CN207251270U - 供电电路及具有其的电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种供电电路及具有其的电子设备，电子设备包含第一负载和供电电路，供电电路包含：第一电池单元、第二电池单元及第一能量转移电路；第一电池单元的第二电极与第二电池单元的第一电极电性连接以使第一电池单元和第二电池单元串联连接，第一电池单元的第二电极与第二电池单元的第一电极具有第一电压，第二电池单元的第二电极具有第二电压，第一电池单元的第一电极与第一负载的第一端电性连接，第一电池单元的第二电极与第一负载的第二端电性连接；第一能量转移电路电性连接于第一电池单元以及第二电池单元，用于在第一电池单元和第二电池单元间转移电能。

Description

供电电路及具有其的电子设备

技术领域

本实用新型涉及一种供电电路，具体地说，尤其涉及一种进一步提高充电效率的供电电路及具有其的电子设备。

背景技术

快速的工作和生活的节奏下，大容量电池的电子设备的普及已经使得电子设备已经成为人们最便捷的移动办公、娱乐终端。由于便携性的需求，电子设备的电池的重量和体积均有严格的限定，在电池技术尚无本质性突破的前提下，高强度的使用使得在现有的电子设备的尺寸及电池技术条件下，电子设备的续航里程遭遇严重的挑战。应对该挑战的一个行之有效的方法是提升电池的充电速度。

快速充电已经成为各电子设备厂商重点研究的技术之一，因此在市场有若干种主流的快速充电方案，这些快充方案成为厂商在推销其产品的时候标榜的卖点。这些快充方案各有优缺点，无论采用何种方案，目前市场上主流的快充功率在25W左右。

请参照图1，图1为现有供电电路的第一实施例的示意图。如图1所示，在本实施例中，电子设备(例如手机)包含：供电电路、负载13A及负载14A，供电电路包含电池单元121A、降压电路122A及升压电路123A，现有电子设备由10W(5V/2A)的适配器11A充电。因为电池单元121A的电压随电量变化而变化(通常3.7-4V间)，故在供电电路12A内部需要配置一个将5V电压转换成适于电池单元121A的电压的降压电路122A，该降压电路122A的功率需要满足10W的最大功率；电子设备的内部部分需要供电的负载13A(例如CPU等，需求供电电压通常小于4.5V)可以直接从电池单元121A上取电；另一部分负载14A(例如LED负载，需求供电电压通常大于5V)，比如手机显示屏背光，需经过一个升压电路123A；由于该升压电路123A的输入输出压差较大，比如输入3.7V输出12V，所以此升压电路123A的工作效率低。

常规10W的充电功率无法应对快速充电需求，为此有些厂商采用低电压大电流的快速充电方案，请参照图2，图2为现有供电电路的第二实施例的示意图。如图2所示，在本实施例中，电子设备包含：供电电路、负载13B及负载14B，供电电路包含电池单元121B及升压电路123B，该充电方案的最大功率可达25W，由快充适配器11B直接输出适应供电电路的电池单元121B当前电量的电压(相当于将图1的降压电路122A和充电器11A集成为图2的充电器11B)。负载13B及负载14B的取电方式同前述的方式。但是当充电电流大至5A时，超过了常规线材和连接器的载流能力，需要开发特殊的线材和连接器。该特殊线材和连接器也成为额外的成本。而进一步提升充电功率，线材和连接器的载流能力成为限制瓶颈。如果采用增加线径和增大连接器尺寸或者连接点位来提升载流能力，此方案又受限于手机及其附件对便携性、轻量化、小型化的需要，无法付诸于实际的应用。其次同样存在升压电路123B工作效率低的问题。

市场上另外一种主流的快充方案为高压小电流的充电方式，请参照图3，图3为现有供电电路的第三实施例的示意图。如图3所示，在本实施例中，电子设备包含：供电电路、负载13C及负载14C，供电电路包含电池单元121C、降压电路122C及升压电路123C，适配器11C提供9V/2A的输出能力。因为该电压无法与电池单元121C的电压匹配，需要在手机内部配置一个9V至电池单元121C当前电量电压的降压电路122C，在该示例中该降压电路122C需要能处理最大18W的功率，负载13C及负载14C的取电方式同前述的方式。但是由于适配器11C输出电压与电池单元121C的电压不匹配，需要额外配置降压电路122C从而使得降压电路122C需要处理近20W的功率，成本高，发热量大。同时适配器11C输出电压与电池单元121C的电压压差大，如果降压电路122C发生短路直通的损坏，高压直接作用于电池单元121C上易引起电池的爆裂。故该供电电路存在一定的安全风险。该供电电路同样存在因电池单元提供的电压低导致的升压电路123C工作效率低的问题。

综上所述，提供一种既安全又能够提高充电效率的供电电路已成为业界急需解决的问题。

实用新型内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种供电电路，为一电子设备供电，所述电子设备包含第一负载和所述供电电路，其中，所述供电电路包含：

第一电池单元和第二电池单元，所述第一电池单元的第二电极与所述第二电池单元的第一电极电性连接以使所述第一电池单元和所述第二电池单元串联连接，所述第一电池单元的第二电极与所述第二电池单元的第一电极具有第一电压，所述第二电池单元的第二电极具有第二电压，所述第一电池单元的第一电极与所述第一负载的第一端电性连接，所述第一电池单元的第二电极与所述第一负载的第二端电性连接；

第一能量转移电路，电性连接于所述第一电池单元以及所述第二电池单元，用于在所述第一电池单元和所述第二电池单元间转移电能。

上述的供电电路，其中，所述第一能量转移电路包含第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、电感及电容，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管及所述第四开关管依次串联连接，所述第一开关管的第一端与所述第二电池单元的第二电极电性连接，所述第二开关管的第二端和所述第三开关管的第一端电性连接所述第二电池单元的第一电极和所述第一电池单元的第二电极，所述第四开关管的第二端与所述第一电池单元的第一电极电性连接，所述电感和所述电容串联连接形成串联支路，所述串联支路的第一端电性连接于所述第一开关管的第二端和所述第二开关管的第一端，所述串联支路的第二端电性连接于所述第三开关管的第二端和所述第四开关管的第一端。

上述的供电电路，其中，所述第一能量转移电路包含第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、电感及电容，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管及所述第四开关管依次串联连接，所述第一开关管的第一端与所述第二电池单元的第二电极电性连接，所述电感的第一端电性连接所述第二开关管的第二端和所述第三开关管的第一端，所述电感的第二端电性连接至所述第二电池单元的第一电极和所述第一电池单元的第二电极，所述第四开关管的第二端与所述第一电池单元的第一电极电性连接，所述电容的第一端电性连接至所述第一开关管的第二端及所述第二开关管的第一端，所述电容的第二端电性连接至所述第三开关管的第二端及所述第四开关管的第一端。

上述的供电电路，其中，所述第一能量转移电路包含第一开关管、第二开关管、第一电感、第二电感及电容，所述第二电池单元的所述第二电极电性连接至所述第一电感的第一端，所述第一电感的第二端电性连接至所述电容的第一端，所述电容的第二端电性连接至所述第二电感的第一端，所述第二电感的第二端电性连接至所述第一电池单元的第一电极，所述第一开关管的第一端电性连接于所述第一电感的第二端及所述电容的第一端，所述第一开关管的第二端电性连接于所述第一电池单元的第二电极及所述第二电池单元的第一电极，所述第二开关管的第一端电性连接于所述第一电池单元的第二电极及所述第二电池单元的第一电极，所述第二开关管的第二端电性连接于所述第二电感的第一端及所述电容的第二端。

上述的供电电路，其中，所述电子设备还包含一第二负载，所述供电电路还包含一第一升压电路，所述第一电池单元的第一电极、所述第二电池单元的第二电极和所述第二负载电性连接于所述第一升压电路，所述第一升压电路用于将所述第二电池单元的第二电极的所述第二电压升高至第三电压并向所述第二负载提供所述第三电压。

上述的供电电路，其中，所述第二负载是LED负载。

上述的供电电路，其中，所述电子设备还包括充电接口，所述第一电池单元的第一电极电性连接于所述充电接口的一负极，所述第二电池单元的第二电极电性连接于所述充电接口的一正极。

上述的供电电路，其中，所述电子设备还包括充电接口，所述供电电路还包含第一开关单元、第二开关单元及第二升压电路，所述第一开关单元的第一端电性连接于所述充电接口的正极，所述第一开关单元的第二端电性连接于所述第二电池单元的第二电极；所述第二开关单元的第一端电性连接于所述充电接口的正极，所述第二升压电路与所述第二开关单元的第二端、所述充电接口的负极、所述第一电池单元的第一电极和所述第二电池单元的第二电极电性连接。

上述的供电电路，其中，当所述充电接口接收的一充电电压大于一第一阈值时，所述第一开关单元导通，所述第二开关单元关断；当所述充电电压小于一第二阈值时，所述第二开关单元导通，所述第一开关单元关断，所述第二升压电路将所述充电电压升高并向所述第一电池单元和所述第二电池单元供电。

上述的供电电路，其中，所述电子设备还包括充电接口，所述供电电路还包含第一开关单元、第二开关单元及降压电路，所述第一开关单元的第一端电性连接于所述充电接口的正极，所述第一开关单元的第二端电性连接于所述第二电池单元的第二电极；所述第二开关单元的第一端电性连接于所述充电接口的正极，所述降压电路与所述第二开关单元的第二端、所述充电接口的负极、所述第一电池单元的第一电极和所述第一电池单元的第二电极电性连接。

上述的供电电路，其中，当所述充电接口接收的一充电电压大于一第一阈值时，所述第一开关单元导通，所述第二开关单元关断；当所述充电电压小于一第二阈值时，所述第二开关单元导通，所述第一开关单元关断，所述降压电路将所述充电电压降低并向所述第一电池单元供电。

上述的供电电路，其中，所述供电电路还包含：

第三电池单元，所述第三电池单元与所述第一电池单元和所述第二电池单元串联连接，所述第三电池单元的第一电极与所述第二电池单元的第二电极电性连接，所述第三电池单元的第二电极具有一第四电压；

第二能量转移电路，电性连接于所述第二电池单元以及所述第三电池单元，所述第二能量转移电路在所述第二电池单元和所述第三电池单元间转移电能；或，所述第二能量转移电路电性连接于所述第一电池单元以及所述第三电池单元，用于在所述第一电池单元和所述第三电池单元间转移电能。

上述的供电电路，其中，所述第二能量转移电路与所述第一能量转移电路具有相同的拓扑结构。

上述的供电电路，其中，所述电子设备还包括充电接口，所述供电电路还包含第一开关单元、第二开关单元及第二升压电路，所述第一开关单元的第一端电性连接于所述充电接口的正极，所述第一开关单元的第二端电性连接于所述第三电池单元的第二电极；所述第二开关单元的第一端电性连接于所述充电接口的正极，所述第二升压电路与所述第二开关单元的第二端、所述充电接口的负极、所述第一电池单元的第一电极和所述第三电池单元的第二电极电性连接。

上述的供电电路，其中，当所述充电接口接收的一充电电压大于一第一阈值时，所述第一开关单元导通，所述第二开关单元关断；当所述充电电压小于一第二阈值时，所述第二开关单元导通，所述第一开关单元关断，所述第二升压电路将所述充电电压升高并向所述第一电池单元、所述第二电池单元及所述第三电池单元供电。

上述的供电电路，其中，所述电子设备还包括一充电接口，所述供电电路还包含第一开关单元、第二开关单元及降压电路，所述第一开关单元的第一端电性连接于所述充电接口的一正极，所述第一开关单元的第二端电性连接于所述第三电池单元的第二电极；所述第二开关单元的第一端电性连接于所述充电接口的正极，所述降压电路与所述第二开关单元的第二端、所述充电接口的一负极、所述第一电池单元的第一电极和所述第一电池单元的第二电极电性连接。

上述的供电电路，其中，当所述充电接口接收的一充电电压大于一第一阈值时，所述第一开关单元导通，所述第二开关单元关断；当所述充电电压小于一第二阈值时，所述第二开关单元导通，所述第一开关单元关断，所述降压电路将所述充电电压降低并向所述第一电池单元供电。

上述的供电电路，其中，所述电子设备还包括一充电接口，所述第一电池单元的第一电极电性连接于所述充电接口的负极，所述第三电池单元的第二电极电性连接于所述充电接口的正极。

上述的供电电路，其中，所述电子设备还包含第二负载，所述供电电路还包含第一升压电路，所述第一电池单元的第一电极、所述第三电池单元的第二电极和所述第二负载电性连接于所述第一升压电路，所述第一升压电路用于将所述第三电池单元的第二电极的所述第四电压升高至第三电压并向所述第二负载提供所述第三电压。

上述的供电电路，其中，所述第二负载是LED负载。

上述的供电电路，其中，所述供电电路还包含：

第四电池单元，所述第四电池单元与所述第一电池单元、所述第二电池单元和所述第三电池单元串联连接，所述第四电池单元的第一电极与所述第三电池单元的第二电极电性连接，所述第四电池单元的第二电极具有一第五电压；

第三能量转移电路，电性连接于所述第三电池单元以及所述第四电池单元，所述第三能量转移电路在所述第三电池单元和所述第四电池单元间转移电能；或，所述第三能量转移电路电性连接于所述第一电池单元以及所述第四电池单元，所述第三能量转移电路在所述第一电池单元和所述第四电池单元间转移电能。

上述的供电电路，其中，所述第二能量转移电路、所述第三能量转移电路与所述第一能量转移电路具有相同的拓扑结构。

本实用新型还提供一种电子设备，其中，包含前述中任一项所述的供电电路。

上述的电子设备，其中，所述电子设备是手机、虚拟现实设备及可穿戴设备中的至少一者。

上述的电子设备，其中，所述电子设备还具有一外部充电装置，所述外部充电装置通过电性连接或无线传输的方式向所述电子设备的所述供电电路传输电能。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益技术效果为本实用新型的供电电路能够用于多种电子设备，针对多个串联电池单元设计了充电电路，在保证安全的前提下，进一步提升电子设备的充电效率。

附图说明

图1为现有供电电路的第一实施例的示意图；

图2为现有供电电路的第二实施例的示意图；

图3为现有供电电路的第三实施例的示意图；

图4为本实用新型供电电路第一实施例的示意图；

图5为本实用新型供电电路第二实施例的示意图；

图6为本实用新型供电电路第三实施例的示意图；

图7为能量转移电路逐级连接的连接示意图；

图8为本实用新型供电电路第四实施例的示意图；

图9为图8第一充电方式的示意图；

图10为图8第二充电方式的示意图；

图11为本实用新型供电电路第五实施例的示意图；

图12为图11第一充电方式的示意图；

图13为图11第二充电方式的示意图；

图14为本实用新型供电电路第六实施例的示意图；

图15为本实用新型供电电路第七实施例的示意图；

图16为本实用新型第一能量转移电路第一实施例的结构示意图；

图17为图16第一工作状态示意图；

图18为图16第二工作状态示意图；

图19为图17的等效电路图；

图20为图18的等效电路图；

图21为图16中电感电流波形图；

图22为本实用新型第一能量转移电路第二实施例的结构示意图

图23为本实用新型第一能量转移电路第三实施例的结构示意图；

图24为本实用新型无线电能传输电路的第一示意图；

图25为本实用新型无线电能传输电路的第二示意图；

图26为本实用新型无线电能传输电路的第三示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本实用新型作进一步详细描述：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了实施方式和操作过程，其中以每一电池单元的电压为3.7V为例，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

请参照图4，图4为本实用新型供电电路第一实施例的示意图。如图4所示，本实用新型第一实施例中电子设备包含供电电路和第一负载23A，供电电路包含：第一电池单元221A、第二电池单元222A及第一能量转移电路223A；第一电池单元221A的第二电极与第二电池单元222A的第一电极电性连接以使第一电池单元221A和第二电池单元222A串联连接，相对于第一电池单元221A的第一电极而言，第一电池单元221A的第二电极与第二电池222A的第一电极具有第一电压(例如3.7V)，第二电池单元222A的第二电极具有第二电压(例如7.4V)，第一电池单元221A的第一电极(例如为0V端)与第一负载23A的第一端电性连接，第一负载23A例如是电子设备的CPU等，第一电池单元221A的第二电极(例如为3.7V端)与第一负载23A的第二端电性连接并向第一负载23A供电；第一能量转移电路223A电性连接于第一电池单元221A以及第二电池单元222A，用于在第一电池单元221A以及第二电池单元222A间转移电能。

进一步地，电子设备还包含第二负载24A，供电电路还包含第一升压电路224A，第一电池单元221A的第一电极、第二电池单元222A的第二电极和第二负载24A电性连接于第一升压电路224A，第一升压电路224A用于将第二电池单元222A的第二电极的第二电压(例如7.4V)升高至第三电压(例如12V)并向第二负载24A(例如需求电压为12V的LED负载)提供第三电压，其中在本实施例中以第一负载23A为相对较低电压的负载，可以由第一电池单元供电，第二负载24A是相对较高电压的负载，可以由第一电池单元和第二电池单元共同供电，但本实用新型并不以此为限。

再进一步地，电子设备还包括充电接口，充电接口电性例如用于连接7.4-9V/5A的快充适配器21A，第一电池单元221A的第一电极电性连接于充电接口的负极，第二电池单元222A的第二电极电性连接于充电接口的正极。

请参照图5，图5为本实用新型供电电路第二实施例的示意图。如图5所示，在本实用新型第二实施例中，电子设备包含供电电路和第一负载23B，供电电路包含：第一电池单元221B、第二电池单元222B、第三电池单元223B、第一能量转移电路224B及第二能量转移电路225B；其中第一电池单元221B和第二电池单元222B与图4所示出的第一电池单元221A和第二电池单元222A连接方式相同在此就不再赘述了；第三电池单元223B与第一电池单元221B和第二电池单元222B串联连接，第三电池单元223B的第一电极与第二电池单元222B的第二电极电性连接，第三电池单元223B的第二电极具有一第四电压(例如11.1V)；第一能量转移电路224B电性连接于第一电池单元221B以及第三电池单元223B，用于在第一电池单元221B以及第三电池单元223B间转移电能；第二能量转移电路225B电性连接于第二电池单元222B及第一电池单元221B，用于在第一电池单元221B和第二电池单元222B间转移电能。其中，第二能量转移电路与第一能量转移电路可以具有相同的拓扑结构，具体结构容后描述。

需要说明的是，在其他实施例中，第二能量转移电路225B可以更改为电性连接于第二电池单元222B以及第三电池单元223B，用于在第二电池单元222B以及第三电池单元223B间转移电能，本实用新型并不以此为限。

进一步地，电子设备还包含第二负载24B，供电电路还包含第一升压电路226B，第一电池单元221B的第一电极、第三电池单元223B的第二电极和第二负载24B电性连接于第一升压电路226B，第一升压电路226B用于将第三电池单元223B的第二电极的第四电压(例如11.1V)升高至第三电压(例如12V)并向第二负载24B提供第三电压，其中在本实施例中以第一负载23B为相对较低电压的负载，可以由第一电池单元供电，第二负载24A是相对较高电压的负载，可以由第一电池单元、第二电池单元和第三电池单元共同供电，但本实用新型并不以此为限。本实施例中，第一升压电路226B可以省去，由第一电池单元、第二电池单元和第三电池单元直接向第二负载供电，例如通过第三电池单元223B的第二电极的第四电压(例如11.1V)直接向第二负载24B(需求电压约12V)供电。

再进一步地，电子设备还包括充电接口，充电接口电性例如连接于12V/5A的快充适配器21B，第一电池单元221A的第一电极电性连接于充电接口的负极，第三电池单元223B的第二电极电性连接于充电接口的正极。

请参照图6，图6为本实用新型供电电路第三实施例的示意图。如图6所示，在本实用新型第三实施例中，电子设备包含供电电路和第一负载23C，供电电路包含：第一电池单元2211C、第二电池单元2212C、第三电池单元2213C…第n电池单元221nC及第一能量转移电路221C、第二能量转移电路222C…第n-1能量转移电路22n-1C，n为正整数；第n电池单元的第一电极与第n-1电池单元的第二电极电性连接，第n电池单元的第二电极具有一第五电压；其中第一电池单元2211C、第二电池单元2212C、第三电池单元2213C…第n电池单元221nC与图5所示出的电池单元的连接方式相同在此就不再赘述了；第一能量转移电路221C和第二能量转移电路222C与图5所示出的能量转移电路的连接方式相同在此就不再赘述了；不同的是本实施例中还包含第三能量转移电路(图未示)…第n-1能量转移电路22n-1C，具体地说，第三能量转移电路电性连接于第四电池单元(图未示)及第一电池单元2211C，用于在第四电池单元(图未示)和第一电池单元2211C间转移电能，第n-1能量转移电路22n-1C电性连接于第n电池单元221nC及第一电池单元2211C，用于在第n电池单元221nC和第一电池单元2211C间转移电能。其中，第n-1能量转移电路与第一能量转移电路具有相同的拓扑结构，具体结构容后描述。n-1个能量转移电流也可以采用图7所示的逐级连接方式。

进一步地，图6所示的电子设备还包含第二负载24C，供电电路还包含第一升压电路2221C，第一电池单元2211C的第一电极、第三电池单元2213C的第二电极和第二负载24C电性连接于第一升压电路2221C，第一升压电路2221C用于将第三电池单元2213C的第二电极的第四电压升高至第三电压并向第二负载24C提供第三电压，其中在本实施例中以第一负载23C为相对较低电压的负载，可以由第一电池单元供电，第二负载24A是相对较高电压的负载，可以由多个电池单元共同供电，例如三个电池单元共同供电，但本实用新型并不以此为限。

再进一步地，电子设备还包括充电接口，充电接口电性例如连接于(3.7*n)V/5A的快充适配器21C，第一电池单元221A的第一电极电性连接于充电接口的负极，第n电池单元221nC的第二电极电性连接于充电接口的正极。

请参照图7，图7为能量转移电路逐级连接的连接示意图。如图7所示第一能量转移电路221C、第二能量转移电路222C…第n-1能量转移电路22n-1C还可采用逐级能量转移的方式进行连接，具体地说，第一能量转移电路222C电性连接于第二电池单元2212C及第一电池单元2211C，用于在第二电池单元2212C及第一电池单元2211C之间转移电能；第二能量转移电路223C电性连接于第二电池单元2212C及第三电池单元2213C，用于在第二电池单元2212C及第三电池单元2213C之间转移电能；以此类推，第n-1能量转移电路22n-1C电性连接于第n-1电池单元221n-1C及第n电池单元221nC之间，用于在第n-1电池单元221n-1C及第n电池单元221nC之间转移电能。

请参照图8，图8为本实用新型供电电路第四实施例的示意图。如图8所示，电子设备包含供电电路、第一负载23A、第二负载24A及充电接口，供电电路包含：第一电池单元221A、第二电池单元222A、第一能量转移电路223A、第一升压电路224A、第一开关单元225A、第二开关单元226A及降压电路227A，图8所示出的供电电路与图4所示出的供电电路结构大致相同，因此相同部分在此就不再赘述了，现将不同部分说明如下。第一开关单元225A的第一端电性连接于充电接口的正极，第一开关单元225A的第二端电性连接于第二电池单元222A的第二电极；第二开关单元226A的第一端电性连接于充电接口的正极，降压电路227A与第二开关单元226A的第二端、充电接口的负极、第一电池单元221A的第一电极和第一电池单元221A的第二电极电性连接。其中，本实施例中以降压电路为5V/3.7V降压电路为例，但本实用新型并不以此为限。

请结合图8和图9，图9为图8第一充电方式的示意图，图中箭头的方向为输入功率的方向。当充电接口接收的充电电压大于第一阈值时，例如充电电压大于7V，为7.4V-9V时，第一开关单元225A导通，第二开关单元226A关断，输入功率给第一电池单元221A及第二电池单元222A充电，也可以通过第一升压电路224A给第二负载24A供电，第一电池单元221A给第一负载23A供电，第二电池单元222A的电能通过第一能量转移电路223A转移给第一电池单元221A。其中，以充电接口电性连接于7.4-9V/5A的快充适配器21A为例。

请结合图8和图10，图10为图8第二充电方式的示意图，图中箭头的方向为输入功率的方向。当充电电压小于第二阈值时，例如充电电压小于5.5V，为5V时，第二开关单元226A导通，第一开关单元225A关断，降压电路227A将充电电压降低为3.7V并向第一电池单元221A供电，即输入功率给第一电池单元221A充电，第一电池单元221A的电能通过第一能量转移电路223A转移给第二电池单元222A和通过第一升压电路224A给第二负载24A供电，第一电池单元221A的电能也可以给第一负载23A供电。其中，以充电接口电性连接于5V/2A的普通适配器21A为例。

值得注意的是，第一阈值与第二阈值的设置可根据设计者的需求设置为相同或不同。

请参照图11，图11为本实用新型供电电路第五实施例的示意图。如图11所示，电子设备包含供电电路、第一负载23A、第二负载24A及充电接口，供电电路包含：第一电池单元221A、第二电池单元222A、第一能量转移电路223A、第一升压电路224A、第一开关单元225A、第二开关单元226A及第二升压电路228A，图11所示出的供电电路与图4所示出的供电电路结构大致相同，因此相同部分在此就不再赘述了，现将不同部分说明如下。第一开关单元225A的第一端电性连接于充电接口的正极，第一开关单元225A的第二端电性连接于第二电池单元222A的第二电极；第二开关单元226A的第一端电性连接于充电接口的正极，第二升压电路228A与第二开关单元226A的第二端、充电接口的负极、第一电池单元221A的第一电极和第二电池单元222A的第二电极电性连接。其中，本实施例中以第二升压电路为5V/7.4V升压电路为较佳的实施方式，但本实用新型并不以此为限。

请结合图11和图12，图12为图11第一充电方式的示意图，图中箭头的方向为输入功率的方向。当充电接口接收的充电电压大于第一阈值时，例如充电电压大于7V，为7.4V-9V时，第一开关单元225A导通，第二开关单元226A关断，输入功率给第一电池单元221A及第二电池单元222A充电，通过第一升压电路224A给第二负载24A供电，第一电池单元221A给第一负载23A供电，第二电池单元222A的电能通过第一能量转移电路223A转移给第一电池单元221A。其中，以充电接口电性连接于7.4-9V/5A的快充适配器21A为例。

请结合图11和图13，图13为图11第二充电方式的示意图，图中箭头的方向为输入功率的方向。当充电电压小于第二阈值时，例如充电电压小于5.5V，为5V时，第二开关单元226A导通，第一开关单元225A关断，第二升压电路228A将充电电压5V升高至7.4V并向第一电池单元221A和第二电池单元222A供电，即输入功率通过第二升压电路228A给第一电池单元221A及第二电池单元222A充电，第二电池单元222A的电能通过第一能量转移电路223A转移给第一电池单元221A，第一电池单元221A给第一负载23A供电，第二电池单元222A的电能通过第一升压电路224A给第二负载24A供电。其中，以充电接口电性连接于5V/2A的普通适配器21A为例。

值得注意的是，第一阈值与第二阈值的设置可根据设计者的需求设置为相同或不同。

请参照图14，图14为本实用新型供电电路第六实施例的示意图。如图14所示，电子设备包含供电电路、第一负载23A、第二负载24A及充电接口，供电电路包含：第一电池单元221A、第二电池单元222A、第三电池单元229A、第一能量转移电路223A、第二能量转移电路230A、第一升压电路224A、第一开关单元225A、第二开关单元226A及第二升压电路228A，图11所示出的供电电路与图11所示出的供电电路结构大致相同，因此相同部分在此就不再赘述了，现将不同部分说明如下。第三电池单元229A与第一电池单元221A和第二电池单元222A串联连接，其连接方式在之前已经详述因此就不再赘述了，第三电池单元229A的第二电极具有一第四电压；第一能量转移电路223A电性连接于第一电池单元221A以及第二电池单元222A，用于在第一电池单元221A以及第二电池单元222A间转移电能；第二能量转移电路230A电性连接于第二电池单元222A及第三电池单元229A，用于在第三电池单元229A和第二电池单元222A间转移电能，但本实用新型并不以此为限，例如也可以不逐级连接，第二能量转移电路230A电性连接于第一电池单元221A及第三电池单元229A；第一开关单元225A的第一端电性连接于充电接口的正极，第一开关单元225A的第二端电性连接于第三电池单元229A的第二电极；第二开关单元226A的第一端电性连接于充电接口的正极，第二升压电路228A与第二开关单元222A的第二端、充电接口的负极、第一电池221A的第一电极和第三电池单元229A的第二电极电性连接。其中，本实施例中以第二升压电路为5V/11.1V升压电路为较佳的实施方式，但本实用新型并不以此为限。本实施例中第一能量转移电路223A也可以省略。

当充电接口接收的充电电压大于第一阈值时，例如充电电压大于10V，为11.1V-13.5V时，第一开关单元225A导通，第二开关单元226A关断；输入功率给第一电池单元221A、第二电池单元222A及第三电池单元229A充电，也可以通过第一升压电路224A给第二负载24A供电，第一电池单元221A给第一负载23A供电，第三电池单元229A的电能通过第二能量转移电路230A转移给了第二电池单元222A，第二电池单元222A的电能通过第一能量转移电路223A转移给了第一电池单元221A。

当充电电压小于一第二阈值时，例如充电电压小于6V，为5V时，第二开关单元226A导通，第一开关单元225A关断，第二升压电路228A将充电电压5V升高至11.1V并向第一电池单元221A、第二电池单元222A及第三电池单元229A供电，即输入功率通过第二升压电路228A给第一电池单元221A、第二电池单元222A及第三电池单元229A充电，第三电池单元229A的电能通过第二能量转移电路230A转移给第二电池单元222A，第二电池单元222A的电能通过第一能量转移电路223A转移给第一电池单元221A，第一电池单元221A给第一负载23A供电。第三电池单元229A可以直接和第二负载224A连接给第二负载24A供电。

值得注意的是，第一阈值与第二阈值的设置可根据设计者的需求设置为相同或不同。

请参照图15，图15为本实用新型供电电路第七实施例的示意图。如图15所示，电子设备包含供电电路、第一负载23A、第二负载24A及充电接口，供电电路包含：第一电池单元221A、第二电池单元222A、第三电池单元229A、第一能量转移电路223A、第二能量转移电路230A、第一升压电路224A、第一开关单元225A、第二开关单元226A及降压电路227A，图15所示出的供电电路与图8所示出的供电电路结构大致相同，因此相同部分在此就不再赘述了，现将不同部分说明如下。第三电池单元229A与第一电池单元221A和第二电池单元222A串联连接，其连接方式在之前已经详述因此就不再赘述了，第三电池单元229A的第二电极具有一第四电压；第一能量转移电路223A电性连接于第一电池单元221A以及第二电池单元222A，用于在第一电池单元221A以及第二电池单元222A间转移电能；第二能量转移电路230A电性连接于第二电池单元222A及第三电池单元229A，用于在第三电池单元229A和第二电池单元222A间转移电能，但本实用新型并不以此为限，例如也可以不逐级连接，第二能量转移电路230A电性连接于第一电池单元221A及第三电池单元229A；第一开关单元225A的第一端电性连接于充电接口的一正极，第一开关单元225A的第二端电性连接于第三电池单元229A的第二电极；第二开关单元226A的第一端电性连接于充电接口的正极，降压电路227A与第二开关单元226A的第二端、充电接口的负极、第一电池单元221A的第一电极和第一电池单元221A的第二电极电性连接。其中，本实施例中以降压电路为5V/3.7V降压电路为较佳的实施方式，但本实用新型并不以此为限。本实施例中第一能量转移电路223A也可以省略。

当充电接口接收的充电电压大于第一阈值时，例如充电电压大于10V，为11.1V-13.5V时，第一开关单元225A导通，第二开关单元226A关断，输入功率给第一电池单元221A、第二电池单元222A及第三电池单元229A充电，也可以通过第一升压电路224A给第二负载24A供电，第一电池单元221A给第一负载23A供电，第三电池单元229A的电能通过第二能量转移电路230A转移给了第二电池单元222A，第二电池单元222A的电能通过第一能量转移电路223A转移给第一电池单元221A。

当充电电压小于第二阈值时，例如充电电压小于6V，为5V时，第二开关单元226A导通，第一开关单元225A关断，降压电路227A将充电电压降低为3.7V并向第一电池单元221A供电，即输入功率给第一电池单元221A充电，第一电池单元221A的电能通过第一能量转移电路223A转移给第二电池单元222A，第二电池单元229A的电能通过第二能量转移电路230A转移给第三电池单元229A，第三电池单元229A可以通过第一升压电路224A给第二负载24A供电，第一电池单元221A的电能给第一负载23A供电。

值得注意的是，第一阈值与第二阈值的设置可根据设计者的需求设置为相同或不同。

请参照图16，图16为本实用新型第一能量转移电路第一实施例的结构示意图。如图16所示，第一能量转移电路223A包含第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、电感L1及电容C1，第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3及第四开关管Q4依次串联连接，第一开关管Q1的第一端与第二电池单元222A的第二电极电性连接，第二开关管Q2的第二端和第三开关管Q3的第一端共同电性连接至第二电池单元222A的第一电极和第一电池单元221A的第二电极，第四开关管Q4的第二端与第一电池单元221A的第一电极电性连接，电感L1和电容C1串联连接形成串联支路，串联支路的第一端电性连接于第一开关管Q1的第二端和第二开关管Q2的第一端，串联支路的第二端电性连接于第三开关管Q3的第二端和第四开关管Q4的第一端。

请参照图17-20，图17为图16第一工作状态示意图；图18为图16第二工作状态示意图，图19为图17的等效电路图，图20为图18的等效电路图，图21为图16中电感电流波形图。结合图16-21，第一能量转移电路223A有两种工作状态。第一工作状态中Q1和Q3导通，Q2和Q4关断。第二工作状态中Q2和Q4导通，Q1和Q3关断。通过第一工作状态和第二工作状态的转换，可以得到如图19、20的等效电路，该等效电路的电压和电流的方向假定B2电压高于B1电压，反之电流的方向亦相反。需要说明的是该第一能量转移电路的结构可用于前述的任一能量转移电路。

请参照图22，图22为本实用新型第一能量转移电路第二实施例的结构示意图。如图22所示，第一能量转移电路223A包含第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、电感L1及电容C1，第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3及第四开关管Q4依次串联连接，第一开关管Q1的第一端与第二电池单元222A的第二电极电性连接，第二开关管Q2的第二端和第三开关管Q3的第一端通过电感L1电性连接至第二电池单元222A的第一电极和第一电池单元221A的第二电极，第四开关管Q4的第二端与第一电池单元221A的第一电极电性连接，电容C1的第一端电性连接至第一开关管Q1的第二端及第二开关管Q2的第一端，电容C1的第二端电性连接至第三开关管Q3的第二端及第四开关管Q4的第一端。需要说明的是该第一能量转移电路的结构可用于前述的任一能量转移电路。

请参照图23，图23为本实用新型第一能量转移电路第三实施例的结构示意图。如图23所示，第一能量转移电路223A包含第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电感L1、第二电感L2及电容C1；第二电池单元222A的第二电极电性连接至第一电感L1的第一端，第一电感L1的第二端电性连接至电容C1的第一端，电容C1的第二端连接至第二电感L2的第一端，第二电感L2的第二端连接至第一电池单元221A的第一电极，第一电池单元221A的第二电极电性连接至第二电池单元222A的第一电极，第一开关管Q1的第一端电性连接于第一电感L1的第二端及电容C1的第一端，第一开关管Q1的第二端电性连接于第一电池单元221A的第二电极及第二电池单元222A的第一电极，第二开关管Q2的第一端电性连接于第一电池单元221A的第二电极及第二电池单元222A的第一电极，第二开关管Q2的第二端电性连接于第二电感L2的第一端及电容C1的第二端。需要说明的是该第一能量转移电路的结构可用于前述的任一能量转移电路。

请参照图24，图24为本实用新型无线电能传输电路的第一示意图，如图24所示，本实用新型的供电电路还可通过无线充电的方式进行充电，送电侧的初级线圈W1通过电磁波将能量传递收电侧的次级线圈W2。可以根据次级线圈W2输出电压值将多个电池单元221A…22nA级联以获得特定的电压或者接近该特定的电压，在该特定电压下，无线充电电路具有最高的无线传输效率。

请参照图25，图25为本实用新型无线电能传输电路的第一示意图，如图25所示，当供电电路仅包含第一电池单元221A及第二电池单元222A时，还设置有降压电路227A，将次级线圈W2输出电压降压后对第一电池单元221A及第二电池单元222A进行充电。

请参照图26，图26为本实用新型无线电能传输电路第三示意图。如图26所示，W1为初级线圈，W2为次级线圈。初级侧的开关管S1～S4按照一定规则以高频的方式依次通断，在L1侧产生高频电压，通过空间耦合在L2侧获得高频电压经二极管D1～D4整流后还原成直流电压，其中电容Cp和Cs分别原边谐振电容和副边谐振电容。

以上无线电能传输电路可以结合并适用于前述的各充电电路，但本实用新型并不以此为限。

本实用新型还提供一种电子设备，包括前述中任一项的供电电路。电子设备还可以包括外部充电装置，外部充电装置通过电性连接或无线传输的方式向电子设备的供电电路传输电能。其中电子设备可以是手机、虚拟现实设备及可穿戴设备中的至少一者。

综上所述，本实用新型的供电电路能够用于多种电子设备，针对多个串联电池单元设计了供电电路，在保证安全的前提下，进一步提升电子设备的充电效率。

需要说明的是：以上实施例仅仅用以说明本实用新型，而并非限制本实用新型所描述的技术方案；同时，尽管本说明书参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换；因此，一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本实用新型所附权利要求的保护范围之内。

Claims (25)

1.一种供电电路，为一电子设备供电，所述电子设备包含第一负载和所述供电电路，其特征在于，所述供电电路包含：

第一电池单元和第二电池单元，所述第一电池单元的第二电极与所述第二电池单元的第一电极电性连接以使所述第一电池单元和所述第二电池单元串联连接，所述第一电池单元的第二电极与所述第二电池单元的第一电极具有第一电压，所述第二电池单元的第二电极具有第二电压，所述第一电池单元的第一电极与所述第一负载的第一端电性连接，所述第一电池单元的第二电极与所述第一负载的第二端电性连接；

第一能量转移电路，电性连接于所述第一电池单元以及所述第二电池单元，用于在所述第一电池单元和所述第二电池单元间转移电能。

2.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述第一能量转移电路包含第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、电感及电容，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管及所述第四开关管依次串联连接，所述第一开关管的第一端与所述第二电池单元的第二电极电性连接，所述第二开关管的第二端和所述第三开关管的第一端电性连接所述第二电池单元的第一电极和所述第一电池单元的第二电极，所述第四开关管的第二端与所述第一电池单元的第一电极电性连接，所述电感和所述电容串联连接形成串联支路，所述串联支路的第一端电性连接于所述第一开关管的第二端和所述第二开关管的第一端，所述串联支路的第二端电性连接于所述第三开关管的第二端和所述第四开关管的第一端。

3.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述第一能量转移电路包含第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、电感及电容，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管及所述第四开关管依次串联连接，所述第一开关管的第一端与所述第二电池单元的第二电极电性连接，所述电感的第一端电性连接所述第二开关管的第二端和所述第三开关管的第一端，所述电感的第二端电性连接至所述第二电池单元的第一电极和所述第一电池单元的第二电极，所述第四开关管的第二端与所述第一电池单元的第一电极电性连接，所述电容的第一端电性连接至所述第一开关管的第二端及所述第二开关管的第一端，所述电容的第二端电性连接至所述第三开关管的第二端及所述第四开关管的第一端。

4.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述第一能量转移电路包含第一开关管、第二开关管、第一电感、第二电感及电容，所述第二电池单元的所述第二电极电性连接至所述第一电感的第一端，所述第一电感的第二端电性连接至所述电容的第一端，所述电容的第二端电性连接至所述第二电感的第一端，所述第二电感的第二端电性连接至所述第一电池单元的第一电极，所述第一开关管的第一端电性连接于所述第一电感的第二端及所述电容的第一端，所述第一开关管的第二端电性连接于所述第一电池单元的第二电极及所述第二电池单元的第一电极，所述第二开关管的第一端电性连接于所述第一电池单元的第二电极及所述第二电池单元的第一电极，所述第二开关管的第二端电性连接于所述第二电感的第一端及所述电容的第二端。

5.如权利要求2-4中任一项所述的供电电路，其特征在于，所述电子设备还包含一第二负载，所述供电电路还包含一第一升压电路，所述第一电池单元的第一电极、所述第二电池单元的第二电极和所述第二负载电性连接于所述第一升压电路，所述第一升压电路用于将所述第二电池单元的第二电极的所述第二电压升高至第三电压并向所述第二负载提供所述第三电压。

6.如权利要求5所述的供电电路，其特征在于，所述第二负载是LED负载。

7.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述电子设备还包括充电接口，所述第一电池单元的第一电极电性连接于所述充电接口的一负极，所述第二电池单元的第二电极电性连接于所述充电接口的一正极。

8.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述电子设备还包括充电接口，所述供电电路还包含第一开关单元、第二开关单元及第二升压电路，所述第一开关单元的第一端电性连接于所述充电接口的正极，所述第一开关单元的第二端电性连接于所述第二电池单元的第二电极；所述第二开关单元的第一端电性连接于所述充电接口的正极，所述第二升压电路与所述第二开关单元的第二端、所述充电接口的负极、所述第一电池单元的第一电极和所述第二电池单元的第二电极电性连接。

9.如权利要求8所述的供电电路，其特征在于，当所述充电接口接收的一充电电压大于一第一阈值时，所述第一开关单元导通，所述第二开关单元关断；当所述充电电压小于一第二阈值时，所述第二开关单元导通，所述第一开关单元关断，所述第二升压电路将所述充电电压升高并向所述第一电池单元和所述第二电池单元供电。

10.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述电子设备还包括充电接口，所述供电电路还包含第一开关单元、第二开关单元及降压电路，所述第一开关单元的第一端电性连接于所述充电接口的正极，所述第一开关单元的第二端电性连接于所述第二电池单元的第二电极；所述第二开关单元的第一端电性连接于所述充电接口的正极，所述降压电路与所述第二开关单元的第二端、所述充电接口的负极、所述第一电池单元的第一电极和所述第一电池单元的第二电极电性连接。

11.如权利要求10所述的供电电路，其特征在于，当所述充电接口接收的一充电电压大于一第一阈值时，所述第一开关单元导通，所述第二开关单元关断；当所述充电电压小于一第二阈值时，所述第二开关单元导通，所述第一开关单元关断，所述降压电路将所述充电电压降低并向所述第一电池单元供电。

12.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包含：

第三电池单元，所述第三电池单元与所述第一电池单元和所述第二电池单元串联连接，所述第三电池单元的第一电极与所述第二电池单元的第二电极电性连接，所述第三电池单元的第二电极具有一第四电压；

第二能量转移电路，电性连接于所述第二电池单元以及所述第三电池单元，所述第二能量转移电路在所述第二电池单元和所述第三电池单元间转移电能；或，所述第二能量转移电路电性连接于所述第一电池单元以及所述第三电池单元，用于在所述第一电池单元和所述第三电池单元间转移电能。

13.如权利要求12所述的供电电路，其特征在于，所述第二能量转移电路与所述第一能量转移电路具有相同的拓扑结构。

14.如权利要求12所述的供电电路，其特征在于，所述电子设备还包括充电接口，所述供电电路还包含第一开关单元、第二开关单元及第二升压电路，所述第一开关单元的第一端电性连接于所述充电接口的正极，所述第一开关单元的第二端电性连接于所述第三电池单元的第二电极；所述第二开关单元的第一端电性连接于所述充电接口的正极，所述第二升压电路与所述第二开关单元的第二端、所述充电接口的负极、所述第一电池单元的第一电极和所述第三电池单元的第二电极电性连接。

15.如权利要求14所述的供电电路，其特征在于，当所述充电接口接收的一充电电压大于一第一阈值时，所述第一开关单元导通，所述第二开关单元关断；当所述充电电压小于一第二阈值时，所述第二开关单元导通，所述第一开关单元关断，所述第二升压电路将所述充电电压升高并向所述第一电池单元、所述第二电池单元及所述第三电池单元供电。

16.如权利要求12所述的供电电路，其特征在于，所述电子设备还包括一充电接口，所述供电电路还包含第一开关单元、第二开关单元及降压电路，所述第一开关单元的第一端电性连接于所述充电接口的一正极，所述第一开关单元的第二端电性连接于所述第三电池单元的第二电极；所述第二开关单元的第一端电性连接于所述充电接口的正极，所述降压电路与所述第二开关单元的第二端、所述充电接口的一负极、所述第一电池单元的第一电极和所述第一电池单元的第二电极电性连接。

17.如权利要求16所述的供电电路，其特征在于，当所述充电接口接收的一充电电压大于一第一阈值时，所述第一开关单元导通，所述第二开关单元关断；当所述充电电压小于一第二阈值时，所述第二开关单元导通，所述第一开关单元关断，所述降压电路将所述充电电压降低并向所述第一电池单元供电。

18.如权利要求12所述的供电电路，其特征在于，所述电子设备还包括一充电接口，所述第一电池单元的第一电极电性连接于所述充电接口的负极，所述第三电池单元的第二电极电性连接于所述充电接口的正极。

19.如权利要求12所述的供电电路，其特征在于，所述电子设备还包含第二负载，所述供电电路还包含第一升压电路，所述第一电池单元的第一电极、所述第三电池单元的第二电极和所述第二负载电性连接于所述第一升压电路，所述第一升压电路用于将所述第三电池单元的第二电极的所述第四电压升高至第三电压并向所述第二负载提供所述第三电压。

20.如权利要求19所述的供电电路，其特征在于，所述第二负载是LED负载。

21.如权利要求12所述的供电电路，其特征在于，所述供电电路还包含：

第四电池单元，所述第四电池单元与所述第一电池单元、所述第二电池单元和所述第三电池单元串联连接，所述第四电池单元的第一电极与所述第三电池单元的第二电极电性连接，所述第四电池单元的第二电极具有一第五电压；

第三能量转移电路，电性连接于所述第三电池单元以及所述第四电池单元，所述第三能量转移电路在所述第三电池单元和所述第四电池单元间转移电能；或，所述第三能量转移电路电性连接于所述第一电池单元以及所述第四电池单元，所述第三能量转移电路在所述第一电池单元和所述第四电池单元间转移电能。

22.如权利要求21所述的供电电路，其特征在于，所述第二能量转移电路、所述第三能量转移电路与所述第一能量转移电路具有相同的拓扑结构。

23.一种电子设备，其特征在于，包含上述权利要求1-22中任一项所述的供电电路。

24.如权利要求23所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备是手机、虚拟现实设备及可穿戴设备中的至少一者。

25.如权利要求23所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还具有一外部充电装置，所述外部充电装置通过电性连接或无线传输的方式向所述电子设备的所述供电电路传输电能。