[发明专利]电压变换电路及电源系统

说明书

本申请实施例提供了一种电压变换电路以及电源系统，该电压变换电路包括：谐振电容变换单元、电压变换单元和n个电容单元；n个电容单元包括第一电容单元、第二电容单元和第三电容单元；谐振电容变换单元包括第一输出端、第二输出端和第三输出端，电压变换单元和第一电容单元分别连接在第一输出端和第二输出端之间；第二电容单元连接在第二输出端和第三输出端之间；电压变换单元包括第四输出端和第五输出端，第三电容单元连接在第四输出端和第五输出端之间；其中，n为大于2的整数。本申请提供的电压变换电路，通过采用较少的元器件，即可实现电压变换电路的输出电压在一定的数值范围内连续可调。同时，本申请提供的电压变换电路具有较高的输出电流，低功率耗散。

技术领域

本申请实施例涉及电子电路技术，尤其涉及一种电压变换电路以及电源系统。

背景技术

随着人工智能技术的发展，人工智能芯片也应运而生。为了满足人工智能技术领域的各种需求，具有各种功能的人工智能芯片逐渐增多。现有的人工智能芯片，通常需要低电压(例如0.7V电压)供电。而现有的通信系统中，所采用的统一供电标准为48V。这就需要将现有的48V电压转换成低电压以驱动人工智能芯片工作。同时，驱动人工智能芯片工作的电流通常较高(例如700A)。这就需要转换后的电压可在较宽的范围内调节、同时还具有较高的输入电流。也即是说，该电压转换装置在电压转换过程中，具有较小的功率耗散。同时，为了保证人工智能芯片具有稳定的工作环境，通常还需要转换后的电压具有较快的动态响应、较小的纹波，以满足高精度的人工智能芯片的运行。

相关直流-直流(DC-DC)变换技术中，包括采用输入与输出的电压之间电压转换比率固定的方式。如图1所示，图1示出了现有技术中的电压变换电路的示意图。图1所示的电压变换电路包括开关管Q₀₁-Q₀₁₀十个开关管。通过分别控制各开关管的开通和管断，实现电容C₀₁-C₀₄和电感L₀₁-L₀₃的充放电，从而将输入电压V_in-dc逐级传输至输出端V_0out，从而实现对输入电压V_in-dc的降压。如图1所示的电压变换电路为开环电路，其可实现输入输出之间4比1的电压增益。也即是说，当输入电压为48V时，利用该电压变换电路可以实现固定12V的输出电压。从图中可以看出，如图1所示的电压变换电路实现4比1的电压增益需要10个开关管，如果增大电压增益，则需更多的开关管，使得元器件占用过多的版图，不利于高度集成化电路的实现。如图1所示的电压变换电路，输入输出的电压增益固定，也即只能输出固定电压值。如果需要改变输出电压值，只能通过增加开关管或减少开关管实现，降低了电路的灵活性。

发明内容

本申请提供的电压变换电路，通过采用较少的元器件，即可实现电压变换电路的输出电压在一定的数值范围内连续可调。同时，本申请提供的电压变换电路具有较高的输出电流，低功率耗散。

为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种电压变换电路，电压变换电路包括：谐振电容变换单元、电压变换单元和n个电容单元；n个电容单元包括第一电容单元、第二电容单元和第三电容单元；谐振电容变换单元包括第一输出端、第二输出端和第三输出端，电压变换单元和第一电容单元分别连接在第一输出端和第二输出端之间；第二电容单元连接在第二输出端和第三输出端之间；电压变换单元包括第四输出端和第五输出端，第三电容单元连接在第四输出端和第五输出端之间；其中，n为大于2的整数。

本申请提供的电压变换电路，通过采用谐振电容变换单元和DC-DC变换单元连接的拓扑结构，同时，将谐振电容变换器作为电压变换电路的前级输入单元、将DC-DC变换单元作为电压变换电路的后级输出单元，可以使得电压变换电路的输出电压可以在较宽的数值范围内可调。通过改变DC-DC变换电路的电路拓扑结构，可以实现升压变换、降压变换、升降压变换等，提高电路灵活性。