电压转换电路和供电装置的制作方法

本发明涉及电压转换，特别是涉及一种电压转换电路和供电装置。

背景技术：

1、在现代控制系统（control system）中，多电压需求非常普遍。比如，控制系统中不同的功能模块可能需要不同的工作电压来驱动。示例性地，在一种典型的控制系统中，通常采用主电源提供初始供电，而涉及到驱动不同的功能模块时，可能会要求提供高于主电源电压的电压，或低于主电源电压的电压，甚至在特定场合下还可能需要负电压。

2、传统技术通常针对每一路所需输出电压单独设计相应的直流-直流转换器（dc-dcconverter）。例如，对于输出电压低于输入电压的场景，可采用buck（降压变换器）电路或ldo（low dropout regulator，低压差线性稳压器）；对于输出电压高于输入电压的场景，可采用boost（升压变换器）电路或其他升压拓扑；对于负电压输出需求，则可采用反相buck-boost转换器或转换器 等拓扑实现。

3、因此，当系统需要同时提供多个不同电压等级时，通常需要配置多个不同类型的dc-dc转换器。这种方式不仅增加了电源系统的设计复杂度，而且需要引入更多的电子元器件，从而导致制造成本显著增加。

技术实现思路

1、根据本技术的各种实施例，提供一种电压转换电路和供电装置。

2、一种电压转换电路，包括：转换模块，所述转换模块包括开关管，且所述转换模块的输入电压和输出电压不同；至少一个电压生成模块，每个电压生成模块的第一输入端用于接收第一输入电压，每个电压生成模块的第二输入端与所述开关管的周期性跳变节点连接，用于接收第二输入电压，所述第二输入电压为跳变电压；其中，每个电压生成模块用于根据所述第一输入电压和所述第二输入电压，在所述电压生成模块的输出端产生目标电压；所述目标电压与所述转换模块的输出电压不同。

3、在其中一个实施例中，所述电压生成模块包括：第一二极管，所述第一二极管的第一端用于接收所述第一输入电压；第一电容器，所述第一电容器的第一端与所述第一二极管的第二端连接，所述第一电容器的第二端与所述周期性跳变节点连接；第二二极管，所述第二二极管的第一端与所述第一二极管的第二端连接；第二电容器，所述第二电容器的第一端与所述第二二极管的第二端连接，且连接节点作为所述电压生成模块的输出端，所述第二电容器的第二端与参考端连接。

4、在其中一个实施例中，所述第一二极管的第一端、所述第二二极管的第一端分别为二极管的阳极，所述第一二极管的第二端、所述第二二极管的第二端分别为二极管的阴极；其中，所述电压生成模块输出的目标电压大于所述第一输入电压，并且大于所述第二输入电压。

5、在其中一个实施例中，所述第一二极管的第一端、所述第二二极管的第一端分别为二极管的阴极，所述第一二极管的第二端、所述第二二极管的第二端分别为二极管的阳极；其中，所述电压生成模块输出的目标电压为负电压。

6、在其中一个实施例中，所述电压生成模块还包括：第三电容器，所述第三电容器的第一端与所述第一二极管的第一端连接，所述第三电容器的第二端接地。

7、在其中一个实施例中，所述电压生成模块还包括：第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述第一电容器的第二端连接，所述第一电阻的第二端与所述周期性跳变节点连接；或者，所述第一电阻的第一端与所述第一二极管的第二端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一电容器的第一端连接。

8、在其中一个实施例中，在所述转换模块的输入电压大于输出电压的情况下，所述电压生成模块的第一输入端与所述转换模块的输出端连接，或者，所述电压生成模块的第一输入端与外部电源连接。

9、在其中一个实施例中，在所述电压生成模块的第一输入端与外部电源连接、且所述电压生成模块输出的电压为负电压的情况下，所述电压生成模块的第一输入端接收的第一输入电压小于所述转换模块的输入电压。

10、在其中一个实施例中，在所述电压生成模块输出的目标电压大于所述第一输入电压，并且大于所述第二输入电压的情况下，所述目标电压根据所述转换模块的输入电压与所述电压生成模块的第一输入电压之和确定；在所述电压生成模块输出的目标电压为负电压的情况下，所述目标电压根据所述电压生成模块的第一输入电压与所述转换模块的输入电压之差确定。

11、在其中一个实施例中，在所述转换模块的输入电压小于输出电压的情况下，所述电压生成模块的第一输入端与所述转换模块的输入端连接，或者，所述电压生成模块的第一输入端与外部电源连接。

12、在其中一个实施例中，在所述电压生成模块的第一输入端与外部电源连接、且所述电压生成模块输出的电压为负电压的情况下，所述电压生成模块的第一输入端接收的第一输入电压小于所述转换模块的输出电压。

13、在其中一个实施例中，在所述电压生成模块输出的目标电压大于所述第一输入电压，并且大于所述第二输入电压的情况下，所述目标电压根据所述转换模块的输出电压与所述电压生成模块的第一输入电压之和确定；在所述电压生成模块输出的目标电压为负电压的情况下，所述目标电压根据所述电压生成模块的第一输入电压与所述转换模块的输出电压之差确定。

14、一种供电装置，包括：电压调整管，所述电压调整管的第一端用于接收供给电压，所述电压调整管的第二端用作所述供电装置的输出端；根据前述任一项所述的电压转换电路；钳位模块，所述钳位模块的第一端与所述电压转换电路的其中一个电压生成模块的输出端连接，用于接收目标电压，所述钳位模块的第二端与所述电压调整管的控制端连接；所述钳位模块用于根据所接收的目标电压生成钳位电压，并经由其第二端输出所述钳位电压；所述钳位电压用于控制所述电压调整管导通，以限制所述供电装置的输出端的电压。

15、在其中一个实施例中，所述供电装置的输出端与所述电压转换电路中的转换模块的输入端连接，所述供电装置还包括： 第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述电压调整管的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述电压调整管的控制端连接；第四电容器，所述第四电容器的第一端与所述电压调整管的控制端连接，所述第四电容器的第二端接地。

16、在其中一个实施例中，所述供电装置还包括：电源模块，在所述电源模块与所述电压转换电路中的另一电压生成模块的输出端连接时，所述电源模块通过所连接的所述另一电压生成模块输出的目标电压进行充电；在所述电源模块与所述电压调整管的第一端连接时，所述电源模块用于提供供给电压。

17、根据上述的电压转换电路，每个电压生成模块都能基于其第一输入端接收的第一输入电压、以及其第二输入端接收的第二输入电压，产生一目标电压。那么，针对n个（n为大于等于1的整数）电压生成模块，便能输出n个目标电压；再结合转换模块输出的输出电压，实际上能够获得n+1个电压，满足了多电压需求。并且，通过控制不同的电压生成模块的第一输入端接收不同的第一输入电压，还能得到多个不同的电压等级。如此，通过单个转换模块，再结合一些简单的电子元器件（用于实现电压生成模块），便能实现多通道的任意电压输出。相比于传统技术中针对每个所需电压均设计一个对应的dc-dc转换器而言，本技术可以显著降低制造成本、降低物料清单（bom）成本并节省了pcb（printed circuit board，印制电路板）占用面积。