[发明专利]电压转换电路及电子设备

说明书

本申请适用于电源技术领域，提供了一种电压转换电路及电子设备，包括三电平变压单元、驱动单元及电压平衡单元，三电平变压单元对第一端接收到的第一电压信号进行降压处理，并从第二端输出降压处理后的第一电压信号，对第二端接收到的第二电压信号进行升压处理，并从第一端输出降压处理后的第二电压信号；驱动单元基于降压处理后的第一电压信号或升压处理后的第二电压信号生成第一开关驱动信号；电压平衡单元包括第一电容，电压平衡单元基于第一开关控制信号生成电容开关驱动信号，并基于电容开关驱动信号控制第一电容将第二功率管与第三功率管的共接点的电压调节为目标电压的一半，提高了电压转换电路的电能转换效率，降低了电压转换电路的成本。

技术领域

本申请属于电源技术领域，尤其涉及一种电压转换电路及电子设备。

背景技术

三电平降压型变换器是电子设备中常用的一种电压转换电路，其可以将电子设备的电源端口输入的高电压转换为电池充电所需的低电压，从而为电池充电。三电平降压型变换器的结构通常如图1A所示，其中，功率管Q1和功率管Q4分别由一对互补的驱动信号驱动，功率管Q2和功率管Q3分别由另一对互补的驱动信号驱动，这两对互补的驱动信号的占空比相同，相位相差180度。

为了使三电平降压型变换器中的各个器件始终工作在低电压状态，需要在各个功率管导通之前将飞跨电容Cfly两端的电压预充至输入电压的一半左右，这样三电平降压型变换器处于稳态时，各个功率管的两个导通端之间的电压也为输入电压的一半左右，从而使三电平降压变换器可以采用具有更低耐压性的器件，能够降低三电平降压变换器的成本。然而，由于实际应用中各个功率管的导通电阻或驱动电路的不对称性，导致飞跨电容Cfly两端的电压往往会偏离输入电压的一半较远，这样不仅会使部分器件工作在更高的电压应力下，而且会导致流经输出电感L0的电流波纹增大，降低了三电平降压型变换器的电能转换效率。现有技术通常是采用调节各个功率管的驱动信号的占空比的方式，或采用对飞跨电容Cfly进行充放电的方式来解决电能转换效率低的技术问题，然而，调节占空比的方式在占空比为50%左右时的调节能力较差，会导致两相功率管的占空比严重不对称，进而导致流经输出电感L0的电流纹波增大，无法有效提高三电平降压变换器的电能转换效率；对飞跨电容Cfly进行充放电的方式的动态调节速度较慢，也无法有效提高三电平降压变换器的电能转换效率。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种电压转换电路及电子设备，以解决现有的三电平降压变换器的电能转换效率低，且成本较高的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种电压转换电路，包括三电平变压单元、驱动单元及电压平衡单元；

所述三电平变压单元包括飞跨电容、输出电感以及依次串接在所述三电平变压单元的第一端与地之间的第一功率管、第二功率管、第三功率管及第四功率管，所述飞跨电容连接在所述第一功率管与所述第二功率管的共接点以及所述第三功率管与所述第四功率管的共接点之间，所述输出电感连接在所述第二功率管与所述第三功率管的共接点以及所述三电平变压单元的第二端之间；所述三电平变压单元用于基于第一开关驱动信号对所述第一端接收到的第一电压信号进行降压处理，并从所述第二端输出降压处理后的所述第一电压信号；或者用于基于所述第一开关驱动信号对所述第二端接收到的第二电压信号进行升压处理，并从所述第一端输出升压处理后的所述第二电压信号；

所述驱动单元的输入端连接所述第一端或所述第二端，所述驱动单元的四个驱动端分别与所述第一功率管的受控端、所述第二功率管的受控端、所述第三功率管的受控端及所述第四功率管的受控端连接，所述驱动单元用于基于降压处理后的所述第一电压信号或升压处理后的所述第二电压信号生成第一开关控制信号，并基于所述第一开关控制信号生成所述第一开关驱动信号，且基于所述第一开关驱动信号对所述第一功率管、所述第二功率管、所述第三功率管及所述第四功率管进行驱动控制；