[發明專利]電壓轉換電路與電子設備

有效

• 申請號: 202210529699.5
• 申請日: 2022-05-16
• 公開（公告）號: CN114640262B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 韓雙;劉銳;楊松楠
• 申請（專利權）人: 廣東希荻微電子股份有限公司
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M1/088;H02M3/158
• 代理公司: 深圳市六加知識產權代理有限公司 44372
• 代理人: 陳培湧

本申請公開了一種電壓轉換電路與電子設備，涉及電子電路技術領域。電壓轉換電路包括輸入端、輸出端、第一儲能支路、第二儲能支路、第三儲能支路與控制器。輸入端用于與輸入電源連接，輸出端用于與負載連接，第一儲能支路與輸入端、第二儲能支路及第三儲能支路連接，第二儲能支路與第三儲能支路及輸出端連接。第一儲能支路包括第一電容、第二電容、第一開關、第二開關、第三開關與第四開關。控制器分別與第一儲能支路、第二儲能支路及第三儲能支路的各開關的第一端連接，控制器用于控制各開關的導通與關斷，以使輸入端的電壓與輸出端的電壓的比值為2N：D，其中，N為≥2的整數。通過上述方式，能夠提高電壓轉換效率。

技術領域

本申請涉及電子電路技術領域，特別是涉及一種電壓轉換電路與電子設備。

背景技術

隨著云計算和大數據中心的快速普及，電能的消耗也急劇增加。為了進一步提升轉換效率和節省能耗，通訊電源的總線電壓也逐漸的從12V向48V躍遷。48V總線電壓能夠解決當前12V總線隨著功率的增加出現的損耗過大，成本過高以及設計更加復雜等問題，但也對電源系統的設計提出了新的挑戰。其中最為突出的是如何高效地把48V電壓轉換為更低的電壓供給CPU、DDR內存等使用，例如1.0V~2.0V。

傳統的兩級架構是使用LLC開關電源將48V轉換為12V，然后級聯現有的12V總線多相控制器來達成此目的。然而，該種兩級架構的轉換效率仍然不夠理想。以12V轉1V變換級為例，現有技術往往采用傳統的降壓DC/DC結構，這使得電路中所有的功率開關都需要耐受12V的輸入電壓，而同時需要單獨輸出全部的輸出電流。這并不是對功率開關器件的最有效的利用，隨之帶來的是更高的功率損耗和不盡人意的電壓轉換效率。

發明內容

本申請旨在提供一種電壓轉換電路與電子設備，能夠提高電壓轉換效率。

為實現上述目的，第一方面，本申請提供一種電壓轉換電路，包括：

輸入端、輸出端、第一儲能支路、第二儲能支路、第三儲能支路與控制器；

所述輸入端用于與輸入電源連接，所述輸出端用于與負載連接，所述第一儲能支路的第一端接地，所述第一儲能支路的第二端與所述輸入端連接，所述第一儲能支路的第三端與所述第二儲能支路的第一端連接，所述第一儲能支路的第四端與所述第三儲能支路的第一端連接，所述第二儲能支路的第二端與所述第三儲能支路的第三端連接，所述第二儲能支路的第三端與所述第三儲能支路的第二端連接，所述第二儲能支路的第四端與所述第三儲能支路的第四端均與所述輸出端連接；

其中，所述第一儲能支路包括第一電容、第二電容、第一開關、第二開關、第三開關與第四開關；

所述第一電容的第一端接地，所述第一電容的第二端分別與所述輸入端及所述第一開關的第三端連接，所述第一開關的第二端分別與所述第二開關的第三端及所述第二電容的第一端連接，所述第二開關的第二端與所述第二儲能支路的第一端連接，所述第二電容的第二端分別與所述第三開關的第三端及所述第四開關的第二端連接，所述第三開關的第二端接地，所述第四開關的第三端與所述第三儲能支路的第一端連接，其中，所述第一電容的第一端為所述第一儲能支路的第一端，所述第一電容的第二端為所述第一儲能支路的第二端，所述第二開關的第二端為第一儲能支路的第三端，所述第四開關的第三端為所述第一儲能支路的第四端；

所述控制器分別與所述第一儲能支路、所述第二儲能支路及所述第三儲能支路的各開關的第一端連接，所述控制器用于控制所述各開關的導通與關斷，以使所述輸入端的電壓與所述輸出端的電壓的比值為2N：D，其中，N為≥2的整數，D為所述控制器輸出的控制所述第一開關、所述第二開關、所述第三開關與所述第四開關的信號的第一占空比。

在一種可選的方式中，在N為≥2的偶數時，所述第二儲能支路包括第三電容、第一電感、第五開關與第六開關，所述第三儲能支路包括第四電容、第二電感、第七開關與第八開關；