[发明专利]电源转换系统、包括其的电子设备及集成电路

说明书

本发明提出一种电源转换系统、包括其的电子设备及集成电路，涉及电源领域，通过设置一与开关电容转换器的开关串联支路连接的第二开关串联支路，并第二开关串联支路内的开关管与开关电容转换器的开关串联支路内的开关管配合实现三电平降压变换器的功能，而实现三电平降压变换器与开关电容转换器的集成，减少了开关管的数量，体积小、成本低，且在实现为对电子设备的耗电单元供电的同时，实现对电子设备的电池组充电全过程的高效率。

技术领域

本发明涉及电源领域，尤其是电源转换系统、包括其的电子设备及集成电路。

背景技术

随着技术的不断进步，各种电子设备，如便携式设备(包括移动电话、平板电脑、数码相机、MP3播放器和/或其他类似的电子设备)已经流行起来。每个电子设备可以采用多个可充电的电池单元串联和/或并联连接而形成用于存储电能的可充电电池组。可充电电池组可由连接至电子设备的适配器和电子设备内的电源转换结构进行充电，以恢复电池的能量，可充电电池组可为各种类型的电池组，如锂离子(Li-ion)电池组。

适用于给可充电电池组充电的电源转换结构多种多样。请参阅图1所示的典型的降压变换器及图2所示的典型的三电平降压变换器，其为基于电感的降压变换器，被广泛应用于为电池组充电的电源转换结构。图1中，开关管S1、开关管S2、电感L、输入侧电容Cin以及输出侧电容Cout构成典型的降压变换器。图2中，开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、电感L、飞跨电容Cf、输入侧电容Cin以及输出侧电容Cout构成典型的三电平降压变换器。然而上述两种变换器效率较低，如图1所示的典型的降压变换器的效率约为92％，图2所示的典型的三电平降压变换器的效率约为95.5％，无法满足市场对快速充电以及电源转换结构高效率的需求。请参阅图3所示的典型的开关电容转换器及图4所示的典型的两相开关电容转换器，其可以实现输入与输出比为1:1或2:1的变比。图3中，开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、飞跨电容Cf、输入侧电容Cin以及输出侧电容Cout构成典型的开关电容转换器。图4中，开关管S1至开关管S8、飞跨电容Cf1和Cf2、输入侧电容Cin以及输出侧电容Cout构成典型的两相开关电容转换器。由于开关电容转换器结构紧凑，且效率较高，而得到广泛应用，尤其是图4所示的典型的两相开关电容转换器。

随着电源技术的发展，基于电感的降压变换器与开关电容转换器配合形成的电源转换结构以对可充电电池组充电得到认可，其可兼具基于电感的降压变换器和开关电容转换器的优点，且可灵活配置以满足电池组不同充电阶段的需求，其中电池组包括涓流充电阶段、预充电阶段、恒流充电阶段、恒压充电阶段和截止充电阶段。然而，目前的基于电感的降压变换器与开关电容转换器的配合方案的开关管数量多，成本高，体积大。

也即目前的电源转换结构均无法满足电池组充电全过程的高效率，且电源转换结构的成本高，体积大，与电源变换器小型化、低成本、高效率的发展趋势相悖。

发明内容