout，其中，电容Cin用于稳定电压变换电路143输入的电压，Cout用于稳定电压变换电路143输出的电压。
在一种应用场景中，该电压变换电路143可以应用到窄电压直流电路(NarrowVoltage Direct Current，NVDC)场景下，在该场景下电压变换电路143的输出侧直接连接系统负载Vsystem，并且电压变换电路143的输出侧通过隔离开关QB连接电池142。这样，在该场景下电压变换电路143可以直接向系统负载供电，并且可以在QB导通时直接向电池142充电。
在另一种应用场景中，该电压变换电路143可以应用到混合动力升压(hybridpowerboost，HPB)场景下，在该场景下，系统负载Vsystem直接连接至USB接口130或者RxIC133。这样，电压变换电路143的输入电压可以直接向系统负载Vsystem供电，电压变换电路143可以直接向电池142充电；并且在没有外接电源时，QB导通时可以通过电池142向系统负载Vsystem供电。在下述的示例中主要对电压变换电路143的具体结构展开说明。
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。电源管理模块141还可以用于监测电池容量，电池循环次数，电池健康状态(漏电，阻抗)等参数。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。电子设备100中的每个天线可用于覆盖单个或多个通信频带。不同的天线还可以复用，以提高天线的利用率。例如：可以将天线1复用为无线局域网的分集天线。在另外一些实施例中，天线可以和调谐开关结合使用。
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。移动通信模块150可以包括一个或多个滤波器，开关，功率放大器，低噪声放大器(low noise amplifier，LNA)等。移动通信模块150可以由天线1接收电磁波，并对接收的电磁波进行滤波，放大等处理，传送至调制解调处理器进行解调。移动通信模块150还可以对经调制解调处理器调制后的信号放大，经天线1转为电磁波辐射出去。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。
调制解调处理器可以包括调制器和解调器。其中，调制器用于将待发送的低频基带信号调制成中高频信号。解调器用于将接收的电磁波信号解调为低频基带信号。随后解调器将解调得到的低频基带信号传送至基带处理器处理。低频基带信号经基带处理器处理后，被传递给应用处理器。应用处理器通过音频设备(不限于扬声器170A，受话器170B等)输出声音信号，或通过显示屏194显示图像或视频。在一些实施例中，调制解调处理器可以是独立的器件。在另一些实施例中，调制解调处理器可以独立于处理器110，与移动通信模块150或其他功能模块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(wirelesslocal 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 field communication，NFC)，红外技术(infrared，IR)等无线通信的解决方案。无线通信模块160可以是集成一个或多个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块160经由天线2接收电磁波，将电磁波信号调频以及滤波处理，将处理后的信号发送到处理器110。无线通信模块160还可以从处理器110接收待发送的信号，对其进行调频，放大，经天线2转为电磁波辐射出去。
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。所述无线通信技术可以包括全球移动通讯系统(global system for mobile communications，GSM)，通用分组无线服务(general packet radio service，GPRS)，码分多址接入(codedivision multiple access，CDMA)，宽带码分多址(wideband code division multipleaccess，WCDMA)，时分码分多址(time-division code division multiple access，TD-SCDMA)，长期演进(long term eVolution，LTE)，BT，GNSS，WLAN，NFC，FM，和/或IR技术等。所述GNSS可以包括全球卫星定位系统(global positioning system，GPS)，全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GLONASS)，北斗卫星导航系统(beidounavigation satellite system，BDS)，准天顶卫星系统(quasi-zenith satellitesystem，QZSS)和/或星基增强系统(satellite based augmentation systems，SBAS)。
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。显示屏194包括显示面板。显示面板可以采用液晶显示屏(liquid crystal display，LCD)，有机发光二极管(organic light-emittingdiode，OLED)，有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体(active-matrixorganic light emitting diode的，AMOLED)，柔性发光二极管(flex light-emittingdiode，FLED)，Miniled，MicroLed，Micro-oLed，量子点发光二极管(quantum dot lightemitting diodes，QLED)等。在一些实施例中，电子设备100可以包括1个或N个显示屏194，N为大于1的正整数。
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。
ISP用于处理摄像头193反馈的数据。例如，拍照时，打开快门，光线通过镜头被传递到摄像头感光元件上，光信号转换为电信号，摄像头感光元件将所述电信号传递给ISP处理，转化为肉眼可见的图像。ISP还可以对图像的噪点，亮度，肤色进行算法优化。ISP还可以对拍摄场景的曝光，色温等参数优化。在一些实施例中，ISP可以设置在摄像头193中。
摄像头193用于捕获静态图像或视频。物体通过镜头生成光学图像投射到感光元件。感光元件可以是电荷耦合器件(charge coupled device，CCD)或互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)光电晶体管。感光元件把光信号转换成电信号，之后将电信号传递给ISP转换成数字图像信号。ISP将数字图像信号输出到DSP加工处理。DSP将数字图像信号转换成标准的RGB，YUV等格式的图像信号。在一些实施例中，电子设备100可以包括1个或N个摄像头193，N为大于1的正整数。
外部存储器接口120可以用于连接外部存储卡，例如MicroSD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。内部存储器121可以包括存储程序区和存储数据区。其中，存储程序区可存储操作系统；该存储程序区还可以存储一个或多个应用程序(比如图库、联系人等)等。存储数据区可存储电子设备101使用过程中所创建的数据(比如照片，联系人等)等。此外，内部存储器121可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储器件，闪存器件，通用闪存存储器(universal flash storage，UFS)等。在另一些实施例中，处理器110通过运行存储在内部存储器121的指令，和/或存储在设置于处理器中的存储器的指令，来使得电子设备100执行本申请实施例中提供的方法，以及各种功能应用和数据处理。
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。
音频模块170用于将数字音频信息转换成模拟音频信号输出，也用于将模拟音频输入转换为数字音频信号。音频模块170还可以用于对音频信号编码和解码。在一些实施例中，音频模块170可以设置于处理器110中，或将音频模块170的部分功能模块设置于处理器110中。
扬声器170A，也称“喇叭”，用于将音频电信号转换为声音信号。电子设备100可以通过扬声器170A收听音乐，或收听免提通话。
受话器170B，也称“听筒”，用于将音频电信号转换成声音信号。当电子设备100接听电话或语音信息时，可以通过将受话器170B靠近人耳接听语音。
麦克风170C，也称“话筒”，“传声器”，用于将声音信号转换为电信号。当拨打电话或发送语音信息时，用户可以通过人嘴靠近麦克风170C发声，将声音信号输入到麦克风170C。电子设备100可以设置一个或多个麦克风170C。在另一些实施例中，电子设备100可以设置两个麦克风170C，除了采集声音信号，还可以实现降噪功能。在另一些实施例中，电子设备100还可以设置三个，四个或更多麦克风170C，实现采集声音信号，降噪，还可以识别声音来源，实现定向录音功能等。
耳机接口170D用于连接有线耳机。耳机接口170D可以是USB接口130，也可以是3.5mm的开放移动电子设备平台(open mobile terminal platform，OMTP)标准接口，美国蜂窝电信工业协会(cellular telecommunications industry association of the USA，CTIA)标准接口。
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。
通常，上述图3或图4示出的电压变换电路143可以为BUCK-BOOST电路或SC电路；如图5所示，提供了一种在NVDC场景下，BUCK-BOOST电路的连接方式示意图；其中BUCK-BOOST电路包括由开关Q1-Q4组成的开关电路以及电感L1；BUCK-BOOST电路连接于V1与V2之间，其中，Q1的第一端耦合V1，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；Q3的第一端耦合V2，Q3的第二端耦合Q4的第一端；Q4的第一端耦合电感L1的第二端，Q4的第二端耦合地GND；其中Q1和Q2组成BUCK-BOOST电路的降压桥；Q3和Q4组成BUCK-BOOST电路的升压桥；其中，在BUCK-BOOST处于降压状态时，Q1与Q2的导通与截止状态互补，Q3处于常导通状态，Q4处于常截止状态，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；在BUCK-BOOST处于升压状态时，Q3与Q4的导通与截止状态互补，Q1处于常导通状态，Q2处于常截止状态，通过调整Q3和Q4的开关占空比DBOOST实现不同比例的降压输出。如图6所示，提供了一种在HPB场景下，BUCK-BOOST电路的连接方式示意图；其中BUCK-BOOST电路包括由开关Q1-Q4组成的开关电路以及电感L1，其连接关系即作用可以参考图5中的描述，这里不在赘述。可以理解的是，在NVDC场景下，系统负载Vsystem直接由电池142影响，由于电池142的输出相对比较稳定，对系统工作状态的影响比较小。而HPB场景下，系统负载Vsystem同时连接外部输入电压(适配器)和电池142，电压波动包括电池142的电压以及外部输入电压，造成系统的电压范围影响很大，系统级电源的设计要求较高。此外，由于电压变换电路143采用的BUCK-BOOST包含了电感L1，而电感作为储能元件，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，因此会造成电压变换电路143的损耗提高。
在另一些示例中，如图7所示，电压变换电路143可以为SC电路。该SC电路如图7所示包括由开关Q1-Q4组成的开关电路以及飞跨电容Cfly1。其中，Q1第一端耦合V1，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，滤波电容Cout的第一端耦合Q3的第一端，Cout的第二端耦合地GND。其中，滤波电容Cout的两端连接负载RL(例如可以是电池或者系统负载)。SC电路可以将V1输入的电压以固定比例变换为V2(Vsystem)的电压，并向负载RL供电。以图7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降压模式。虽然，SC电路的效率相对BUCK-BOOST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、1:2、1:3、3:1等等变换比例)，不能自由调整电压的变化比例。不能自由调整电压的变换比例。总之，目前的电压变换电路不能兼顾对电压的变换比例的调节以及系统效率。
为了能够兼顾对电压的变换比例的调节以及系统效率，基于上述电子设备，本申请的实施例提供一种电压变换电路，参照图8所示，包括：电容隔离电路21、至少两个直流-直流DC-DC变换电路22(图8中示出了DC-DC变换电路221、222、……、22n)、至少两个隔离电容Ci(图8中示出了隔离电容Ci1、Ci2、……、Cin)以及滤波电容C1。
其中，电容隔离电路21耦合第一电平端V1、至少两个隔离电容Ci(Ci1、Ci2、……、Cin)、以及至少两个DC-DC变换电路22(221、222、……、22n)以及地GND；至少两个直流-直流DC-DC变换电路22(221、222、……、22n)还耦合第二电平端V2；滤波电容C1串联于第二电平端V2与地GND之间。
电容隔离电路21，被配置为在第一阶段将至少两个隔离电容Ci(Ci1、Ci2、……、Cin)依次串联于第一电平端V1和地GND之间；在第二阶段将至少两个隔离电容Ci(Ci1、Ci2、……、Cin)分别与一个DC-DC变换电路22(221、222、……、22n)导通；DC-DC变换电路22(221、222、……、22n)，被配置当第一电平端V1用于耦合于电源时，对耦合的隔离电容Ci(Ci1、Ci2、……、Cin)的电压进行电压变换输出至滤波电容C1，或者，被配置当第二电平端V2用于耦合于电源时，对滤波电容C1的电压进行电压变换输出至耦合的隔离电容Ci(Ci1、Ci2、……、Cin)；需要说明的是，当第一电平端V1用于耦合于电源时，电容隔离电路21将至少两个隔离电容Ci(Ci1、Ci2、……、Cin)依次串联于第一电平端V1和地GND之间时，电源可以通过第一电平端V1对串联的多个隔离电容Ci进行充电，则串联的多个隔离电容Ci对第一电平端V1的电压分压，这样多个隔离电容Ci各自两端的电压之和为第一电平端V1的电压。当电容隔离电路21将至少两个隔离电容Ci(Ci1、Ci2、……、Cin)分别与一个DC-DC变换电路22(221、222、……、22n)导通后，DC-DC变换电路22(221、222、……、22n)对耦合的隔离电容Ci(Ci1、Ci2、……、Cin)的电压进行电压变换输出至滤波电容C1；从而实现了对从第一电平端V1输入的电压实现电压变换，并输出至第二电平端的作用。当第二电平端V2用于耦合于电源时，电容隔离电路21将至少两个隔离电容Ci(Ci1、Ci2、……、Cin)分别与一个DC-DC变换电路22(221、222、……、22n)导通，DC-DC变换电路22(221、222、……、22n)将对滤波电容C1的电压进行电压变换输出至耦合的隔离电容Ci(Ci1、Ci2、……、Cin)；电容隔离电路21将至少两个隔离电容Ci(Ci1、Ci2、……、Cin)依次串联于第一电平端V1和地GND之间时，将多个隔离电容Ci各自两端的电压之和输出至第一电平端V1。从而实现了对从第二电平端V2输入的电压实现电压变换，并输出至第一电平端V1的作用。至少两个DC-DC变换电路22(221、222、……、22n)中包括至少一个不可调压直流变换电路，以及一个调压直流变换电路。
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电路以及低压差线性稳压器(low dropout regulator，LDO)。不可调压直流变换电路包括开关电容SC电路；在一些示例中，开关电容SC电路可以是一种开环的不可调压的SC电路。
这样，由于电压变换电路中包含的至少两个DC-DC变换电路中包括至少一个不可调压直流变换电路，以及一个调压直流变换电路；在参考上述过程对从第一电平端输入的电压实现电压变换，并输出至第二电平端；或者从第二电平端输入的电压实现电压变换，并输出至第一电平端的过程中，由于不可调压直流变换电路的数量等于或者多于调压直流变换电路的数量，这样电压变换电路一部分功率由效率较高的不可调压直流变换电路来进行电压变换；一部分功率由效率较低的调压直流变换电路，从而保证了确保系统效率，尤其不可调压直流变换电路越多，其分担处理的功率越高，则整个电压变换电路的效率也约接近于不可调压直流变换电路的效率；此外，由于调压直流变换电路可以自由调整电压的变换比例，因此可以将输出的电压钳位在任意的电压值，从而实现了电压自由调节，因此本申请的实施例提供的电压变换电路能够兼顾对电压的变换比例的调节以及系统效率。
具体的，参照图9所示，电压变换电路包括第一DC-DC变换电路221以及第二DC-DC变换电路222；其中第一DC-DC变换电路221可以为SC电路，第二DC-DC变换电路222可以为降压-升压BUCK-BOOST电路、降压BUCK电路、升压BOOST电路以及LDO中的任一。电压变换电路包括第一隔离电容Ci1以及第二隔离电容Ci2；则电容隔离电路21，具体包括三个开关Q1、Q2以及Q3。对图9中的各个器件的连接关系描述如下：
Q1的第一端耦合第一电平端V1，Q1的第二端耦合Ci1的第一端；Ci1的第一端还耦合第一DC-DC变换电路221，Ci1的第二端耦合Q2的第一端；Q2的第二端耦合GND；Q3的第一端耦合Ci1的第二端，Q3的第二端耦合Ci2的第一端；Ci2的第一端还耦合第二DC-DC变换电路222，Ci2的第二端耦合GND。
基于上述的连接关系，在第一阶段，Q1和Q3在第一控制信号的控制下导通，Q2在第二控制信号的控制下截止；当Q1和Q3导通，Q2截止时，电容隔离电路21将Ci1与Ci2串联于V1与地GND之间；在第二阶段，Q1和Q3在第一控制信号的控制下截止，Q2导通在第二控制信号的控制下导通，当Q1和Q3截止，Q2导通时，电容隔离电路21将Ci1与第一DC-DC变换电路221导通，以及将Ci2与第二DC-DC变换电路222导通。
以上是以电压变换电路包括两个DC-DC变换电路为例进行说明，当然，为了进一步提高系统效率，参考图10所示，电压变换电路还包括第三DC-DC变换电路223，第三隔离电容Ci3；则，电容隔离电路，还包括：开关Q4和Q5。第三DC-DC变换电路223可以为SC电路。
其中，Ci3与Q4形成的串联结构串联于Q3的第二端与Ci2的第一端之间；Q3的第二端还耦合第三DC-DC变换电路223；Ci3与Q5形成的串联结构串联于Q3的第二端与GND之间。这样，在第一阶段，Q4在第一控制信号的控制下导通，Q5在第二控制信号的控制下截止；第二阶段，Q4在第一控制信号的控制下截止，Q5在第二控制信号的控制下导通；基于上述的连接关系，当在第一阶段，第一控制信号控制Q1、Q3以及Q4导通，第二控制信号控制Q2以及Q5截止时，电容隔离电路21将Ci1、Ci2以及Ci3串联于V1与地GND之间；在第二阶段，第一控制信号控制Q1、Q3以及Q4截止，第二控制信号控制Q2以及Q5导通时，电容隔离电路21将Ci1与第一DC-DC变换电路221导通，以及将Ci2与第二DC-DC变换电路222导通，以及将Ci3与第三DC-DC变换电路223导通。
下面，结合图11对DC-DC变换电路的具体结构进行说明，以电压变换电路包括第一DC-DC变换电路221，第二DC-DC变换电路222以及第三DC-DC变换电路223为例，其中在图11中，第一DC-DC变换电路221以及第三DC-DC变换电路223采用2:1降压模式的SC电路，第二DC-DC变换电路222采用BUCK-BOOST电路。
则，第一DC-DC变换电路221包括：飞跨电容Cfly11，以及开关电路；该开关电路包括：四个开关Q11、Q12、Q13以及Q14；第三DC-DC变换电路223包括：飞跨电容Cfly22，以及开关电路；该开关电路包括：四个开关Q21、Q22、Q23以及Q24。以第一DC-DC变换电路221中的器件的连接关系以及功能为例详细说明如下：
Q11的第一端耦合电容隔离电路21(开关Q1的第二端)，Q11的第二端耦合Q12的第一端；飞跨电容Cfly11的第一端耦合Q11的第二端，Cfly11的第二端通过Q13耦合于地GND；Q12的第二端耦合于第二电平端V2；Q14的第一端耦合于飞跨电容Cfly11的第二端，Q14的第二端耦合于第二电容端V2；在第一阶段，Q11和Q14在第二控制信号的控制下截止，Q12和Q13在第一控制信号的控制下导通，当隔离电容电路21将隔离电容Ci1与Q11的第一端断开时，Q11和Q14截止，Q12和Q13导通，以将Cfly11与C1并联；在第二阶段，Q11和Q14在第二控制信号的控制下导通，Q12和Q13在第一控制信号的控制下截止，这样当隔离电容电路21将隔离电容Ci1与Q11的第一端导通时，Q11和Q14导通，Q12和Q13截止，以将飞跨电容Cfly11和隔离电容Ci1的串联结构与滤波电容C1并联。其中第三DC-DC变换电路223与第一DC-DC变换电路221包含了相同的结构，此处不再赘述其连接关系以及功能。
第二DC-DC变换电路222可以为包括一个或多个开关的调压直流变换电路。通常，调压直流变换电路的开关的控制信号的占空比为可调的，不同的占空比对应不同的电压变换比例。以BUCK-BOOST电路为例，其包括四个开关Q31-Q34，以及电感L1。其中Q31和Q32组成BUCK-BOOST电路的一个桥臂，Q33和Q34组成BUCK-BOOST电路的另一个桥臂。Q31和Q32串联组成的桥臂与隔离电容Ci2并联，Q33和Q34组成桥臂与滤波电容C1并联，电感L串联于两个桥臂的中间节点之间。该BUCK-BOOST电路的工作原理可以参考上述图3、图4中关于BUCK-BOOST电路的描述这里不在赘述。
则，以工作在降压场景为例，结合图11所示的电路图，对电压变换电路的具体功能说明如下：其中第一电平端V11可以连接电源适配器等外部电源向电压变换电路提供输入电压，第二电平端V2连接电池142或者系统负载，接收电压变换电路的输出电压。
如图11所示的电压变换电路，可以理解为两个2:1的SC电路和一个BUCK-BOOST电路的融合，而Q1-Q5组成电容隔离电路21，将2:1SC电路和一个BUCK-BOOST电路融合在一起。结合上述的描述Q1、Q3、Q4、Q12、Q13、Q22以及Q23采用同一个控制信号S1，Q2、Q5、Q11、Q14、Q21以及Q24采用同一个控制信号S2。图12提供了控制信号S1和S2的控制时序图。S1和S2互补(占空比一样)，占空比理论为50％(不包括死区图12中的实线，如果包括死区，例如死区占空比2％，S1和S2占空比为49％，图12中虚线示出)，如图12所示。BUCK-BOOST电路为例，其包括四个开关Q31-Q34，以及电感L1，其中Q31/Q32组成buck桥臂，Q33/Q34组成boost桥臂。
在T1阶段，S1控制对应的开关Q1、Q3、Q4、Q12、Q13、Q22以及Q23导通，S2控制对应的开关S1，Q2、Q5、Q11、Q14、Q21以及Q24截止时，电流的流向如图13所示；其形成的等效电路如图14所示，其中，Ci1、Ci3与Ci2串联于第一电平端V1与地GND之间，飞跨电容Cfly11、Cfly22与滤波电容C1并联，BUCK-BOOST电路的输入端连接Ci2，输出端连接C1。在T2阶段，S1控制对应的开关Q1、Q3、Q4、Q12、Q13、Q22以及Q23截止，S2控制对应的开关S1，Q2、Q5、Q11、Q14、Q21以及Q24导通时，电流的流向如图15所示其形成的等效电路如图16所示，其中，飞跨电容Cfly11与隔离电容Ci1的串联结构与滤波电容C1并联，飞跨电容Cfly22与隔离电容Ci3的串联结构与滤波电容C1并联，BUCK-BOOST电路的输入端连接Ci2，输出端连接C1。则结合等效电路图14和图16可知：
VCfly11＝V2 式1)；其中VCfly11为Cfly11两端的电压。
VCfly22＝V2 式2)；其中VCfly22为Cfly22两端的电压。
VCi1＝VCfly11+V2 式3)；其中VCi1为Ci1两端的电压。
VCi3＝VCfly22+V2 式4)。
Vin_buckboost＝V2*(1-D_boost)/D_buck式5)其中，Vin_buckboost为Ci2两端的电压；D_boost为升压桥臂的控制信号的占空比，D_buck降压桥臂的控制信号的占空比。
V1＝Vin_buckboost+VCi1+VCi3式6)。
将式1)、式2)、式3)、式4)、式5)带入式6)，可以得到V2＝V1*D_buck/(1-D_boost+4*D_buck)，所以可以通过调整BUCK-BOOST电路的占空比控制电压变换电路的输出电压(其中V2被该输出电压钳位)，同时由于2:1SC电路的引入，导致BUCK-BOOST电路处理的功率减少。
具体分析如下：2:1SC电路的分别处理的功率为：P_SC＝2*(V2/V1)*P_all(假设器件，走线阻抗为零)；BUCK-BOOST电路处理的功率为：P_buckboost＝((V1-4*V2)/Vin)*P_all(假设器件，走线阻抗为零)；则以V2向两串电池充电为例，总功率P_all＝100W,V2＝9V,V1＝40V，可以得出：2:1SC电路处理的功率为：P_SC＝45W；BUCK-BOOST电路处理的功率为：P_buckboost＝10W。可以得出，依靠BUCK-BOOST电路处理的功率只有10W，即需要BUCK-BOOST电路中的开关和电感处理的功率可以大幅减少，使得BUCK-BOOST电路的效率对电压变换电路的整体效率影响很微弱，系统效率主要取决与2:1SC电路。所以整个系统效率几乎等于2:1开关电容效率，大幅提升效率，并且C1两端的电压由于被BUCK-BOOST电路钳位，而保持自由可调。此外，需要说明的是，D_boost的控制信号以及D_buck的控制信号的占空比，并不做特殊限定，可以理解的是，根据不同的场景可以设置不同的占空比以实现电压变换比例的可调。在一些示例中，D_boost的控制信号以及D_buck的控制信号的占空比可以与控制信号S1和S2的占空比保持一致，或者也可以不同。
进一步的，开关电容SC电路的电压变换比例包括但不限于一下一种或多种：1:1、1:2、1:3、1:4、2:1、3:1、4:1。结合图17所示，还提供了一种3:1降压模式的SC电路，下面，结合图17对DC-DC变换电路的具体结构进行说明，以电压变换电路包括第一DC-DC变换电路221，第二DC-DC变换电路222以及第三DC-DC变换电路223为例，其中在图17中，第一DC-DC变换电路221采用3:1降压模式的SC电路、第三DC-DC变换电路223采用2:1降压模式的SC电路，第二DC-DC变换电路222采用BUCK-BOOST电路。2:1降压模式的SC电路以及BUCK-BOOST电路的结构和功能可以参考上述图11-图16的介绍，此处不再赘述，以下主要对3:1降压模式的SC电路进行详细说明。
则，第一DC-DC变换电路221包括：飞跨电容Cfly11，飞跨电容Cfly12以及开关电路；该开关电路包括：七个开关Q11、Q12、Q13、Q14、Q15、Q16以及Q17；对第一DC-DC变换电路221中的器件的连接关系以及功能为例详细说明如下：
Q11的第一端耦合电容隔离电路21(开关Q1的第二端)，Q11的第二端耦合Q12的第一端；Q12的第二端耦合Q13的第一端；Q13的第二端耦合Q14的第一端；Q14的第二端耦合Q15的第一端；Q15的第二端耦合地GND；Q16的第一端耦合Q13的第二端,Q16的第二端耦合Q17的第一端；Q17的第二端耦合地GND；Q16的第一端还耦合第二电平端V2；飞跨电容Cfly11的第一端耦合Q13的第一端，飞跨电容Cfly11的第二端耦合Q15的第一端；飞跨电容Cfly12的第一端耦合Q12的第一端，飞跨电容Cfly12的第二端耦合Q17的第一端。其中，该3:1降压模式的SC电路仍然使用上述图12示出的控制信号S1和S2对各个开关进行控制，其中Q12、Q14和Q17受控于S1，Q11、Q13、Q15、Q16受控于S2。S1控制Q12、Q14和Q17导通，S2控制Q11、Q13、Q15、Q16截止时，3:1降压模式的SC电路等效于图18示出的等效电路，其中Cfly11与C1的串联结构与Cfly12并联。当S1控制Q12、Q14和Q17截止，S2控制Q11、Q13、Q15、Q16导通时，3:1降压模式的SC电路等效于图19示出的等效电路，其中Cfly12与C1的串联结构与Ci1并联,Cfly12与Cfly11的串联结构与Ci1并联。则有：
VCfly12＝VCfly11+V2，Vci1＝VCfly11+VCfly12，Vci1＝VCfly12+V2，Vc1＝Vcout；其中，VCfly11为Cfly11两端的电压，VCfly12为Cfly12两端的电压，Vci1为Ci1两端的电压，V2为C1两端的电压。综上，Vci1＝3*V2。此外，DC-DC变换电路还可以使用其他电压变化比例的SC电路，本申请的实施例中不在详细列举。
结合图20所示，提供一种芯片30，其中该芯片30，包括：上述实施例中的电压变换电路中的电容隔离电路21、以及DC-DC变换电路22包含的开关电路221；
其中，芯片30还包括用于耦合至少两个隔离电容Ci以及滤波电容C1的引脚P；芯片30还包括用于耦合DC-DC变换电路22中的开关电路ks以外的其他器件的引脚P，其他器件至少包括一下一种或多种：电容、电感。与图8-图10提供的电压变换电路的区别在于，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，图8-图10提供的电压变换电路可以通过图20提供的芯片30以及设置于芯片30外围的PCB上的电容、电感连接形成。具体的，参照图20提供的该芯片30的封装结构中，包括：电容隔离电路21以及至少两个开关电路ks。以两个开关电路ks1和开关电路ks2为例，则开关电路ks1和开关电路ks2分别第一DC-DC变换电路221和第二DC-DC变换电路222。其中芯片30还包括P1-P11一共11个芯片引脚(pin)。电容隔离电路21通过P1连接第一电压端V1；电容隔离电路21通过P2和P3连接隔离电容Ci1；电容隔离电路21通过P4和P5连接隔离电容Ci2；电容隔离电路21通过P6连接地GND。开关电路ks1通过P7和P8连接飞跨电容Cfly1组成第一DC-DC变换电路221，当然这里仅示出了由2:1模式的CS电路构成的第一DC-DC变换电路221，当采用其他电压变换比例时，可能需要为开关电路ks1提供更多的芯片引脚以连接更多的飞跨电容；开关电路ks2通过P9和P10连接电感L1组成第二DC-DC变换电路222，当然这里仅示出了由BUCK-BOOST电路构成的第二DC-DC变换电路222的示例；开关电路ks1和开关电路ks2通过P11连接滤波电容C1。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 (17)

1.一种电压变换电路，其特征在于，包括：电容隔离电路、至少两个直流-直流DC-DC变换电路、至少两个隔离电容以及滤波电容；
其中，所述电容隔离电路耦合第一电平端、所述至少两个隔离电容、以及所述至少两个DC-DC变换电路以及地；至少两个直流-直流DC-DC变换电路还耦合第二电平端；所述滤波电容串联于第二电平端与所述地之间；
所以电容隔离电路，被配置为在第一阶段将所述至少两个隔离电容依次串联于所述第一电平端和所述地之间，在第二阶段将所述至少两个隔离电容分别与一个所述DC-DC变换电路导通；
所以DC-DC变换电路，被配置当所述第一电平端用于耦合于电源时，对耦合的所述隔离电容的电压进行电压变换输出至所述滤波电容，或者，被配置当所述第二电平端用于耦合于电源时，对所述滤波电容的电压进行电压变换输出至耦合的所述隔离电容；
所述至少两个DC-DC变换电路中包括至少一个不可调压直流变换电路，以及一个调压直流变换电路。
2.根据权利要求1所述的电压变换电路，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电路以及低压差线性稳压器LDO。
3.根据权利要求1或2所述的电压变换电路，其特征在于，不可调压直流变换电路包括开关电容SC电路。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电压变换电路，其特征在于，所述至少两个直流-直流DC-DC变换电路包括第一DC-DC变换电路以及第二DC-DC变换电路；所述至少两个隔离电容包括第一隔离电容以及第二隔离电容；
所述电容隔离电路，包括：第一开关、第二开关以及第三开关；
所述第一开关的第一端耦合所述第一电平端，所述第一开关的第二端耦合所述第一隔离电容的第一端；
所述第一隔离电容的第一端还耦合所述第一DC-DC变换电路，所述第一隔离电容第二端耦合所述第二开关的第一端；
所述第二开关的第二端耦合所述地；
所述第三开关的第一端耦合所述第一隔离电容的第二端，所述第三开关的第二端耦合所述第二隔离电容的第一端；
所述第二隔离电容的第一端还耦合所述第二DC-DC变换电路，所述第二隔离电容的第二端耦合所述地；
在所述第一阶段，所述第一开关和所述第三开关在第一控制信号的控制下导通，所述第二开关在第二控制信号的控制下截止；
在所述第二阶段，所述第一开关和所述第三开关在所述第一控制信号的控制下截止，所述第二开关在所述第二控制信号的控制下导通。
5.根据权利要求4所述的电压变换电路，其特征在于，所述至少两个直流-直流DC-DC变换电路还包括第三DC-DC变换电路；所述至少两个隔离电容包括第三隔离电容；
所述电容隔离电路，还包括：第四开关以及第五开关；
其中，所述第三隔离电容与所述第四开关形成的串联结构串联于所述第三开关的第二端与所述第二隔离电容的第一端之间；
所述第三开关的第二端还耦合所述第三DC-DC变换电路；
所述第三隔离电容与所述第五开关形成的串联结构串联于所述第三开关的第二端与所述地之间；
在所述第一阶段，所述第四开关在所述第一控制信号的控制下导通，所述第五开关在所述第二控制信号的控制下截止；
在所述第二阶段，所述第四开关在所述第一控制信号的控制下截止，所述第五开关在所述第二控制信号的控制下导通。
6.根据权利要求3所述的电压变换电路，其特征在于，所述SC电路包括：第一飞跨电容、第六开关、第七开关、第八开关以及第九开关；
所述第六开关的第一端耦合所述电容隔离电路，所述第六开关的第二端耦合所述第七开关的第一端；
所述第一飞跨电容的第一端耦合所述第六开关的第二端，所述第一飞跨电容的第二端通过所述第八开关耦合于所述地；
所述第七开关的第二端耦合于所述第二电平端；
所述第九开关的第一端耦合于所述第一飞跨电容的第二端，所述第九开关的第二端耦合于所述第二电容端；
其中，在所述第一阶段，所述第六开关和所述第九开关在第二控制信号的控制下截止，所述第七开关和所述第八开关在第一控制信号的控制下导通；
在所述第二阶段，所述第六开关和所述第九开关在所述第二控制信号的控制下导通，所述第七开关和所述第八开关在所述第一控制信号的控制下截止。
7.根据权利要求4-6任一项所述的电压变换电路，其特征在于，所述第一控制信号和所述第二控制信号的占空比均为50％。
8.根据权利要求1所述的电压变换电路，其特征在于，
所述调压直流变换电路包括一个或多个开关，所述开关的控制信号的占空比可调，其中，不同的占空比对应不同的电压变换比例。
9.根据权利要求1-8任一项所述的电压变换电路，其特征在于，所述不可调压直流变换电路的电压变换比例至少包括一下一种或多种：1:1、1:2、1:3、1:4、2:1、3:1、4:1。
10.根据权利要求4-6任一项所述的电压变换电路，其特征在于，各个开关包括一个开关晶体管，或者，各个开关包括并联的两个或多个开关晶体管。
11.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括如权利要求1-10任一项所述的电压变换电路中的电容隔离电路、以及所述DC-DC变换电路包含的开关电路；
其中，所述芯片还包括用于耦合所述至少两个隔离电容以及所述滤波电容的引脚；所述芯片还包括用于耦合所述DC-DC变换电路中的所述开关电路以外的其他器件的引脚，所述其他器件至少包括一下一种或多种：电容、电感。
12.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的电压变换电路或权利要求11所述的芯片。
13.根据权利要求12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电压变换电路或所述的芯片的第一电平端，所述电池与所述滤波电容并联。
14.根据权利要求12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接口连接所述电压变换电路或所述的芯片的第一电平端，所述电池与所述滤波电容并联。
15.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于，所述USB接口与所述电压变换电路或所述的芯片的第一电平端之间还设置有过压保护防护电路，其中所述过压保护防护电路用于检测到接入USB接口的电压超过阈值电压时，将所述电压变换电路或所述芯片的电源端与所述USB接口的连接切断。
16.根据权利要求12-15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；
所述第一电平端还耦合于所述负载电路，所述第一电平端与所述电池之间还设置有隔离开关。
17.根据权利要求12-15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；
所述电压变换电路或所述的芯片的第二电平端耦合于所述负载电路，所述第二电平端与所述电池之间还设置有隔离开关。
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