一种开关电容转换器、芯片及电子设备的制作方法

本发明实施方式涉及电子，特别是涉及一种开关电容转换器、芯片及电子设备。

背景技术：

1、随着技术的进一步发展，各种电子设备(诸如手机、平板电脑、ar、vr设备等)变得流行起来。便携式设备可以采用多个可再充电电池单元。多个可再充电电池单元可以串联连接或并联连接，以便形成用于存储电能的可再充电电池组。

2、电池充电器用于恢复电池的电量。控制电池充电器向包括串联连接的第一电池和第二电池的双电池系统提供电压(例如，恒压充电模式)和电流(例如，恒流充电模式)，以便恢复双电池系统电量。

3、由于只需较小的充电电流，串联连接的双电池的充电时间较并联连接的双电池更少。这一优势使得串联连接的双电池被越来越多地应用于现今的电子设备中。当两节电池串联后，在电池满充时，能提供约9.5v的电池电压。而电子设备如手机的系统端供电电压不低于3.7v。因此，通常在充电芯片与电池组之间会设置一2:1/1:2的开关电容芯片，即在充电时，电流经充电芯片及转换比设置为1:2的开关电容芯片至串联电池组以为其充电，在放电时，电池组经转换比设置为2:1的开关电容芯片为电子设备的系统供电。

4、然而，当电池组放电至电池电压为6-7v时，经2:1的开关电容芯片提供给系统端的供电电压为3-3.5v，已无法满足系统端的供电电压要求，导致电子设备自动关机。此外，现今使用的硅负电极电池更加凸显了这一问题。单节硅负电极电池的过放电压可以低至2.5v，远低于电子设备的系统端供电电压，从而无法使用电池在低电压下的剩余电量，电池使用效率低下。

技术实现思路

1、本发明实施方式主要解决的技术问题是提供一种开关电容转换器及芯片，能够在电池处于过放状态时仍能符合电子设备的系统供电要求，从而提高电池的使用效率，同时尽可能地减少开关电容转换器的控制开关的数量以减小转换器的尺寸。

2、根据一个实施例，提供了一种开关电容转换器，包括：串联连接的第一开关、第二开关、第三开关、第六开关和第七开关，其中所述第一开关的第一端连接输入端，所述第七开关的第二端连接参考端；第一电容，所述第一电容的第一端连接所述第一开关的第二端，所述第一电容的第二端连接所述第三开关的第二端；第二电容，所述第二电容的第一端连接所述第二开关的第二端，所述第二电容的第二端连接所述第六开关的第二端；串联连接的第四开关和第五开关，其中所述第四开关的第一端连接所述第一开关的第二端，所述第五开关的第二端连接所述第三开关的第二端；以及输出电容，所述输出电容的第一端为输出端，且连接第四开关和第五开关的共节点，所述输出电容的第二端连接所述参考端。

3、根据另一个实施例，提供了一种芯片，包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关和第七开关，其中，所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第六开关和所述第七开关串联连接，其中所述第一开关的第一端连接输入端，所述第七开关的第二端连接参考端，所述第一开关的第二端连接第一电容的第一端，所述第三开关的第二端连接第一电容的第二端，所述第二开关的第二端连接第二电容的第一端，所述第六开关的第二端连接第二电容的第二端；所述第四开关和所述第五开关串联连接，其中所述第四开关的第一端连接所述第一开关的第二端，所述第五开关的第二端连接所述第三开关的第二端，所述第四开关的第二端连接输出电容的第一端和输出端，所述第七开关的第二端连接输出电容的第二端。

4、根据又一个实施例，提供了一种电子设备，包括上述的开关电容转换器，或上述芯片。

5、根据又一个实施例，提供了一种开关电容转换器，其通过输入端接收输入电压并通过输出端提供输出电压，包括：第一电容；第二电容；输出电容；和开关网络，配置为用于改变输入端、输出端、所述第一电容、所述第二电容和所述输出电容之间的连接关系，其中，根据所述开关网络的运行，从3：2或2：1中选择所述输入电压与所述输出电压的比率。

6、通过上述的开关电容转换器，只使用七个开关管即可以实现输入电压vin与输出电压vo的可变换的电压转换比。即使两节电池串联的电池组放电至6v电压甚至更低，经上述3：2的开关电容转换器后，其输出电压约为4v。如此，仍能满足系统端所需要的供电电压，从而保证电子设备的正常运行，不会自动关机，并且提供电池的使用效率。

7、前面已经相当广泛地概述了本公开的特征和技术优点，以便可以更好地理解以下公开的详细描述。下文将描述本公开的附加特征和优点，其构成本公开权利要求的主题。本领域技术人员应当理解，所公开的概念和具体实施例可以容易地用作修改或设计用于实现本公开的相同目的的其他结构或过程的基础。本领域技术人员还应该认识到，这样的等效结构不脱离所附权利要求中阐述的本公开内容的精神和范围。

技术特征：

1.一种开关电容转换器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的开关电容转换器，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的开关电容转换器，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的开关电容转换器，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的开关电容转换器，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的开关电容转换器，其特征在于，

7.一种芯片，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的芯片，其特征在于，

9.根据权利要求7所述的芯片，其特征在于，

10.根据权利要求7所述的芯片，其特征在于，

11.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1-6中任一项所述开关电容转换器，或根据权利要求7-10中任一项所述芯片。

12.一种开关电容转换器，其通过输入端接收输入电压并通过输出端提供输出电压，包括：

13.根据权利要求12所述的开关电容转换器，其特征在于，

14.根据权利要求12所述的开关电容转换器，其特征在于，

技术总结
本发明实施方式公开了一种开关电容转换器、芯片及电子设备，本申请的一个方面的开关电容转换器包括第一开关、第二电容、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关和第七开关以及第一电容、第二电容和输出电容，通过控制开关实现输入电压和输出电压之间的电压转换。通过上述方式，本发明实施方式能够在实现3：2或2：1的电压转换的基础上减少开关管的使用，降低硬件成本，并且能更有效地使用电池的电量。

技术研发人员：张俊贺
受保护的技术使用者：上海伏达半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5