一种直流-直流转换电路、转换器、设备及转换控制方法

本发明涉及电子，具体而言，涉及一种直流-直流转换电路、转换器、设备及转换控制方法。

背景技术：

1、随着物联网技术的不断发展，市场对便携式电子设备的需求也日益增加。对于手机、智能手表、手环、无线耳机等便携式电子设备而言，续航与便携性是用户日常使用过程中关心的关键指标。除了采用更加先进的电池技术以外，更长的续航和更紧凑的体积需求对电源管理技术也提出了新的挑战。

2、现有的电子技术往往采用传统的降压型buck电路实现从锂电池到电路模块供电端的电压转换，存在功率电感体积过大，重载下转换效率下降等问题，严重限制了便携式电子设备的体积和续航。近年来学术界提出了一些混合型多路径架构以改善相关问题，但是仍然普遍存在极端占空比下损耗过大从而导致效率下降、以及对输出电容的要求变高等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，本技术提供了一种直流-直流转换电路、转换器、设备及转换控制方法，以解决现有技术中直流-直流转换效率低下等问题。

2、为实现上述目的，本技术实施例采用的技术方案如下：

3、第一方面，本技术实施例提供一种直流-直流转换电路，所述直流-直流转换电路包括：功率电感、第一开关电容单元、第二开关电容单元；

4、所述功率电感的一端用于连接直流电压输入端，所述功率电感的另一端连接所述第一开关电容单元的输入端和所述第二开关电容单元的输入端；所述第一开关电容单元的输出端和所述第二开关电容单元的输出端均连接直流电压输出端；

5、所述第一开关电容单元的控制端和所述第二开关电容单元的控制端分别用于连接控制单元。

6、可选地，所述第一开关电容单元包括：第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关、第四功率开关、第一电容；

7、所述第一功率开关的漏端为所述第一开关电容单元的输入端，用以连接所述功率电感的另一端，所述第一功率开关的源端连接所述第二功率开关的漏端，所述第二功率开关的源端为所述第一开关电容单元的输出端；所述第二功率开关的源端连接所述第三功率开关的漏端，所述第三功率开关的源端连接所述第四功率开关的漏端，所述第四功率开关的漏端接地，所述第一功率开关和所述第二功率开关之间的第一连接点通过所述第一电容连接所述第三功率开关和所述第四功率开关之间的第二连接点；

8、所述第一开关电容单元的控制端包括：所述第一功率开关的控制端、所述第二功率开关的控制端、所述第三功率开关的控制端以及所述第四功率开关的控制端。

9、可选地，所述第二开关电容单元包括：第五功率开关、第六功率开关、第七功率开关、第八功率开关、第二电容；

10、所述第五功率开关的漏端为所述第二开关电容单元的输入端，用以连接所述功率电感的另一端，所述第五功率开关的源端连接所述第六功率开关的漏端，所述第六功率开关的源端为所述第二开关电容单元的输出端；所述第六功率开关的源端连接所述第七功率开关的漏端，所述第七功率开关的源端连接所述第八功率开关的漏端，所述第八功率开关的源端接地，所述第五功率开关和所述第六功率开关之间的第三连接点通过所述第二电容连接所述第七功率开关和所述第八功率开关之间的第四连接点；

11、所述第二开关电容单元的控制端包括：所述第五功率开关的控制端、所述第六功率开关的控制端、所述第七功率开关的控制端以及所述第八功率开关的控制端。

12、第二方面，本技术实施例提供一种直流-直流转换器，所述直流-直流转换器包括：直流电压输入端、直流电压输出端、上述第一方面中任一所述的直流-直流转换电路，以及控制模块，其中，所述直流电压输入端连接所述直流-直流转换电路中的功率电感的一端，所述直流电压输出端连接所述直流-直流转换电路中各开关电容单元的输出端；

13、所述控制模块的输出端连接所述直流-直流转换电路中的各开关电容单元的控制端，所述控制模块的输入端还连接所述直流电压输出端。

14、可选地，所述控制模块包括：控制单元以及驱动单元；

15、其中，所述控制单元的输入端为所述控制模块的输入端，以连接所述直流电压输出端，所述控制单元的输出端连接所述驱动单元的输入端，所述驱动单元的输出端为所述控制模块的输出端，以连接所述直流-直流转换电路中的各开关电容单元的控制端。

16、可选地，所述控制单元包括：误差放大器、比较器、信号发生器、锁存器、数字逻辑单元以及补偿器；

17、其中，所述误差放大器的正输入端连接预设参考电源，所述误差放大器的负输入端通过所述补偿器连接所述直流电压输出端，所述误差放大器的输出端连接所述比较器的负输入端，所述比较器的负输入端也通过所述补偿器连接所述直流电压输出端，所述比较器的正输入端连接所述信号发生器的第一输出端，所述比较器的输出端连接所述锁存器的重置端，所述信号发生器的第二输出端连接所述锁存器的设置端，所述锁存器的输出端连接所述数字逻辑单元的输入端，所述数字逻辑单元的输出端为所述控制单元的输出端。

18、可选地，所述驱动单元包括：电平移位器、栅极驱动器，电平移位器的输入端为所述驱动单元的输入端，电平移位器的输出端连接所述栅极驱动器的输入端，所述栅极驱动器的输出端为所述驱动单元的输出端。

19、第三方面，本技术实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括：第二方面中任一所述的直流-直流转换器、负载；所述直流-直流转换器的直流电压输出端连接所述负载。

20、第四方面，本技术实施例提供一种直流-直流转换控制方法，应用于第二方面中的控制单元，所述方法包括：

21、在每个控制周期内的第一子周期内，控制直流-直流转换电路中的第一开关电容单元和第二开关电容单元进行放电，以使得所述直流-直流转换电路处于第一工作状态；

22、在所述每个控制周期内的第二子周期内，控制所述第一开关电容单元进行放电，所述第二开关电容单元进行充电，以使得所述直流-直流转换电路处于第二工作状态；

23、在所述每个控制周期内的第三子周期内，控制所述第一开关电容单元和所述第二开关电容单元进行放电，以使得所述直流-直流转换电路处于所述第一工作状态；

24、在所述每个控制周期内的第四子周期内，控制所述第一开关电容单元进行充电，所述第二开关电容单元进行放电，以使得所述直流-直流转换电路处于第三工作状态。

25、可选地，所述在每个控制周期内的第一子周期内，控制直流-直流转换电路中的第一开关电容单元和第二开关电容单元进行放电之前，所述方法还包括：

26、根据所述直流-直流转换电路的占空比和预设工作周期，计算所述控制周期中的每个子周期。

27、相对于现有技术而言，本技术具有以下有益效果：

28、本技术提供一种直流-直流转换电路、转换器、设备及转换控制方法，该直流-直流转换电路包括：功率电感、第一开关电容单元、第二开关电容单元；功率电感的一端用于连接直流电压输入端，功率电感的另一端连接第一开关电容单元的输入端和第二开关电容单元的输入端；第一开关电容单元的输出端和第二开关电容单元的输出端均连接直流电压输出端；第一开关电容单元的控制端和第二开关电容单元的控制端分别用于连接控制单元。从而，延长了极端占空比下整个直流-直流转换电路中飞行电容的放电时间，提高了直流-直流转换电路的转换效率；也节省了输出电容，提高了直流-直流转换电路的功率密度。