电压转换器

技术领域

本发明涉及电力电子领域，更具体的说，涉及一种电压转换器。

背景技术

随着社会的发展，能源短缺成为人类面临的首要问题。电力电子技术近年来获得了突飞猛进的发展，高效的电压转换器是能源利用中不可或缺的组成部分。现有技术中的高效电压转换器一般采用电荷泵的形式，如图1所示，所述电压转换器包括功率开关Q1～Q8和储能电容C1～C4，所述功率开关Q1～Q4依次串联连接在所述电压转换器的输入高电位端和地电位之间，以接收输入电压Vin，所述储能电容C1耦接在功率开关Q1和Q2的公共端与功率开关Q3和Q4的公共端之间，所述储能电容C2耦接在功率开关Q2和Q3的公共端与地电位之间；所述功率开关Q5～Q8依次串联在功率开关Q2和Q3的公共端与地电位之间，所述储能电容C3耦接在功率开关Q5和Q6的公共端与功率开关Q7和Q8的公共端之间，所述储能电容C4耦接在功率开关Q6和Q7的公共端与地电位之间，所述电压转换器的输出高电位端为功率开关Q6和Q7的公共端，在所述电压转换器的输出端得到输出电压Vout。

图1所示的电压转换器能高效地完成4：1的电压转换，即输入电压Vin和输出电压Vout的比值为4：1，但需要4个储能电容和8个功率开关，且当图1所示的电压转换器封装在芯片内时，需要7个PIN脚，而现有技术中电压转换器中器件和PIN脚的个数较多，会引起成本较高的问题，因此应该尽量减少电压转换器中器件和PIN脚的个数。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种器件和PIN脚的个数较少的电压转换器，以解决现有技术中由于器件和PIN脚的个数较多而造成成本较高的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种电压转换器，包括：输入端，被配置为接收输入电压；输出端，被配置为产生输出电压；依次串联连接在所述输入端和所述输出端之间的N个开关电容电路；每一开关电容电路包括开关电路和飞跨电容，且至少第i个开关电容电路的飞跨电容被共用为第i-1个开关电容电路的输出电容，其中，N≥2，2≤i≤N；以及第一储能元件，耦接在所述输出端。

优选地，第i-1个开关电容电路的开关电路和第i个开关电容电路的开关电路复用至少部分功率开关。

优选地，第i个开关电容电路的开关电路共用第i-1个开关电容电路的开关电路中的部分功率开关。

优选地，第i-1个开关电容电路的开关电路共用第i个开关电容电路的开关电路中的全部功率开关。

优选地，第i～N个开关电容电路的飞跨电容和所述第一储能元件串联耦接后被共用为第i-1个开关电容电路的输出电容。

优选地，第i个开关电容电路的飞跨电容或第i～m个开关电容电路的飞跨电容串联耦接或第i～N个开关电容电路的飞跨电容和所述第一储能元件串联耦接后被共用为第i-1个开关电容电路的输出电容，其中，i+1≤m≤N.

优选地，在每一开关周期内，N个开关电容电路依次以开关电容模式进行工作。

优选地，在每一开关周期内，第1～N个开关电容电路依次以开关电容模式进行工作。

优选地，在每一开关周期内，第N～1个开关电容电路依次以开关电容模式进行工作。

优选地，通过控制每个开关电容电路的开关电路的功率开关的开关状态，以使得所述输出电压和所述输入电压的比值为1/2

优选地，所述第一个开关电容电路包括M-1个第一飞跨电容，且第一个开关电容电路的开关电路包括2M个第一功率开关，所述2M个第一功率开关依次串联在所述输入端的高电位端和低电位端之间，以形成2M-1个第一中间节点，所述第r个第一飞跨电容耦接在第r个第一中间节点和第2M-r个第一中间节点之间，所述第一个开关电容电路的输出端的高电位端被配置为第M个第一中间节点，其中，M≥2，1≤r≤M-1。

优选地，所述第i个开关电容电路包括M-1个第二飞跨电容，且第i个开关电容电路的开关电路包括2M-1个第二功率开关，所述2M-1个第二功率开关依次串联耦接在第i-1个开关电容电路的输出端的高电位端和低电位端之间，以形成2M-2个第二中间节点，所述第一个第二飞跨电容耦接在第i-1个开关电容电路的输出端的高电位端和第2M-2个第二中间节点之间，所述第s个第二飞跨电容耦接在第s-1个第二中间节点和第2M-s-1个第二中间节点之间，所述第i个开关电容电路的输出端的高电位端被配置为第M-1个第二中间节点，其中，2≤s≤M-1。

优选地，第一个开关电容电路的开关电路包括四个第一功率开关，所述四个第一功率开关依次串联耦接在所述输入端的高电位端和低电位端之间，以形成三个第一中间节点，所述第一个开关电容电路的飞跨电容耦接在第一个第一中间节点和第三个第一中间节点之间，所述第一个开关电容电路的输出端的高电位端被配置为第二个第一中间节点。

优选地，第i个开关电容电路的开关电路包括三个第二功率开关，所述三个第二功率开关依次串联耦接在第i-1个开关电容电路的输出端的高电位端和低电位端之间，以形成两个第二中间节点，所述第i个开关电容电路的飞跨电容耦接在第i-1个开关电容电路的输出端的高电位端和第二个第二中间节点之间，所述第i个开关电容电路的输出端的高电位端被配置为第一个第二中间节点。

优选地，所述第i个开关电容电路的开关电路还共用第i-1个开关电容电路中与其输出端的高电位端耦接的两个功率开关。

优选地，当N＝2时，第一个和第三个所述第二功率开关与第二个所述第二功率开关互补导通，且在第二个所述第二功率开关导通期间，第一个和第三个所述第一功率开关与第二个和第四个所述第一功率开关互补导通。

优选地，当N大于2时，第n个开关电容电路中第一个和第三个所述第二功率开关与第二个所述第二功率开关互补导通，且在第n个开关电容电路中第二个所述第二功率开关导通期间，第n-1个开关电容电路中第一个和第三个所述第二功率开关与第二个所述第二功率开关互补导通，且在第二个开关电容电路中第二个所述第二功率开关导通期间，第一个开关电容电路中第一个和第三个所述第一功率开关与第二个和第四个所述第一功率开关互补导通，其中，3≤n≤N。

优选地，第一个所述第一功率开关和第三个所述第一功率开关的开关状态相同，第二个所述第一功率开关和第四个所述第一功率开关的开关状态相同，第一个和第三个所述第一功率开关的开关状态与第二个和第四个所述第一功率开关的开关状态互补。

优选地，第一个所述第二功率开关和第三个所述第二功率开关的开关状态相同，第一个和第三个所述第二功率开关的开关状态和第二个所述第二功率开关的开关状态互补。

优选地，第i-1个开关电容电路的开关电路包括三个第一功率开关，所述第一个第一功率开关和第二个所述第一功率开关依次串联连接在第i-1个开关电容电路的输入端的高电位端和低电位端之间，第三个所述第一功率开关的一端耦接第i-1个开关电容电路的输入端的高电位端，第三个所述第一功率开关的另一端耦接第i-1个开关电容电路的飞跨电容，第i-1个开关电容电路的飞跨电容的另一端耦接第一个所述第一功率开关和第二个所述第一功率开关的公共端，所述第i-1个开关电容电路的输出端的高电位端被配置为第i-1个开关电容电路的飞跨电容和第三个所述第一功率开关的公共端。

优选地，第N个开关电容电路的开关电路包括四个第二功率开关，所述第一个第二功率开关和第二个所述第二功率开关依次串联连接在第N个开关电容电路的输入端的高电位端和低电位端之间，所述第三个第二功率开关和第四个所述第二功率开关依次串联连接在第N个开关电容电路的输入端的高电位端和所述输出端的高电位端，所述第N个开关电容电路的飞跨电容耦接在第一个第二功率开关和第二个第二功率开关的公共端和第三个第二功率开关和第四个第二功率开关的公共端之间。

优选地，当N＝2时，第一个所述第一功率开关与第二个和第三个所述第一功率开关互补导通，且在第一个所述第一功率开关导通期间，第一个和第四个所述第二功率开关与第二个和第三个所述第二功率开关互补导通。

优选地，当N＝2时，第p个开关电容电路中的第一个所述第一功率开关与第二个和第三个所述第一功率开关互补导通，且在第p个开关电容电路中第一个所述第一功率开关导通期间，第p+1个开关电容电路中第一个所述第一功率开关与第二个和第三个所述第一功率开关互补导通，且在第N-1个开关电容中第一个所述第一功率开关导通期间，第N个开关电容电路中第一个和第四个所述第二功率开关与第二个和第三个所述第二功率开关互补导通，其中，1≤p≤N-2。

优选地，第二个所述第一功率开关和第三个所述第一功率开关的开关状态相同，所述第一个第一功率开关的开关状态与第二个和第三个所述第一功率开关的开关状态互补。

优选地，第一个第二功率开关和第四个第二功率开关的开关状态相同，第二个第二功率开关和第三个第二功率开关的开关状态相同，所述第一个和第四个第一功率开关的开关状态与第二个和第三个所述第一功率开关的开关状态互补。

优选地，所述输出端、所述输入端、所述开关电容电路的输入端和所述开关电容电路的输出端的低电位端均为地电位端。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：本发明所述电压转换器包括输入端，被配置为接收输入电压；输出端，被配置为产生输出电压；依次串联连接在输入端和输出端之间的N个开关电容电路；每一开关电容电路包括开关电路和飞跨电容，且至少第i个开关电容电路的飞跨电容被共用为第i-1个开关电容电路的输出电容，其中，N≥2，2≤i≤N；以及第一储能元件，耦接在所述输出端。本发明中的电压转换器中的器件个数较少，且其封装在芯片内时，所需的PIN脚较少，降低了电路的成本和体积。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1为现有技术电压转换器的示意图；

图2为本发明电压转换器实施例一的电路示意图；

图3为本发明电压转换器实施例一的控制信号波形图；

图4为本发明电压转换器实施例二的电路示意图；

图5为本发明电压转换器实施例二的控制信号波形图；

图6为本发明电压转换器实施例三的电路示意图；

图7为本发明电压转换器实施例四的电路示意图；

图8为本发明电压转换器实施例四的控制信号波形图；

图9为本发明电压转换器实施例五的电路示意图；

图10为本发明电压转换器实施例五的控制信号波形图；

图11为本发明电压转换器实施例六的电路示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本发明提供了一种电压转换器，包括：输入端，被配置为接收输入电压；输出端，被配置为产生输出电压；依次串联连接在输入端和输出端之间的N个开关电容电路；每一开关电容电路包括开关电路和飞跨电容，且至少第i个开关电容电路的飞跨电容被共用为第i-1个开关电容电路的输出电容，N≥2，2≤i≤N；以及第一储能元件，耦接在所述输出端。

进一步的，第i-1个开关电容电路的开关电路和第i个开关电容电路的开关电路复用至少部分功率开关。

可选的，第i个开关电容电路的开关电路共用第i-1个开关电容电路的开关电路中的部分功率开关。可选的，第i-1个开关电容电路的开关电路共用第i个开关电容电路的开关电路中的全部功率开关。

可选的，第i～N个开关电容电路的飞跨电容和所述第一储能元件串联耦接后被共用为第i-1个开关电容电路的输出电容。可选的，第i个开关电容电路的飞跨电容或第i～m个开关电容电路的飞跨电容串联耦接或第i～N个开关电容电路的飞跨电容和所述第一储能元件串联耦接后被共用为第i-1个开关电容电路的输出电容，i+1≤m≤N.

进一步的，在每一开关周期内，N个开关电容电路依次以开关电容模式进行工作。可选的，在每一开关周期内，第1～N个开关电容电路依次以开关电容模式进行工作。可选的，在每一开关周期内，第N～1个开关电容电路依次以开关电容模式进行工作。

进一步的，通过控制每个开关电容电路的开关电路的功率开关的开关状态，以使得所述输出电压和所述输入电压的比值为1/2

图2为本发明电压转换器实施例一的电路示意图；所述电压转换器包括输入端ab、输出端cd、两个开关电容电路和第一储能元件C1。所述输入端包括高电位端a和低电位端b，用于接收输入电压Vin；所述输出端包括高电位端c和低电位端d，用于产生输出电压Vout；所述两个开关电容电路依次串联连接在所述输入端ab和所述输出端cd之间；所述第一储能元件C1耦接在所述输出端cd，以产生输出电压Vout，从而驱动负载。可选的，所述输入端的低电位端b和所述输出端的低电位端d为地电位端。

第一个开关电容电路包括飞跨电容Cf1和开关电路1，所述开关电路1包括四个第一功率开关Q11、Q12、Q13和Q14，第一功率开关Q11、Q12、Q13和Q14依次串联耦接在所述输入端的高电位端a和低电位端b之间，以形成三个第一中间节点m11、m12和m13，所述飞跨电容Cf1耦接在第一中间节点m11和第一中间节点m13之间，所述第一个开关电容电路的输出端的高电位端被配置为第一中间节点m12。可选的，第一个开关电容电路的输入端和输出端的低电位端均为地电位端。

第二个开关电容电路包括飞跨电容Cf2和开关电路，第二个开关电容电路的开关电路包括第一开关电路21，所述第一开关电路21包括三个第二功率开关Q21、Q22和Q23，第二功率开关Q21、Q22和Q23依次串联连接在所述第一个开关电容电路的输出端的高电位端(即第一中间节点m12)和低电位端之间，以形成两个第二中间节点m21和m22，所述飞跨电容Cf2耦接在第一个开关电容电路的输出端的高电位端(即第一中间节点m12)和所述第二中间节点m22之间，所述第二个开关电容电路的输出端的高电位端被配置为第二中间节点m21。可选的，第二个开关电容电路的输入端和输出端的低电位端均为地电位端。所述第二个开关电容电路的输出端耦接到所述输出端cd。

进一步的，当第一个开关电容电路以开关电容模式工作时，所述第二功率开关Q22一直导通，此时，飞跨电容Cf2和第一储能元件C1串联耦接后被共用为第一个开关电容电路的输出电容。

进一步的，当第二个开关电容电路以开关电容模式工作时，第二个开关电容电路的开关电路除了包括第一开关电路21，还共用开关电路1中的第一功率开关Q12和Q13，所述第二个开关电容电路的输出电容为所述第一储能元件C1。

进一步的，通过控制所述第一功率开关和所述第二功率开关的开关状态，以实现所述输入端ab和所述输出端cd之间的电压转换。

在本实施例中，所述电压转换器还包括控制电路，所述控制电路用于控制所述第一功率开关和所述第二功率开关的开关状态，以使得：所述第二功率开关Q21和Q23与所述第二功率开关Q22互补导通；且在所述第二功率开关Q22导通期间，所述第一功率开关Q11和Q13与所述第一功率开关Q12和Q14互补导通。

具体的，所述第二功率开关Q21和所述第二功率开关Q23的开关状态相同，所述第二功率开关Q21和Q23的开关状态与所述第二功率开关Q22的开关状态互补；且在所述第二功率开关Q22导通期间，所述第一功率开关Q11和所述第一功率开关Q13的开关状态相同，所述第一功率开关Q12和所述第一功率开关Q14的开关状态相同，所述第一功率开关Q11和Q13的开关状态与所述第一功率开关Q12和Q14的开关状态互补。

需要说明的是，为了防止功率开关的关断延迟而引起瞬时短路现象，在互补导通的两组功率开关的状态切换中间加入一个死区时间，例如，在所述第二功率开关Q21与所述第二功率开关Q22的状态切换中间插入一个死区时间，在所述第一功率开关Q11与所述第一功率开关Q14的状态切换中间插入一个死区时间，后续的互补导通均为此种情况，不再进行赘述。

本发明所述的功率开关可以采用各种现有的电可控开关器件，例如，金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、双极结型晶体管(BJT)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)等，本发明对此不进行限制。

图3为本发明电压转换器实施例一的控制信号波形图，其中G11&G13为第一功率开关Q11和Q13的控制信号，G12&G14为第一功率开关Q12和Q14的控制信号，G21&G23为第二功率开关Q21和Q23的控制信号，G22为第二功率开关Q22的控制信号，区间①～③为一个开关周期T

结合图2和图3以说明实施例一的工作过程。如图3所示，在区间①，G11&G13和G22为高电平，第一功率开关Q11和Q13以及第二功率开关Q22导通，此时，飞跨电容Cf1、飞跨电容Cf2和第一储能元件C1串联分压输入电压Vin，即：VCf1+VCf2+VC1＝Vin；

在区间②，G12&G14和G22为高电平，第一功率开关Q12和Q14以及第二功率开关Q22导通，此时，飞跨电容Cf1的一端耦接在第一中间节点m11，其另一端接地；飞跨电容Cf2的一端耦接在第一中间节点m11，飞跨电容Cf2的另一端耦接所述第一储能元件C1的一端，所述第一储能元件C1的另一端接地，即飞跨电容Cf2和第一储能元件C1组成的串联结构和飞跨电容Cf1并联，从而VCf1＝V(Cf2+C1)＝1/2*Vin；并且，此时第一个开关电容电路的输出电压等于第一中间节点m12的电压，而第一中间节点m12的电压等于飞跨电容Cf1上的电压，从而第一个开关电容电路的输出电压等于飞跨电容Cf1上的电压VCf1，即1/2*Vin。

在区间③，G21&G23为高电平，第二功率开关Q21和Q23导通，此时，飞跨电容Cf2的一端耦接在第一中间节点m12，其另一端接地；所述第一储能元件C1的一端耦接在第一中间节点m12，其另一端接地，即所述飞跨电容Cf2和所述第一储能元件C1并联，从而VCf2＝VC1＝1/4*Vin，输出电压Vout＝VC1＝1/4*Vin。

本实施例中，在每一开关周期内，第一个开关电容电路和第二个开关电容电路依次以开关电容模式进行工作。

在本实施例中，电压转换器能高效地完成4：1的电压转换，即输入电压Vin和输出电压Vout的比值为4：1，且本实施例的电压转换器仅需要3个储能元件和7个功率开关，并且当本实施例的电压转换器封装在芯片内时，仅需要6个PIN脚，相比现有技术需要4个电容、8个功率开关和7个PIN脚的方案，减小了电压转换器的器件和PIN脚的个数，从而减小了电路的成本和体积。

图4为本发明电压转换器实施例二的电路示意图；其与实施例一的区别在于：所述电压转换器包括三个开关电容电路，所述三个开关电容电路依次串联连接在所述输入端ab和输出端cd之间。

具体的，第一个开关电容电路包括飞跨电容Cf1和开关电路1，所述开关电路1包括四个第一功率开关Q11、Q12、Q13和Q14，第一功率开关Q11、Q12、Q13和Q14依次串联耦接在所述输入端的高电位端a和低电位端b之间，以形成三个第一中间节点m11、m12和m13，所述飞跨电容Cf1耦接在第一中间节点m11和第一中间节点m13之间，所述第一个开关电容电路的输出端的高电位端被配置为第一中间节点m12。可选的，第一个开关电容电路的输入端和输出端的低电位端均为地电位端。第二个开关电容电路包括飞跨电容Cf2和开关电路，第二个开关电容电路的开关电路包括第一开关电路21，所述第一开关电路21包括三个第二功率开关Q21、Q22和Q23，第二功率开关Q21、Q22和Q23依次串联连接在所述第一个开关电容电路的输出端的高电位端(即第一中间节点m12)和低电位端之间，以形成两个第二中间节点m21和m22，所述飞跨电容Cf2耦接在第一个开关电容电路的输出端的高电位端(即第一中间节点m12)和所述第二中间节点m22之间，所述第二个开关电容电路的输出端的高电位端被配置为第二中间节点m21。可选的，第二个开关电容电路的输入端和输出端的低电位端均为地电位端。第三个开关电容电路包括飞跨电容Cf3和开关电路，第三个开关电容电路的开关电路包括第一开关电路31，所述第一开关电路31包括三个第二功率开关Q31、Q32和Q33，第二功率开关Q31、Q32和Q33依次串联连接在所述第二个开关电容电路的输出端的高电位端(即第二中间节点m21)和低电位端之间，以形成两个第二中间节点m31和m32，所述飞跨电容Cf3耦接在第二个开关电容电路的输出端的高电位端(即第二中间节点m21)和所述第二中间节点m32之间，所述第三个开关电容电路的输出端的高电位端被配置为第二中间节点m31。可选的，第三个开关电容电路的输入端和输出端的低电位端均为地电位端。所述第三个开关电容电路的输出端耦接到所述输出端cd。

进一步的，当第一个开关电容电路以开关电容模式工作时，所述第二功率开关Q22和Q32一直导通，此时，飞跨电容Cf2、飞跨电容Cf3和第一储能元件C1串联耦接后被共用为第一个开关电容电路的输出电容。

进一步的，当第二个开关电容电路以开关电容模式工作时，第二个开关电容电路的开关电路除了包括第一开关电路21，还共用开关电路1中的第一功率开关Q12和Q13，所述第二功率开关Q32一直导通，此时，飞跨电容Cf3和第一储能元件C1串联耦接后被共用为第二个开关电容电路的输出电容。

进一步的，当第三个开关电容电路以开关电容模式工作时，第三个开关电容电路的开关电路除了包括第一开关电路31，还共用第一开关电路21中的第二功率开关Q21和Q22，所述第三个开关电容电路的输出电容为所述第一储能元件C1。

在本实施例中，所述电压转换器还包括控制电路，所述控制电路用于控制所述第一功率开关和所述第二功率开关的开关状态，以使得：第三个开关电容电路中所述第二功率开关Q31和Q33与所述第二功率开关Q32互补导通，且在第三个开关电容电路中所述第二功率开关Q32导通期间，第二个开关电容电路中所述第二功率开关Q21和Q23与所述第二功率开关Q22互补导通，且在第二个开关电容电路中所述第二功率开关Q22导通期间，第一个开关电容电路中所述第一功率开关Q11和Q13与所述第一功率开关Q12和Q14互补导通。

具体的，所述第二功率开关Q31和所述第二功率开关Q33的开关状态相同，所述第二功率开关Q31和Q33的开关状态和所述第二功率开关Q32的开关状态互补；且在所述第二功率开关Q32导通期间，所述第二功率开关Q21和所述第二功率开关Q23的开关状态相同，所述第二功率开关Q21和Q23的开关状态和所述第二功率开关Q22的开关状态互补；且在所述第二功率开关Q22导通期间，所述第一功率开关Q11和所述第一功率开关Q13的开关状态相同，所述第一功率开关Q12和所述第一功率开关Q14的开关状态相同，所述第一功率开关Q11和Q13的开关状态与所述第一功率开关Q12和Q14的开关状态互补。

图5为本发明电压转换器实施例二的控制信号波形图；其中G11&G13为第一功率开关Q11和Q13的控制信号，G12&G14为第一功率开关Q12和Q14的控制信号，G21&G23为第二功率开关Q21和Q23的控制信号，G22为第二功率开关Q22的控制信号，G31&G33为第二功率开关Q31和Q33的控制信号，G32为第二功率开关Q32的控制信号，区间①～④为一个开关周期T

结合图4和图5以说明实施例二的工作过程。如图5所示，在区间①，G11&G13、G22和G32为高电平，第一功率开关Q11、第一功率开关Q13、第二功率开关Q22和第二功率开关Q32导通，此时，飞跨电容Cf1、飞跨电容Cf2、飞跨电容Cf3和第一储能元件C1串联分压输入电压Vin，即：VCf1+VCf2+VCf3+VC1＝Vin；

在区间②，G12&G14、G22和G32为高电平，第一功率开关Q12、第一功率开关Q14、第二功率开关Q22和第二功率开关Q32导通，此时，飞跨电容Cf1的一端耦接第一中间节点m11，其另一端接地；所述飞跨电容Cf2的一端耦接第一中间节点m11，所述飞跨电容Cf2的另一端耦接所述飞跨电容Cf3的一端，所述飞跨电容Cf3的另一端耦接所述第一储能元件C1的一端，所述第一储能元件C1的另一端接地，即所述飞跨电容Cf2、飞跨电容Cf3和第一储能元件C1组成的串联结构和飞跨电容Cf1并联，从而VCf1＝V(Cf2+Cf3+C1)＝1/2*Vin；并且，此时第一个开关电容电路的输出电压等于第一中间节点m12的电压，而所述第一中间节点m12的电压等于飞跨电容Cf1上的电压，从而第一个开关电容电路的输出电压等于飞跨电容Cf1上的电压VCf1，即1/2*Vin。

在区间③，G21&G23和G32为高电平，第二功率开关Q21、Q23和Q32导通，此时，所述飞跨电容Cf2的一端耦接第二中间节点m21，其另一端接地；所述飞跨电容Cf3的一端耦接所述第二中间节点m21，所述飞跨电容Cf3的另一端耦接所述第一储能元件C1的一端，所述第一储能元件C1的另一端接地，即所述飞跨电容Cf3和第一储能元件C1组成的串联结构和所述飞跨电容Cf2并联，从而VCf2＝V(Cf3+C1)＝1/4*Vin；并且，此时第二个开关电容电路的输出电压等于第二中间节点m21的电压，而所述第二中间节点m21的电压等于所述飞跨电容Cf2上的电压，从而第二个开关电容电路的输出电压等于所述飞跨电容Cf2上的电压VCf2，即1/4*Vin。

在区间④，G31&G33为高电平，第二功率开关Q31和Q33导通，此时，所述飞跨电容Cf3的一端耦接所述第二中间节点m31，所述飞跨电容Cf3的另一端接地；所述第一储能元件C1的一端耦接所述第二中间节点m31，所述第一储能元件C1的另一端接地，即第一储能元件C1和所述飞跨电容Cf3并联，从而VCf3＝VC1＝1/8*Vin，电压转换器的输出电压Vout＝VC1＝1/8*Vin。

本实施例中，在每一开关周期内，第一个开关电容电路、第二个开关电容电路和第三个开关电容电路依次以开关电容模式进行工作。

在本实施例中，电压转换器能高效地完成8：1的电压转换，即输入电压Vin和输出电压Vout的比值为8：1，且本实施例的电压转换器仅需要4个储能元件和10个功率开关，并且当本实施例的电压转换器封装在芯片内时，仅需要8个PIN脚，减小了电路成本和体积。

图6为本发明电压转换器实施例三的电路示意图。其与实施例一的区别在：所述电压转换器包括N个开关电容电路，所述N个开关电容电路依次串联连接在所述输入端ab和输出端cd之间，N大于2。

第一个开关电容电路包括飞跨电容Cf1和开关电路1，所述开关电路1包括四个第一功率开关Q11、Q12、Q13和Q14，第一功率开关Q11、Q12、Q13和Q14依次串联耦接在所述输入端的高电位端a和低电位端b之间，以形成三个第一中间节点m11、m12和m13，所述飞跨电容Cf1耦接在第一中间节点m11和第一中间节点m13之间，所述第一个开关电容电路的输出端的高电位端被配置为第一中间节点m12。可选的，第一个开关电容电路的输入端和输出端的低电位端均为地电位端。第i个开关电容电路包括开关电路和飞跨电容Cfi，第i个开关电容电路的开关电路包括第一开关电路i1，所述第一开关电路i1包括三个第二功率开关Qi1、Qi2和Qi3，第二功率开关Qi1、Qi2和Qi3依次串联耦接在第i-1个开关电容电路的输出端的高电位端和低电位端之间，以形成两个第二中间节点mi1和mi2，飞跨电容Cfi耦接在第i-1个开关电容电路的输出端的高电位端和第二个第二中间节点mi2之间，所述第i个开关电容电路的输出端的高电位端被配置为第一个第二中间节点mi1，2≤i≤N。可选的，第i个开关电容电路的输入端和输出端的低电位端均为地电位端。

进一步的，当第i-1个开关电容电路以开关电容模式工作时，所述第二功率开关Q(i～N)2(即Qi2,Q(i+1)2,…,QN2)一直导通，第i～N个开关电容电路的飞跨电容Cfi～CfN和所述第一储能元件C1串联耦接后被共用为第i-1个开关电容电路的输出电容。

进一步的，当第i个开关电容电路以开关电容模式工作时，第i个开关电容电路的开关电路共用第i-1个开关电容电路的开关电路中的部分功率开关。进一步的，所述第i个开关电容电路的开关电路除了包括第一开关电路i1，还共用第i-1个开关电容电路中与其输出端的高电位端耦接的两个功率开关。具体的，当i＝2时，第二个开关电容电路的开关电路除了包括第一开关电路21，还共用第一个开关电容电路的开关电路1中的功率开关Q12和Q13；当i大于2时，所述第i个开关电容电路的开关电路除了包括第一开关电路i1，还共用第i-1个开关电容电路的第一开关电路(i-1)1中的功率开关Q(i-1)1和Q(i-1)2。

通过控制每个开关电容电路的开关电路的功率开关的开关状态，以使得所述输出电压和所述输入电压的比值为1/2

在本实施例中，所述电压转换器还包括控制电路，所述控制电路用于控制所述第一功率开关和所述第二功率开关的开关状态，以使得：第n个开关电容电路中第一个和第三个所述第二功率开关Qn1和Qn3与第二个所述第二功率开关Qn2互补导通，且在第n个开关电容电路中第二个所述第二功率开关Qn2导通期间，第n-1个开关电容电路中第一个和第三个所述第二功率开关Q(n-1)1和Q(n-1)3与第二个所述第二功率开关Q(n-1)2互补导通，且在第二个开关电容电路中第二个所述第二功率开关Q22导通期间，第一个开关电容电路中第一个和第三个所述第一功率开关Q11和Q13与第二个和第四个所述第一功率开关Q12和Q14互补导通，3≤n≤N。

具体的，第n个开关电容电路中，第一个和第三个所述第二功率开关Qn1和Qn3的开关状态相同，第一个和第三个所述第二功率开关Qn1和Qn3的开关状态与第二个所述第二功率开关Qn2的开关状态互补；且在第n个开关电容电路中第二个所述第二功率开关Qn2导通期间，第n-1个开关电容电路中第一个和第三个所述第二功率开关Q(n-1)1和Q(n-1)3的开关状态相同，第一个和第三个所述第二功率开关Q(n-1)1和Q(n-1)3的开关状态与第二个所述第二功率开关Q(n-1)2的开关状态互补；且在第二个开关电容电路中第二个所述第二功率开关Q22导通期间，第一个开关电容电路中所述第一功率开关Q11和所述第一功率开关Q13的开关状态相同，所述第一功率开关Q12和所述第一功率开关Q14的开关状态相同，所述第一功率开关Q11和Q13的开关状态与所述第一功率开关Q12和Q14的开关状态互补。

本实施例中，在每一开关周期内，第1～N个开关电容电路依次以开关电容模式进行工作。

通过以上控制方式，可以使得所述电压转换器的输出电压Vout等于1/2

需要说明的是，在上述的三个实施例中，通过上述共用之后，每个所述开关电容电路包括四个功率开关、一个飞跨电容和一个输出电容，以使得每个开关电容电路的输入电压与其输出电压的比值为2：1。但上述三个实施例中的每个开关电容电路的功率开关的数量和飞跨电容的数量以及连接方式并不限定于上述结构，本发明对此不进行限制，任意通过上述类似的共用之后，使得每个开关电容电路完成降压的功能均包含在本发明的保护范围内。

在其他的实施例中，所述第一个开关电容电路包括M-1个第一飞跨电容，且第一个开关电容电路的开关电路包括2M个第一功率开关，所述2M个第一功率开关依次串联在所述输入端的高电位端和低电位端之间，以形成2M-1个第一中间节点，所述第r个第一飞跨电容耦接在第r个第一中间节点和第2M-r个第一中间节点之间，所述第一个开关电容电路的输出端的高电位端被配置为第M个第一中间节点，其中，M≥2，1≤r≤M-1。所述第i个开关电容电路包括M-1个第二飞跨电容，且第i个开关电容电路的开关电路包括2M-1个第二功率开关，所述2M-1个第二功率开关依次串联耦接在第i-1个开关电容电路的输出端的高电位端和低电位端之间，以形成2M-2个第二中间节点，所述第一个第二飞跨电容耦接在第i-1个开关电容电路的输出端的高电位端和第2M-2个第二中间节点之间，所述第s个第二飞跨电容耦接在第s-1个第二中间节点和第2M-s-1个第二中间节点之间，所述第i个开关电容电路的输出端的高电位端被配置为第M-1个第二中间节点，其中，2≤s≤M-1。通过如上述三个实施例中类似的共用之后，每个开关电容电路可以包括2M个功率开关管、M-1个飞跨电容和一个输出电容，以使得每个开关电容电路的输入电压与其输出电压的比值为N：1，均在在本发明的保护范围内。

图7为本发明电压转换器实施例四的电路示意图；所述电压转换器包括输入端ab、输出端cd、两个开关电容电路和第一储能元件C1。所述输入端包括高电位端a和低电位端b，用于接收输入电压Vin；所述输出端包括高电位端c和低电位端d，用于产生输出电压Vout；所述两个开关电容电路依次串联连接在所述输入端ab和所述输出端cd之间；所述第一储能元件C1耦接在所述输出端cd，用于产生输出电压Vout，从而驱动负载。可选的，所述输入端的低电位端b和所述输出端的低电位端d为地电位端。

第一个开关电容电路包括飞跨电容Cf1和开关电路，第一个开关电容电路的开关电路包括第一开关电路11，所述第一开关电路11包括三个第一功率开关Q11、Q12和Q13，所述第一功率开关Q11和Q12依次串联连接在所述输入端的高电位端a和低电位端b之间，所述第一功率开关Q13的一端耦接所述输入端的高电位端a，所述第一功率开关Q13的另一端耦接飞跨电容Cf1的一端，所述飞跨电容Cf1的另一端耦接第一功率开关Q11和Q12的公共端m11，所述第一个开关电容电路的输出端的高电位端被配置为所述飞跨电容Cf1和所述第一功率开关Q13的公共端o1。可选的，第一个开关电容电路的输入端和输出端的低电位端均为地电位端。

第二个开关电容电路包括飞跨电容Cf2和开关电路2，所述开关电路2包括四个第二功率开关Q21、Q22、Q23和Q24，第二功率开关Q21和Q22依次串联连接在所述第一个开关电容电路的输出端的高电位端(即公共端o1)和低电位端之间，第二功率开关Q23和Q24依次串联连接在所述第一个开关电容电路的输出端的高电位端(即公共端o1)和所述输出端的高电位端c之间，所述飞跨电容Cf2耦接在第二功率开关Q21和Q22的公共端m21和第二功率开关Q23和Q24的公共端m22之间。可选的，第二个开关电容电路的输入端和输出端的低电位端均为地电位端。

进一步的，当第一个开关电容电路以开关电容模式工作时，第一个开关电容电路的开关电路除了包括第一开关电路11，还共用第二个开关电容电路中开关电路2的全部功率开关。并且在工作过程中，飞跨电容Cf2或飞跨电容Cf2和第一储能元件C1串联耦接后被共用为第一个开关电容电路的输出电容。并且，当第二个开关电容电路以开关电容模式工作时，第二个开关电容电路的输出电容为第一储能元件C1。

通过控制所述第一功率开关和第二功率开关的开关状态，以实现所述第一输入端ab和所述第一输出端cd之间的电压转换。

在本实施例中，所述电压转换器还包括控制电路，所述控制电路用于控制所述第一功率开关和所述第二功率开关的开关状态，以使得：第一个开关电容电路中的所述第一功率开关Q11与所述第一功率开关Q12和Q13互补导通，且在第一个开关电容电路中所述第一功率开关Q11导通期间，第二个开关电容电路中所述第二功率开关Q21和Q24与所述第二功率开关Q22和Q23互补导通。

具体的，在第一个开关电容电路中，所述第一功率开关Q12和所述第二功率开关Q13的开关状态相同，所述第一功率开关Q11的开关状态与第二个和第三个所述第一功率开关Q12和Q13的开关状态互补；且在第一个开关电容电路中所述第一功率开关Q11导通期间，第二个开关电容电路中所述第二功率开关Q22和所述第二功率开关Q23的开关状态相同，所述第二功率开关Q21和所述第二功率开关Q24的开关状态相同，所述第二功率开关Q21和Q24的开关状态与所述第二功率开关Q22和Q23的开关状态互补。

图8为本发明电压转换器实施例四的控制信号波形图，其中G12&G13为第一功率开关Q12和Q13的控制信号，G11为第一功率开关Q11的控制信号，G22&G23为第二功率开关Q22和Q23的控制信号，G21&G24为第二功率开关Q21和Q24的控制信号，区间①～③为一个开关周期。

结合图7和图8以说明实施例四的工作过程。如图8所示，在区间①，G12&G13为高电平，第一功率开关Q12和Q13导通，此时，输入电压Vin对飞跨电容Cf1进行充电，此时飞跨电容Cf1的电压VCf1＝-Vin，为了便于表述，当公共端m11的电压大于公共端o1的电压时，所述飞跨电容Cf1的电压为正值，否则，飞跨电容Cf1的电压为负值，本发明对此不进行限制。

在区间②，G22&G23和G11为高电平，第一功率开关Q11以及第二功率开关Q22和Q23导通，此时，飞跨电容Cf1和飞跨电容Cf2串联分压Vin；此时，VCf1-VCf2＝Vin，从而VCf2＝-2Vin，类似的，当公共端m21的电压大于公共端m22的电压时，所述飞跨电容Cf2的电压为正值，否则，飞跨电容Cf2的电压为负值，本发明对此不进行限制。并且，此时第一个开关电容电路的输出电压等于公共端o1的电压，而公共端o1的电压等于飞跨电容Cf2上的电压的负值，从而第一个开关电容电路的输出电压等于飞跨电容Cf2上的电压VCf2的负值，即2*Vin。

在区间③，G11和G21&G24为高电平，第一功率开关Q11导通，第二功率开关Q21和Q24导通，此时，飞跨电容Cf1、飞跨电容Cf2和第一储能元件C1串联分压Vin，VCf1+VCf2+VC1＝Vin；从而VC1＝4Vin；输出电压Vout＝VC1＝4Vin。

本实施例中，在每一开关周期内，第二个开关电容电路和第一个开关电容电路依次以开关电容模式进行工作。

在本实施例中，电压转换器能高效地完成1：4的电压转换，即输入电压Vin和输出电压Vout的比值为1：4，且本实施例的电压转换器仅需要3个储能元件和7个功率开关，并且当本实施例的电压转换器封装在芯片内时，仅需要6个PIN脚，减小了电压转换器的器件和PIN脚的个数，从而减小了电路的成本和体积。

图9为本发明电压转换器实施例五的电路示意图；其与实施例四的区别在于：所述电压转换器包括三个开关电容电路，所述三个开关电容电路依次串联连接在所述输入端ab和输出端cd之间。

具体的，第一个开关电容电路包括飞跨电容Cf1和开关电路，第一个开关电容电路的开关电路包括第一开关电路11，所述第一开关电路11包括三个第一功率开关Q11、Q12和Q13，所述第一功率开关Q11和Q12依次串联连接在所述输入端的高电位端a和低电位端b之间，所述第一功率开关Q13的一端耦接所述输入端的高电位端a，所述第一功率开关Q13的另一端耦接飞跨电容Cf1的一端，所述飞跨电容Cf1的另一端耦接第一功率开关Q11和Q12的公共端m11，所述第一个开关电容电路的输出端的高电位端被配置为所述飞跨电容Cf1和所述第一功率开关Q13的公共端o1。可选的，第一个开关电容电路的输入端和输出端的低电位端均为地电位端。第二个开关电容电路包括飞跨电容Cf2和开关电路，第二个开关电容电路的开关电路包括第一开关电路21，所述第一开关电路21包括三个第一功率开关Q21、Q22和Q23，所述第一功率开关Q21和Q22依次串联连接在第一个开关电容电路的输出端的高电位端(即公共端o1)和低电位端之间，所述第一功率开关Q23的一端耦接第一个开关电容电路的输出端的高电位端(即公共端o1)，所述第一功率开关Q23的另一端耦接飞跨电容Cf2的一端，所述飞跨电容Cf2的另一端耦接第一功率开关Q21和Q22的公共端m21，所述第二个开关电容电路的输出端的高电位端被配置为所述飞跨电容Cf2和所述第一功率开关Q23的公共端o2。可选的，第二个开关电容电路的输入端和输出端的低电位端均为地电位端。第三个开关电容电路包括飞跨电容Cf3和开关电路3，所述开关电路3包括四个第二功率开关Q31、Q32、Q33和Q34，第二功率开关Q31和Q32依次串联连接在所述第二个开关电容电路的输出端的高电位端(即公共端o2)和低电位端之间，第二功率开关Q33和Q34依次串联连接在所述第二个开关电容电路的输出端的高电位端(即公共端o2)和所述输出端的高电位端c之间，所述飞跨电容Cf3耦接在第二功率开关Q31和Q32的公共端m31和第二功率开关Q33和Q34的公共端m32之间。可选的，第三个开关电容电路的输入端和输出端的低电位端均为地电位端。

进一步的，当第一个开关电容电路以开关电容模式工作时，第一个开关电容电路的开关电路除了包括第一开关电路11，还共用第二个开关电容电路中开关电路的全部功率开关。并且在工作过程中，飞跨电容Cf2或飞跨电容Cf2和飞跨电容Cf3串联耦接或飞跨电容Cf2、飞跨电容Cf3和第一储能元件C1串联耦接后被共用为第一个开关电容电路的输出电容。当第二个开关电容电路以开关电容模式工作时，第二个开关电容电路的开关电路除了包括第一开关电路21，还共用第三个开关电容电路中开关电路3的全部功率开关。并且在工作过程中，飞跨电容Cf3或飞跨电容Cf3和第一储能元件C1串联耦接后被共用为第二个开关电容电路的输出电容。并且，当第三个开关电容电路以开关电容模式工作时，第三个开关电容电路的输出电容为第一储能元件C1。

在本实施例中，所述电压转换器还包括控制电路，所述控制电路用于控制所述第一功率开关和所述第二功率开关的开关状态，以使得：第一个开关电容电路中的所述第一功率开关Q11与所述第一功率开关Q12和Q13互补导通；且在第一个开关电容电路中所述第一功率开关Q11导通期间，第二个开关电容电路中所述第一功率开关Q21与所述第一功率开关Q22和Q23互补导通；且在第二个开关电容电路中所述第一功率开关Q21导通期间，第三个开关电容电路中所述第二功率开关Q31和Q34与所述第二功率开关Q32和Q33互补导通。

具体的，在第一个开关电容电路中，所述第一功率开关Q12和所述第二功率开关Q13的开关状态相同，所述第一功率开关Q11的开关状态与所述第一功率开关Q12和Q13的开关状态互补；且在第一个开关电容电路中所述第一功率开关Q11导通期间，第二个开关电容电路中所述第一功率开关Q22和所述第二功率开关Q23的开关状态相同，所述第一功率开关Q21的开关状态与所述第一功率开关Q22和Q23的开关状态互补；且在第二个开关电容电路中所述第一功率开关Q21导通期间，第三个开关电容电路中所述第二功率开关Q32和Q33的开关状态相同，所述第二功率开关Q31和Q34的开关状态相同，所述第二功率开关Q31和Q34的开关状态与所述第二功率开关Q32和Q33的开关状态互补。

图10为本发明电压转换器实施例五的控制信号波形图，其中G12&G13为第一功率开关Q12和Q13的控制信号，G11为第一功率开关Q11的控制信号，G22&G23为第一功率开关Q22和Q23的控制信号，G21为第一功率开关Q21的控制信号，G32&G33为第二功率开关Q32和Q33的控制信号，G31&G34为第二功率开关Q31和Q34的控制信号，区间①～④为一个开关周期。

结合图9和图10以说明实施例五的工作过程。如图10所示，在区间①，G12&G13为高电平，第一功率开关Q12和Q13导通，此时，输入电压Vin对飞跨电容Cf1进行充电，飞跨电容Cf1的电压VCf1＝-Vin，为了便于表述，当公共端m11的电压大于公共端o1的电压时，所述飞跨电容Cf1的电压为正值，否则，飞跨电容Cf1的电压为负值，本发明对此不进行限制。

在区间②，G11和G22&G23为高电平，第一功率开关Q11、Q22和Q23导通，此时，飞跨电容Cf1和Cf2串联分压Vin；此时，VCf1-VCf2＝Vin，从而VCf2＝-2Vin，类似的，当公共端m21的电压大于公共端o2的电压时，所述飞跨电容Cf2的电压为正值，否则，飞跨电容Cf2的电压为负值，本发明对此不进行限制。并且，此时第一个开关电容电路的输出电压等于公共端o1的电压，公共端o1的电压等于飞跨电容Cf2上的电压的负值，从而第一个开关电容电路的输出电压等于飞跨电容Cf2上的电压的负值，即2*Vin。

在区间③，G11、G21和G32&G33为高电平，第一功率开关Q11和Q21以及第二功率开关Q32和Q33导通，此时，VCf1+VCf2-VCf3＝Vin；从而VCf3＝-4vin，当公共端m31的电压大于公共端m32的电压时，所述飞跨电容Cf3的电压为正值，否则，飞跨电容Cf3的电压为负值，本发明对此不进行限制。并且，此时第二个开关电容电路的输出电压等于公共端o2的电压，公共端o2的电压等于飞跨电容Cf3上的电压的负值，从而第二个开关电容电路的输出电压等于飞跨电容Cf3上的电压的负值，即4*Vin。

在区间④，G11、G21和G31&G34为高电平，第一功率开关Q11和Q21导通，第二功率开关Q31和Q34导通，此时，飞跨电容Cf1、Cf2、Cf3和第一储能元件C1串联分压Vin，VCf1+VCf2+VCf3+VC1＝Vin；从而VC1＝8Vin；输出电压Vout＝VC1＝8Vin。

本实施例中，在每一开关周期内，第三个开关电容电路、第二个开关电容电路和第一个开关电容电路依次以开关电容模式进行工作。

在本实施例中，电压转换器能高效地完成1：8的电压转换，即输入电压Vin和输出电压Vout的比值为1：8，且本实施例的电压转换器仅需要4个储能元件和10个功率开关，并且当本实施例的电压转换器封装在芯片内时，仅需要8个PIN脚，减小了电压转换器的器件和PIN脚的个数，从而减小了电路的成本和体积。

图11为本发明电压转换器实施例六的电路示意图。其与实施例四的区别在于：所述电压转换器包括N个开关电容电路，所述N个开关电容电路依次串联连接在所述输入端ab和输出端cd之间，N大于2。

第i-1个开关电容电路包括开关电路和飞跨电容Cf(i-1)，第i-1个开关电容电路的开关电路包括第一开关电路(i-1)1，第一开关电路(i-1)1包括三个第一功率开关Q(i-1)1、Q(i-1)2和Q(i-1)3，所述第一个第一功率开关Q(i-1)1和第二个所述第一功率开关Q(i-1)2依次串联连接在第i-1个开关电容电路的输入端的高电位端和低电位端之间，第三个所述第一功率开关Q(i-1)3的一端耦接第i-1个开关电容电路的输入端的高电位端，第三个所述第一功率开关Q(i-1)3的另一端耦接飞跨电容Cf(i-1)的一端，所述飞跨电容Cf(i-1)的另一端耦接第一个所述第一功率开关Q(i-1)1和第二个所述第一功率开关Q(i-1)2的公共端m(i-1)1，所述第i-1个开关电容电路的输出端的高电位端被配置为所述飞跨电容Cf(i-1)和第三个所述第一功率开关Q(i-1)3的公共端o(i-1)。可选的，第i-1个开关电容电路的输入端和输出端的低电位端均为地电位端。进一步的，第一个开关电容电路的输入端耦接所述输入端ab，第i个开关电容电路的输入端耦接第i-1个开关电路电路的输出端，2≤i≤N。第N个开关电容电路包括飞跨电容CfN和开关电路N，所述开关电路N包括四个第二功率开关QN1、QN2、QN3和QN4，第二功率开关QN1和QN2依次串联连接在所述第N-1个开关电容电路的输出端的高电位端(即公共端o(N-1))和低电位端之间，第二功率开关QN3和QN4依次串联连接在所述第N-1个开关电容电路的输出端的高电位端(即公共端o(N-1))和所述输出端的高电位端c之间，所述飞跨电容CfN耦接在第二功率开关QN1和QN2的公共端mN1和第二功率开关QN3和QN4的公共端mN2之间。可选的，第N个开关电容电路的输入端和输出端的低电位端均为地电位端。

进一步的，当第i-1个开关电容电路以开关电容模式工作时，第i-1个开关电容电路的开关电路除了包括第一开关电路(i-1)1，还共用第i个开关电容电路的开关电路中的全部功率开关。并且，在工作过程中，第i个开关电容电路的飞跨电容或第i～m个开关电容电路的飞跨电容串联耦接或第i～N个开关电容电路的飞跨电容和所述第一储能元件串联耦接后被共用为第i-1个开关电容电路的输出电容，i+1≤m≤N。当第N个开关电容电路以开关电容模式工作时，第N个开关电容电路的输出电容为第一储能元件C1。

通过控制每个开关电容电路的开关电路的功率开关的开关状态，以使得所述输出电压和所述输入电压的比值为2

在本实施例中，所述电压转换器还包括控制电路，所述控制电路用于控制所述第一功率开关和所述第二功率开关的开关状态，以使得：第p个开关电容电路中的第一个所述第一功率开关Qp1与第二个和第三个所述第一功率开关Qp2和Qp3互补导通，且在第p个开关电容电路中第一个所述第一功率开关Qp1导通期间，第p+1个开关电容电路中第一个所述第一功率开关Q(p+1)1与第二个和第三个所述第二第一功率开关Q(p+1)2和Q(p+1)3互补导通，且在N-1个开关电容电路中第一个所述第一功率开关Q(N-1)1导通期间，第N个开关电容电路中第一个和第四个所述第二功率开关QN1和QN4与第二个和第三个所述第二功率开关QN2和QN3互补导通，1≤p≤N-2。

具体的，在第p个开关电容电路中，第二个和第三个所述第一功率开关Qp2和Qp3的开关状态相同，第一个所述第一功率开关Qp1的开关状态与第二个和第三个所述第一功率开关Qp2和Qp3的开关状态互补；且在第p个开关电容电路中第一个所述第一功率开关Qp1导通期间，第p+1个开关电容电路中第二个和第三个所述第一功率开关Q(p+1)2和Q(p+1)3的开关状态相同，第一个所述第一功率开关Q(p+1)1的开关状态与第二个和第三个所述第二第一功率开关Q(p+1)2和Q(p+1)3的开关状态互补。并且，在N-1个开关电容电路中第一个所述第一功率开关Q(N-1)1导通期间，第N个开关电容电路中第一个和第四个所述第二功率开关QN1和QN4的开关状态相同，第二个和第三个所述第二功率开关QN2和QN3的开关状态相同，第一个和第四个所述第二功率开关QN1和QN4的开关状态与第二个和第三个所述第二功率开关QN2和QN3的开关状态互补。

本实施例中，在每一开关周期内，第N～1个开关电容电路依次以开关电容模式进行工作。

通过以上控制方式，可以使得所述电压转换器的输出电压为2

上述实施例四～六中的每个开关电容电路的功率开关的数量和飞跨电容的数量以及连接方式并不限定于上述结构，本发明对此不进行限制，任意通过上述类似的共用之后，使得每个开关电容电路完成升压的功能均包含在本发明的保护范围内。

虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。

依照本发明实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。