CN202424522U - 一种电源转换电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电源转换电路，其包括输出电路、环路控制器和反馈电路。所述输出电路包括第一功率开关以及与第一功率开关连接的电感。所述环路控制器根据反馈电路提供的反馈电压输出控制第一功率开关的第一控制信号。所述第一功率开关包括有多个并联的第一功率开关单元，在第一控制信号为截止信号时，所有第一功率开关单元都截止，在第一控制信号为导通信号时，基于所述电感上流过的电流来确定各个第一功率开关单元的导通和截止。这样，当电感电流I越小时，使所述功率开关的等效沟道宽长比变小，当电感电流I越大时，使第一功率开关的等效沟道宽长比变大，从而使第一功率开关的损耗接近最小值，进而提高电源转换电路的转换效率。

Description

一种电源转换电路

【技术领域】

本实用新型涉及电源设计领域，特别是涉及一种开关型电源转换电路。

【背景技术】

由于开关型电源转换电路通常比线性电源转换电路能实现更高的电源转化效率，因此开关型电源转化器已被广泛应用于便携式电子设备。请参考图1所示，其为现有技术中的降压型同步直流-直流转换器的电路示意图，其包括输出电路110、反馈电路120和环路控制器130。所述输出电路110包括连接于电源电压VDD和地之间的依次串联的PMOS(P-channel Metal Oxide Semiconductor)晶体管MP1和NMOS(N-channel Metal Oxide Semiconductor)晶体管MN1，连接于PMOS晶体管MP1和NMOS晶体管MN1的连接节点和地之间的电感L1和电容C1，电感L1和电容C1的连接节点作为所述输出电路110的输出端VO。所述反馈电路120包括连接于所述输出端VO和地之间的分压电阻R1和R2，其根据所述输出电压VO得到反馈电压VFB。所述环路控制器130通过比较反馈电压VFB和参考电压VREF(未示出)来调整控制PMOS晶体管MP1的控制信号PPWM的占空比，以及控制NMOS晶体管MN1的控制信号NPWM的占空比。驱动器PDRV将控制信号PPWM转化为驱动信号PG提供给PMOS晶体管MP1的栅极，从而控制PMOS晶体管MP1的导通和关断；驱动器NDRV将控制信号NPWM转化为驱动信号NG提供给NMOS晶体管MN1的栅极，从而控制NMOS晶体管MN1的导通和关断。虽然此种开关型电源转换电路的电源转化效率较高，但是随着便携式电子设备的不断发展，用户希望在使用固定容量的锂电池时可以支持更长的使用时间。为了实现这一目标，有必要进一步提高电源转换电路的转化效率。

因此，有必要提出一种改进的技术方案来解决上述问题。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种电源转换电路，其可以实现更高的电源转换效率。

为了实现上述目的，本实用新型提出一种电源转换电路，其包括输出电路、环路控制器和反馈电路。所述输出电路包括串联的第一功率开关和第二功率开关、连接于第一功率开关和第二功率开关的连接节点的电感和电容，其中电感和电容的连接节点作为所述输出电路的输出端。所述反馈电路根据所述输出电路的输出端上的输出电压得到反馈电压。所述环路控制器根据反馈电压输出控制第一功率开关的第一控制信号和控制第二功率开关的第二控制信号。第一功率开关包括有多个并联的第一功率开关单元，在第一控制信号为截止信号时，所有第一功率开关单元都截止，在第一控制信号为导通信号时，基于所述电感上流过的电流来确定各个第一功率开关单元的导通和截止。

进一步的，各个第一功率开关单元均为MOS晶体管，所述电感上流过的电流越大，导通的第一功率开关的等效沟道宽长比越大。

更进一步的，各个第一功率开关单元的沟道宽长比不同。

进一步的，所述电源转换电路还包括应用场景判断电路、第一功率开关电流检测电路和电感电流检测电路中的一个，以及第一逻辑控制电路，所述电感电流检测电路检测所述电感上流过的电流，并根据所述电感上流过的电流输出多个第三控制信号，其中每个第三控制信号对应一个第一功率开关单元；所述第一功率开关电流检测电路检测第一功率开关上流过的电流，并根据所述第一功率开关上流过的电流输出多个第三控制信号，其中每个第三控制信号对应一个第一功率开关单元，所述第一功率开关上流过的电流反映所述电感上流过的电流；所述应用场景判断电路根据应用处理器的应用场景输出多个第三控制信号，其中每个第三控制信号对应一个第一功率开关单元，所述应用场景反映所述电感上流过的电流；第一逻辑控制电路在第一控制信号为截止信号时，控制所有第一功率开关单元都截止，在第一控制信号为导通信号且一个第三控制信号为导通信号，则控制该第三控制信号对应的第一功率开关单元导通，否则，控制该第三控制信号对应的第一功率开关单元截止。

进一步的，所述第二功率开关包括有多个并联的第二功率开关单元，在第二控制信号为截止信号时，所有第二功率开关单元都截止，在第二控制信号为导通信号时，基于所述电感上流过的电流来确定各个第二功率开关单元的导通和截止。

更进一步的，各个第二功率开关单元均为MOS晶体管，所述电感上流过的电流越大，第二功率开关的等效沟道宽长比越大。各个第二功率开关单元的沟道宽长比不同。

更进一步的，所述电源转换电路还包括应用场景判断电路、第二功率开关电流检测电路和电感电流检测电路中的一个，以及第二逻辑控制电路，所述电感电流检测电路检测所述电感上流过的电流，并根据所述电感上流过的电流输出多个第四控制信号，其中每个第四控制信号对应一个第二功率开关单元；所述第二功率开关电流检测电路检测第一功率开关上流过的电流，并根据所述第二功率开关上流过的电流输出多个第四控制信号，其中每个控制信号对应一个第二功率开关单元，所述第二功率开关上流过的电流反映所述电感上流过的电流；所述应用场景判断电路根据应用处理器的应用场景输出多个第四控制信号，其中每个第四控制信号对应一个第二功率开关单元，所述应用场景反映所述电感上流过的电流；所述第二逻辑控制电路在第二控制信号为截止信号时，控制所有第二功率开关单元都截止，在第二控制信号为导通信号且一个第四控制信号为导通信号，则控制该第四控制信号对应的第二功率开关单元导通，否则，控制该第四控制信号对应的第二功率开关单元截止。

与现有技术相比，在本实用新型中通过将功率开关设置为多个功率开关单元并联，基于所述电感上流过的电流对所述多个功率开关单元进行导通或截止的可编程控制，从而实现当电感电流I越小时，使所述功率开关的等效沟道宽长比变小，当电感电流I越大时，使所述功率开关的等效沟道宽长比变大，这样使功率开关的损耗接近最小值，进而提高电源转换电路的转换效率。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为现有技术中的降压型同步直流-直流转换器的电路示意图；

图2为本实用新型中的电源转换电路在一个实施例中的电路示意图；

图3为本实用新型中的电源转换电路在一个实施例中的电路示意图；和

图4为本实用新型中的电源转化器在另一个实施例中的电路示意图。

【具体实施方式】

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。除特别说明外，本文中的“连接”、“相接”、“接至”、“接”等涉及到电性连接的词均可以表示直接或间接电性连接。本文中的“若干”、“多个”表示两个或两个以上。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

电源转换电路的效率损失一般由两部分组成，一部分为功率开关导通的损耗，另一部分为功率开关进行开关动作时对其栅极寄生电容充放电导致的能量损失。以降压型同步直流-直流转换器为例，如图1所示，其功率开关包括依次串联的PMOS晶体管MP1和NMOS晶体管MN1。控制PMOS晶体管MP1开关的控制信号为PPWM，控制NMOS晶体管MN1开关的控制信号为NPWM，在连续模式下，控制信号PPWM和控制信号NPWM的占空比互补，即如果控制信号PPWM的占空比为D，则控制信号NPWM的占空比为1-D，其中D为0至1之间的数。

假设开关时，电感L1上的电流I的纹波很小，可简化计算如下。如果纹波不够小，也不影响思路，

只需替代D.Ts.I²为

一个开关周期内功率开关MP1的导通损耗计算公式为：

P1＝D.Ts.I².R_PON

其中D为PPWM信号的占空比，Ts为开关周期，I为功率开关MP1的平均电流，R_PON为功率开关MP1导通时的导通电阻。

一个开关周期内功率开关MN1的导通损耗计算公式为：

P2＝(1-D).Ts.I².R_NON

其中D为PPWM信号的占空比，Ts为开关周期，I为功率开关MN1的平均电流，R_NON为功率开关MN1导通时的导通电阻。一般功率开关MN1和MP1的平均电流相等，且等于电感L1上的电流的平均值。

一个开关周期内功率开关MP1的寄生电容充放电能量损耗计算公式为：

其中C_P为功率开关MP1的栅极寄生电容，VDD为电源电压(即节点VDD的电压)。

一个开关周期内功率开关MN1的寄生电容充放电能量损耗计算公式为：

$P4=\frac{1}{2}.C_N.{\mathrm{VDD}}^2$

其中C_N为功率开关MN1的栅极寄生电容，VDD为电源电压(即节点VDD的电压)。

对于功率开关MP1在一个开关周期内消耗的能量为：P1+P3，

对于功率开关MN1在一个开关周期内消耗的能量为：P2+P4，而 $R_{\mathrm{PON}}=\frac{1}{{\mathrm{\μ}}_P.C_{\mathrm{OXP}}.\left(\frac{W_P}{L_P}\right).(\mathrm{VDD}-\mathrm{VTP})}=k1/W_P$

其中W_P为功率开关MP1的沟道宽度，μ_P为功率开关MP1的载流子迁移率，C_OXP为功率开关MP1的栅氧电容，L_P为功率开关NP1的沟道长度，VDD为电源电压，VTP为功率开关MP1的阈值电压。上式中把除了W_P的其他参数等效为k1。

而 $R_{\mathrm{NON}}=\frac{1}{{\mathrm{\μ}}_N.C_{\mathrm{OXN}}.\left(\frac{W_N}{L_N}\right).(\mathrm{VDD}-\mathrm{VTN})}=k2/W_N,$

其中W_N为功率开关MN1的沟道宽度，μ_N为功率开关MN1的载流子迁移率，C_OXN为功率开关MN1的栅氧电容，L_N为功率开关MN1的沟道长度，VDD为电源电压，VTN为功率开关MN1的阈值电压。上式中把除了W_P的其他参数等效为k2。

另外C_P与功率开关MP1的宽度W_P成正比，设为C_P＝k3.W_P，

同理：C_N＝k4.W_N。

所以P1与W_P成反比，P2与W_N成反比，P3与W_P成正比，P4与W_N成正比。设：P1＝m1/W_P，P2＝m2/W_N，P3＝m3.W_P，P4＝m4.W_N，其中m1，m2，m3，m4为比例系数。

根据算术平均值与几何平均值的关系可知，当P1＝P3时，即

时P1+P3最小，其他W_P值时，P1+P3更大。其中m1＝D.Ts.I².k1，

同理，当P2＝P4时，即

时，P2+P4最小，其他W_N值时，P2+P4更大。其中m2＝(1-D).Ts.I².k2，

$m4=\frac{1}{2}.{\mathrm{VDD}}^2.k4.$

可见，对于电感电流I取不同数值的条件下，实现功率开关MP1的最小效率损失即最小P1+P3的沟道宽度W_P取值不同，最佳沟道宽度W_P值与I成正比，即I值越小，最佳沟道宽度W_P应该越小，I值越大，最佳沟道宽度W_P应该越大。同理，对于电感电流I取不同数值的条件下，实现功率开关MN1的最小效率损失即最小P2+P4的沟道宽度W_N取值不同，最佳沟道宽度W_N的值与I成正比，即I值越小，最佳沟道宽度W_N应该越小，即最佳沟道宽长比越小，I值越大，最佳沟道宽度W_N应该越大，即最佳沟道宽长比越小。

基于上述分析，本实用新型提出一种电源转换电路，其包括输出电路、环路控制器和反馈电路，所述输出电路包括串联的第一功率开关和第二功率开关、连接于第一功率开关和第二功率开关的连接节点的电感和电容，其中电感和电容的连接节点作为所述输出电路的输出端；所述反馈电路根据所述输出电路的输出端上的输出电压得到反馈电压；所述环路控制器根据反馈电压输出控制第一功率开关的第一控制信号和控制第二功率开关的第二控制信号；第一功率开关包括有多个并联的第一功率开关单元，在第一控制信号为截止信号时，所有第一功率开关单元都截止，在第一控制信号为导通信号时，基于所述电感上流过的电流来确定各个第一功率开关单元的导通和截止。具体的，各个第一功率开关单元均为MOS晶体管，所述电感上流过的电流越大，第一功率开关的等效沟道宽长比越大。

在另一个实施例中，所述第二功率开关也包括有多个并联的第二功率开关单元，在第二控制信号为截止信号时，所有第二功率开关单元都截止，在第二控制信号为导通信号时，基于所述电感上流过的电流来确定各个第二功率开关单元的导通和截止。具体的，各个第二功率开关单元均为MOS晶体管，所述电感上流过的电流越大，第二功率开关的等效沟道宽长比越大。

这样，所述电源转换电路就可以实现当电感电流I越小时，功率开关的等效沟道宽长比变小；当电感电流I越大时，功率开关的等效沟道宽长比变大，从而使功率开关的损耗接近最小值，进而提高电源转换电路的转换效率。

请参考图2所示，其为本实用新型中的电源转换电路在一个实施例中的电路示意图。该电源转换电路包括输出电路210、反馈电路220、环路控制器230、电感电流检测电路240、第一逻辑控制电路250和第一驱动电路260。

所述输出电路210包括依次串联的连接于电源电压VDD和地之间的第一功率开关212和第二功率开关214，连接于第一功率开关212和第二功率开关214的连接节点和地之间的电感L1和电容C1，电感L1和电容C1的连接节点作为所述输出电路210的输出端VO，其中所述第一功率开关212包括多个相互并联的PMOS晶体管，此实施例中以4个为例进行介绍，分别为PMOS晶体管MP1、PMOS晶体管MP2、PMOS晶体管MP3和MPOS晶体管MP4，每个PMOS晶体管可以被称为一个第一功率开关单元。第二功率开关214为NMOS晶体管MN1。

所述反馈电路220包括连接于所述输出端VO和地之间的分压电阻R1和R2，其用于根据所述输出电压VO得到反馈电压VFB。

所述环路控制器230通过比较反馈电压VFB和参考电压VREF(图中未示出)输出控制第一功率开关212的第一控制信号PPWM，以及输出控制第二功率开关214的第二控制信号NPWM。在连续模式下，第一控制信号PPWM和第二控制信号NPWM的互补，即第一控制信号PPWM为高电平，第二控制信号NPWM就为低电平，第一控制信号PPWM为低电平，第二控制信号NPWM就为高电平。第二控制信号NPWM经过驱动器NDRV来驱动所述NMOS晶体管MN1。

所述电感电流检测电路240检测电感上流过的电流的值，并根据检测到的电感的电流数值输出多个第三控制信号，其中每个第三控制信号对应一个第一功率开关单元。在本实施例中，所述电感电流检测电路240包括四个输出端，即输出四个第三控制信号，分别输出第三控制信号A、第三控制信号B、第三控制信号C、第三控制信号D，其中控制信号A对应PMOS晶体管MP1，控制信号B对应PMOS晶体管MP2，控制信号C对应PMOS晶体管MP3，控制信号D对应PMOS晶体管MP4。

所述第一逻辑控制电路250在第一控制信号为截止信号时，控制所有第一功率开关单元都截止，在第一控制信号为导通信号且一个第三控制信号为导通信号，则控制该第三控制信号对应的第一功率开关单元导通，否则，控制该第三控制信号对应的第一功率开关单元截止。在本实施例中，所述第一逻辑控制电路包括四个逻辑控制单元，分别为或门or1、或门or2、或门or3、和或门or4。或门or1的两个输入端分别接收所述第一控制信号PPWM和第三控制信号A；或门or2的两个输入端分别接收所述第一控制信号PPWM和第三控制信号B；或门or3的两个输入端分别接收所述第一控制信号PPWM和第三控制信号信号C；或门or4的两个输入端分别接收所述第一控制信号PPWM和第三控制信号D。每个逻辑控制单元对其接收到的两个输入信号进行逻辑判定，当两个信号都为导通信号时，其输出端输出导通信号。

所述驱动电路260包括多个驱动单元，在本实施例中驱动单元为四个，分别为驱动单元PDRV1、驱动单元PDRV2、驱动单元PDRV3和驱动单元PDRV4。驱动单元PDRV1将所述或门or1输出的信号转换为驱动信号PG1提供给PMOS晶体管MP1的栅极，以控制PMOS晶体管MP1的导通和截止；驱动单元PDRV2将所述或门or2输出的信号转换为驱动信号PG2提供给PMOS晶体管MP2的栅极，以控制PMOS晶体管MP2的导通和截止；驱动单元PDRV3将所述或门or3输出的信号转换为驱动信号PG3提供给PMOS晶体管MP3的栅极，以控制PMOS晶体管MP3的导通和截止；驱动单元PDRV4将所述或门or4输出的信号转换为驱动信号PG4提供给PMOS晶体管MP4的栅极，以控制PMOS晶体管MP4的导通和截止。

这样，在第一控制信号为截止信号时，不论第三控制信号A、B、C和D为何种信号，四个PMOS晶体管都截止，在第一控制信号为导通信号时，根据第三控制信号A、B、C和D是导通或截止来控制四个PMOS晶体管的导通和截止，比如，信号A为导通信号，信号B、信号C和信号D为截止信号，则控制PMOS晶体管MP1导通，PMOS晶体管MP2、MP3、MP4截止。在此实施例中，各个控制信号为低电平时表示导通，为高电平时表示截止。在此例中，假设PMOS晶体管MP1、MP2、MP3、MP2的沟道长度相等，沟道宽度不同，通过控制各个PMOS晶体管的导通或截止，从而可以改变第一功率开关的等效沟道宽长比。当然，也可以设置各个PMOS晶体管的沟道长度不同。

为了便于理解，以下通过一个具体的实施例描述图2所示的电源转换电路的工作过程。此例中假设各个PMOS晶体管的沟道长度相等。所述电感电流检测电路240中设置有四个电流阈值，分别为0mA、5mA、40mA和400mA。当电感电流检测电路240检测到电感电流平均值小于5mA时，第三控制信号A为低电平，导致或门or1允许第一控制信号PPWM通过，PMOS晶体管NP1受PPWM信号控制，但第三控制信号B、C、D都为高电平，PMOS晶体管MP2、MP3和MP4都关断，从而使第一功率开关212的沟道宽度为PMOS晶体管MP1的沟道宽度。当电感电流检测电路240检测到电感电流平均值大于5mA，但小于40mA时，第三控制信号A和B都为低电平，或门or2和or1允许第一控制信号PPWM通过，PMOS晶体管MP1和MP2受PPWM信号控制，但第三控制信号C、D都为高电平，PMOS晶体管MP3、MP4都关断，从而使第一功率开关212的等效沟道宽度为PMOS晶体管MP1和MP2的沟道宽度之和。当电感电流检测电路240检测到电感电流平均值大于40mA，但小于400mA时，第三控制信号A、B和C都为低电平，或门or3、or2和or1允许PPWM信号通过，PMOS晶体管MP1、MP2和MP3受PPWM信号控制，但第三控制信号D为高电平，PMOS晶体管MP4关断，从而使第一功率开关P212的等效沟道宽度为PMOS晶体管MP1、MP2和MP3的沟道宽度之和；当电感电流检测电路240检测到电感电流平均值大于400mA时，第三控制信号A、B、C和D都为低电平，或门o4、or3、or2和or1都允许PPWM信号通过，PMOS晶体管MP1、MP2、MP3和MP4都受PPWM信号控制，从而使第一功率开关212的等效沟道宽度为PMOS晶体管MP1、MP2、MP3和MP4的沟道宽度之和。这样，就可以实现当电感电流I越小时，使第一功率开关212的等效沟道宽度变小，即等效沟道宽长比变小；当电感电流I越大时，使第一功率开关212的等效沟道宽度变大，即等效沟道宽长比变小，从而使第一功率开关212的损耗接近最小值，进而提高电源转换电路的转换效率。

在本实施例中，设计PMOS晶体管MP1的沟道宽度最小，PMOS晶体管MP2的沟道宽度大于PMOS晶体管MP1的沟道宽度，PMOS晶体管MP3的沟道宽度大于PMOS晶体管MP2的沟道宽度，PMOS晶体管MP4的沟道宽度大于PMOS晶体管MP3的沟道宽度。实际的PMOS晶体管MP1、MP2、MP3、MP4的沟道宽度比例可以由效率仿真值来优化，从而取得最佳效果。

显然，所述电感电流检测电路240输出的第三控制信号可以为2个、3个、5个或者更多个，相应的逻辑控制电路250可以包括相同数目个逻辑单元，驱动电路260可以包括相同数目个驱动单元，第一功率开关212也可以包括相同数目个MOS晶体管。

同理，对第二功率开关214也可以做相同的处理，即根据电感电流的变化，对作为第二功率开关214的有效沟道宽长比进行相应调整。具体的，所述第二功率开关214还可以包括有多个与NMOS晶体管MN1并联的NMOS晶体管，比如NMOS晶体管MN2、MN3等，每个NMOS晶体管可以被称为一个第二功率开关单元，各个第二功率开关单元的沟道宽敞比不同。根据电感上的电流来通过控制各个NMOS晶体管的导通和截止来改变第二功率开关214的等效沟道宽长比。对应的，所述电源转换电路还包括第二逻辑控制电路，此时所述电感电流检测电路240也可以根据电感电流输出多个第四控制信号，所述第二逻辑控制电路在第二控制信号为截止信号时，控制所有第二功率开关单元都截止，在第二控制信号为导通信号且一个第四控制信号为导通信号，则控制该第四控制信号对应的第二功率开关单元导通，否则，控制该第四控制信号对应的第二功率开关单元截止。为了简化描述，图2中未示出。

根据降压型直流-直流转换器的原理，所述电感L1的电流平均值等于所述第一功率开关212上的电流平均值即所有PMOS晶体管单元的电流之和的平均值，或者等于所述NMOS晶体管MN1上的电流平均值；还等于第一功率开关212上的电流峰值与其电流波纹的差或者等于第二功率开关214的电流峰值与其电流波纹的差，因为对于固定应用(如电感值为固定值)下其电流纹波是固定的。因此，所述电感电流检测电路240对电感电流的检测可以替换为对第一功率开关212的电流平均值检测，也可以替换为对第二功率开关214的电流平均值的检测，还可以替换为对第一功率开关212的电流峰值或第二功率开关2141的电流峰值的检测。这样就可以将所述电感电流检测电路240替换为第一功率开关电流检测电路，所述第一功率开关电流检测电路根据所述第一功率开关上流过的电流输出多个第三控制信号，其中每个第三控制信号对应一个第一功率开关单元，所述第一功率开关上流过的电流反映所述电感上流过的电流。

请参考图3所示，其为本实用新型中的电源转化器在一个实施例中的电路示意图。其与图2的区别在于，将图2中的电感电流检测电路240替换为MP电流检测电路310即第一功率开关电流检测电路，所述MP电流检测电路310检测第一功率开关212的电流，并根据检测到的第一功率开关212的电流值输出信号A、信号B、信号C和信号D。

由于对于与应用处理器等芯片配合使用的电源转换电路来说，电源转换电路给应用处理器供电时，应用处理器消耗的电流是电源转换电路的负载电流，等于电感电流的平均值，因此，所述电感电流检测电路240可以替换为应用场景判断电路，所述应用场景判断电路根据应用处理器的应用场景输出多个第三控制信号，其中每个第三控制信号对应一个第一功率开关单元，所述应用场景反映所述电感上流过的电流。

请参考图4所示，其为本实用新型中的电源转换电路在另一个实施例中的电路示意图。其与图2的区别在于，将图2中的电感电流检测电路240替换为应用场景判断电路410，所述应用场景判断电路410根据应用场景不同来估计电流消耗，从而来产生A、B、C、D等信号。例如待机时，电流消耗较小，播放纯音频文件时；电流消耗居中；进行无线通信时，电流消耗很大。

本实用新型中举例描述了降压型同步直流-直流转换器，但实际上也可以为其他电源模块，如升压型直流-直流转换器或者降压型直流-直流转换器。

本实用新型的原理是通过将所述电源转换电路中的第一功率开关设置为多个并联的第一功率开关单元，基于所述电感上流过的电流来确定各个第一功率开关单元的导通和截止，或者/和将第二功率开关设置为多个并联的第二功率开关单元，基于所述电感上流过的电流来确定各个第二功率开关单元的导通和截止，从而实现当电感电流平均值I越小时，功率开关的等效沟道宽长比变小；当电感电流平均值I越大时，功率开关的等效沟道宽长比变大，从而使功率开关的损耗接近最小值，进而提高电源转换电路的转换效率。

上述说明已经充分揭露了本实用新型的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本实用新型的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本实用新型的权利要求书的范围。相应地，本实用新型的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (8)

1.一种电源转换电路，其特征在于，其包括输出电路、环路控制器和反馈电路，

所述输出电路包括串联的第一功率开关和第二功率开关、连接于第一功率开关和第二功率开关的连接节点的电感和电容，其中电感和电容的连接节点作为所述输出电路的输出端；

所述反馈电路根据所述输出电路的输出端上的输出电压得到反馈电压；

所述环路控制器根据反馈电压输出控制第一功率开关的第一控制信号和控制第二功率开关的第二控制信号；

第一功率开关包括有多个并联的第一功率开关单元，在第一控制信号为截止信号时，所有第一功率开关单元都截止，在第一控制信号为导通信号时，基于所述电感上流过的电流来确定各个第一功率开关单元的导通和截止。

2.根据权利要求1所述的电源转换电路，其特征在于，各个第一功率开关单元均为MOS晶体管，所述电感上流过的电流越大，导通的第一功率开关的等效沟道宽长比越大。

3.根据权利要求2所述的电源转换电路，其特征在于，各个第一功率开关单元的沟道宽长比不同。

4.根据权利要求1所述的电源转换电路，其特征在于，其还包括应用场景判断电路、第一功率开关电流检测电路和电感电流检测电路中的一个，以及第一逻辑控制电路，

所述电感电流检测电路检测所述电感上流过的电流，并根据所述电感上流过的电流输出多个第三控制信号，其中每个第三控制信号对应一个第一功率开关单元；

所述第一功率开关电流检测电路检测第一功率开关上流过的电流，并根据所述第一功率开关上流过的电流输出多个第三控制信号，其中每个第三控制信号对应一个第一功率开关单元，所述第一功率开关上流过的电流反映所述电感上流过的电流；

所述应用场景判断电路根据应用处理器的应用场景输出多个第三控制信号，其中每个第三控制信号对应一个第一功率开关单元，所述应用场景反映所述电感上流过的电流；

第一逻辑控制电路在第一控制信号为截止信号时，控制所有第一功率开关单元都截止，在第一控制信号为导通信号且一个第三控制信号为导通信号，则控制该第三控制信号对应的第一功率开关单元导通，否则，控制该第三控制信号对应的第一功率开关单元截止。

5.根据权利要求1所述的电源转换电路，其特征在于，所述第二功率开关包括有多个并联的第二功率开关单元，在第二控制信号为截止信号时，所有第二功率开关单元都截止，在第二控制信号为导通信号时，基于所述电感上流过的电流来确定各个第二功率开关单元的导通和截止。

6.根据权利要求5所述的电源转换电路，其特征在于，各个第二功率开关单元均为MOS晶体管，所述电感上流过的电流越大，第二功率开关的等效沟道宽长比越大。

7.根据权利要求6所述的电源转换电路，其特征在于，各个第二功率开关单元的沟道宽长比不同。

8.根据权利要求5所述的电源转换电路，其特征在于，其还包括应用场景判断电路、第二功率开关电流检测电路和电感电流检测电路中的一个，以及第二逻辑控制电路，

所述电感电流检测电路检测所述电感上流过的电流，并根据所述电感上流过的电流输出多个第四控制信号，其中每个第四控制信号对应一个第二功率开关单元；

所述第二功率开关电流检测电路检测第一功率开关上流过的电流，并根据所述第二功率开关上流过的电流输出多个第四控制信号，其中每个控制信号对应一个第二功率开关单元，所述第二功率开关上流过的电流反映所述电感上流过的电流；

所述应用场景判断电路根据应用处理器的应用场景输出多个第四控制信号，其中每个第四控制信号对应一个第二功率开关单元，所述应用场景反映所述电感上流过的电流；

所述第二逻辑控制电路在第二控制信号为截止信号时，控制所有第二功率开关单元都截止，在第二控制信号为导通信号且一个第四控制信号为导通信号，则控制该第四控制信号对应的第二功率开关单元导通，否则，控制该第四控制信号对应的第二功率开关单元截止。

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