电荷泵电路和电子设备

技术领域

本申请属于电力电子技术领域，具体涉及一种电荷泵电路和电子设备。

背景技术

随着科技的发展，手机等电子设备已经被越来越广泛的使用。目前，手机等电子设备普遍使用电荷泵电路实现直流-直流电压的转换。

在使用电荷泵电路实现直流-直流电压转换时，通常仅可实现升降压一次，即将直流电压调整为输入电压的二分之一或二倍。例如，使用电荷泵电路可实现将16V的直流电压转换为8V的直流电压，或者将8V的直流电压转换为16V的直流电压。

若需要两次升降压，则需要两个电荷泵电路依次进行调压处理。具体的：需要使用电荷泵电路A先将进行一级调压，再使用电荷泵电路B进行二级调压。由于在实现两次升降压时需要使用两个电荷泵电路，因此成本较高。

发明内容

本申请旨在提供一种电荷泵电路和电子设备，由此给出一种支持两级调压的电荷泵电路。

第一方面，本申请实施例提出了一种电荷泵电路，包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、储能单元和控制单元；

其中，第一开关、第二开关和第三开关依次串联，第二开关和第三开关的公共端作为电荷泵电路的一级调压的电压输出端；

第四开关、第六开关和第五开关串联在电荷泵电路的电压输入端和电荷泵电路的二级调压的电压输出端之间；

储能单元的第一端连接在第一开关和第二开关之间，储能单元的第二端连接第三开关、第四开关和第六开关的公共端；

第七开关的第一端连接在第一开关和第二开关之间，第七开关的第二端连接在第五开关和第六开关之间；

第一开关的控制端、第二开关的控制端、第三开关的控制端、第四开关的控制端、第五开关的控制端、第六开关的控制端和第七开关的控制端与控制单元连接。

第二方面，本申请实施例提出了一种电荷泵电路，包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关和储能单元；

第一开关的第一端连接第一接地端和电池的负极，第一开关的第二端连接第二开关的第一端；

第二开关的第二端与第三开关的第一端电连接，第二开关的第二端和第三开关的第一端连接的结点作为电荷泵电路的一级调压的电压输出端，电荷泵电路的一级调压的电压输出端与电池的正极连接；

第三开关的第二端与第四开关的第一端和第六开关的第二端连接，第六开关的第一端与第五开关的第二端连接；

第七开关的第一端与第一开关的第二端和第二开关的第一端连接，第七开关的第二端与第五开关的第二端和第六开关的第一端连接；

储能单元的第一端与第一开关的第二端和第二开关的第一端连接，储能单元的第二端连接第三开关的第二端、第四开关的第一端和第六开关的第二端；

第一开关的控制端、第二开关的控制端、第三开关的控制端、第四开关的控制端、第五开关的控制端、第六开关的控制端和第七开关的控制端分别接入控制信号；

在电荷泵电路处于降压模式的情况下，第四开关的第二端为电荷泵电路的电压输入端，第五开关的第一端为电荷泵电路的二级调压的电压输出端；

在电荷泵电路处于升压模式的情况下，第四开关的第二端为电荷泵电路的二级调压的电压输出端，第五开关的第一端为电荷泵电路的电压输入端。

第三方面，本申请实施例提出了一种电子设备，电子设备包括如上述第一方面或第二方面的电荷泵电路。

在本申请的实施例中，电荷泵电路包括储能单元、控制单元和均受控制单元控制的第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关以及第七开关；其中，第一开关、第二开关和第三开关依次串联，第二开关和第三开关的公共端作为电荷泵电路的一级调压的电压输出端；第四开关、第六开关和第五开关串联在电荷泵电路的电压输入端和电荷泵电路的二级调压的电压输出端之间；储能单元的第一端连接在第一开关和第二开关之间，储能单元的第二端连接第三开关、第四开关和第六开关的公共端；第七开关的第一端连接在第一开关和第二开关之间，第七开关的第二端连接在第五开关和第六开关之间。因此通过复用第一开关、第三开关、储能单元和一级调压的电压输出端，将一级调压的电压输出端可以作为二级调压的电压输入端，并配合第一开关至第七开关的灵活控制，使得储能单元能够灵活参与一二级调压，实现不同情况下的升降压调压控制，由此使得电荷泵电路的电压输入端输入的电压信号经过变换，最终能够输出为原本输入电压信号的四倍或者四分之一倍，实现二级调压输出。因此借助单个电荷泵电路实现了二级调压控制以及输出，降低了电路器件成本。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请实施例的电荷泵电路涉及的相关技术的一个电路结构示意图；

图2是根据本申请实施例的电荷泵电路涉及的相关技术进行二级调压时的电路模块结构示意图；

图3是根据本申请实施例的电荷泵电路的一可选电路结构示意图；

图4是根据本申请实施例的电荷泵电路处于降压模式时的电路结构示意图；

图5是根据本申请实施例的电荷泵电路处于升压模式时的电路结构示意图；

图6是根据本申请实施例的电荷泵电路在进行一级降压时的第一时段的电路运行示意图；

图7是根据本申请实施例的电荷泵电路在进行一级降压时的第二时段的电路运行示意图；

图8是根据本申请实施例的电荷泵电路在进行二级降压时的第三时段的电路运行示意图；

图9是根据本申请实施例的电荷泵电路在进行二级降压时的第四时段的电路运行示意图；

图10是根据本申请实施例的电荷泵电路在进行一级升压时的第五时段的电路运行示意图；

图11是根据本申请实施例的电荷泵电路在进行一级升压时的第六时段的电路运行示意图；

图12是根据本申请实施例的电荷泵电路在进行二级升压时的第七时段的电路运行示意图；

图13是根据本申请实施例的电荷泵电路在进行二级升压时的第八时段的电路运行示意图。

附图标记：

控制单元10；

第一开关S1；第二开关S2；第三开关S3；第四开关S4；第五开关S5；第六开关S6；第七开关S7；储能单元Cfly；电池B。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“深度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

请参看图1，图1示出了相关技术中的电荷泵(Charge pump)电路的可选电路结构示意图，其是利用储能电容和四个开关管之间的配合来实现电压调整，具有效率高、纹波低、噪声小和成本低等优点。由此使得电荷泵变换器被大量应用于类似手机、平板电脑的电子设备中。

目前的电荷泵电路只能实现一级变换，即经过电荷泵电路的调整，将电压调整为输入电压的两倍或者二分之一倍。但在某些实现场景下，需要实现两级电压变换，即将电压调整为输入电压的四分之一倍或者四倍。此时可以参考图2进行设置，即使用两个电荷泵电路进行电压变换，因此在实现两级电压变换时，使用了8个开关管和2个储能电容，器件较多，电路器件成本较高。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种电荷泵电路和电子设备，以下先对本申请实施例提供的电荷泵电路进行说明。

请参看图3，其中图3示出了本申请实施例的电荷泵电路的可选结构示意图。该电荷泵电路可以包括第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5、第六开关S6、第七开关S7、储能单元Cfly和控制单元10。

上述第一开关S1至第七开关S7可以为金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)，示例性地，第一开关S1至第七开关S7均可以为N型MOSFET。在其他示例中，上述第一开关S1至第七开关S7也可以为其它类型的开关管，例如P型MOSFET。

上述储能单元Cfly能够用于进行电能存储和释放，示例性地，上述储能单元Cfly可以为储能电容。上述控制单元10可以为驱动芯片或分立元件组成的驱动电路。

第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3依次串联，第二开关S2和第三开关S3的公共端作为电荷泵电路的一级调压的电压输出端。

示例性地，上述第一开关S1的第一端可以与第一接地端连接，第一开关S1的第二端可以与第二开关S2的第一端连接，第二开关S2的第二端与第三开关S3的第一端连接。其中，第二开关S2的第二端与第三开关S3的第一端连接的结点可以作为电荷泵电路的一级调压的电压输出端。该一级调压的电压输出端还可以与电子设备的电池B连接。

第四开关S4、第六开关S6和第五开关S5串联在电荷泵电路的电压输入端和电荷泵电路的二级调压的电压输出端之间。

示例性地，上述第四开关S4、第六开关S6和第五开关S5可以依次串联。

在实施例中，电荷泵电路作为直流-直流变换器可以具有高压侧和低压侧。需要说明的是，在高压侧接入电压信号时，电荷泵电路可以实现进行降压变换；在低压侧接入电压信号时，电荷泵电路可以实现升压变换。

请一并参看图3和图4，在进行降压变换时，即电荷泵电路处于降压模式的情况下，第四开关S4的第二端即为电荷泵电路的电压输入端，第五开关S5的第一端即为电荷泵电路的二级调压的电压输出端。

请一并参看图3和图5，在进行升压变换时，即电荷泵电路处于升压模式的情况下，第五开关S5的第一端即为电荷泵电路的电压输入端，第四开关S4的第二端即为电荷泵电路的二级调压的电压输出端。

示例性地，可以将第五开关S5的第一端作为电荷泵电路的低压侧，第五开关S5的第二端可以与第六开关S6的第一端连接，第六开关S6的第二端可以与第四开关S4的第一端连接，第四开关S4的第二端可以作为电荷泵电路的高压侧。

请继续参看图3，储能单元Cfly的第一端可以连接在第一开关S1和第二开关S2之间，储能单元Cfly的第二端电可以连接第三开关S3、第四开关S4和第六开关S6的公共端。

上述第七开关S7的第一端可以连接在第一开关S1和第二开关S2之间，第七开关S7的第二端可以连接在第五开关S5和第六开关S6之间。

第一开关S1的控制端、第二开关S2的控制端、第三开关S3的控制端、第四开关S4的控制端、第五开关S5的控制端、第六开关S6的控制端和第七开关S7的控制端与控制单元10连接。

第一开关S1的控制端、第二开关S2的控制端、第三开关S3的控制端、第四开关S4的控制端、第五开关S5的控制端、第六开关S6的控制端和第七开关S7的控制端可以分别受控制信号控制。

还需要说明的是，以第一开关S1至第七开关S7为N型MOSFET进行示例说明，上述第一开关S1至第七开关S7的第一端均可以为源极，上述第一开关S1至第七开关S7均可以为漏极，上述第一开关S1至第七开关S7的控制端可以为栅极。

本申请实施例是以相关技术中的电荷泵电路为基础，在一个电荷泵电路中增加了第五开关S5、第六开关S6和第七开关S7以及第五开关S5至第七开关S7相关的充放电支路，使得在实现调压控制时可以复用第一开关S1、第三开关S3、储能单元Cfly和一级调压的电压输出端，以第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、储能单元Cfly和一级调压的电压输出端组成第一调压模块，以第一开关S1、第三开关S3、第五开关S5、第六开关S6、第七开关S7、储能单元Cfly、一级调压的电压输出端组成第二调压模块，由此在进行调压变换时，一级调压的电压输出端可以作为二级调压的电压输入端，并配合第一开关S1至第七开关S7的灵活控制，使得储能单元Cfly能够灵活参与一二级调压，实现不同情况下的升降压调压控制，最终电荷泵电路的电压输入端输入的电压信号经过变换，能够输出为原本输入电压信号的四倍或者四分之一倍，实现二级调压输出。因此在单个电荷泵电路中实现了二级调压控制以及输出，相比相关技术中使用两个电荷泵电路的方案，减少了一个开关和一个电容，降低了电路器件成本。

请继续参看图3和图4，在一些可选示例中，上述电荷泵电路还可以包括电池B，上述电荷泵电路的一级调压的电压输出端可以与电池B的正极连接。第一开关S1的第一端与电池B的负极连接，第一开关S1的第二端连接第二开关S2。

在电荷泵电路处于降压模式的情况下，第四开关S4与电荷泵电路的电压输入端连接，第五开关S5与电荷泵电路的二级调压的电压输出端连接，第六开关S6串联于第四开关S4和第五开关S5之间。

在该示例中，通过在电荷泵电路中设置电池B，将一级调压的电压输出端与电池B连接，能够在电荷泵电路处于降压模式的情况下，将与第四开关S4连接的电荷泵电路的电压输入端输入的直流电压进行一级降压，经一级降压后的直流电经电荷泵电路的一级调压的电压输出端输出给电池B，此时该电池B接收到的直流电压为输入电压的二分之一倍。

后续再利用该电池B电压，将电池B复用至二级调压电路，将电荷泵电路的一级调压的电压输出端作为二级降压的电压输入端，经过二级降压后，最终与第五开关S5连接的电荷泵电路的二级调压的电压输出端输出的电压为原本输入的直流电压的四分之一倍。

而请参看图3和图5，在电荷泵电路处于升压模式的情况下，第四开关S4与电荷泵电路的二级调压的电压输出端连接，第五开关S5与电荷泵电路的电压输入端连接，第六开关S6串联于第四开关S4和第五开关S5之间。

在该示例中，通过在电荷泵电路中设置电池B，将一级调压的电压输出端与电池B连接，能够在电荷泵电路处于升压模式的情况下，将与第五开关S5连接的电荷泵电路的电压输入端接入的直流电压进行一级升压，电荷泵电路的一级调压的电压输出端可以向电池B输出经过一级升压后直流电，此时电池B电压为输入电压的两倍。

后续再利用该电池B电压，将电池B复用至二级调压电路，电荷泵电路的一级调压的电压输出端则作为二级升压的电压输入端，经过二级升压后，最终与第四开关S4连接的电荷泵电路的二级调压的电压输出端输出的电压为直流电压的四倍。

在这些示例中，能够在电荷泵电路处于不同调压模式时，灵活复用一级调压的电压输出端及其连接的电池B，由此在单个电荷泵电路中实现了二级调压控制以及输出。

请一并参看图3至图4，以及图6和图7，在一些可选示例中，在电荷泵电路处于第一降压模式时，上述控制单元10可以控制第五开关S5、第六开关S6和第七开关S7截止。

上述控制单元10还可以在第一时段内控制第二开关S2和第四开关S4导通，并控制第一开关S1和第三开关S3截止。在第二时段内控制第一开关S1和第三开关S3导通，并控制第二开关S2和第四开关S4截止。

需要说明的是，上述第一降压模式可以指电荷泵电路从高压侧输入电压后，经电荷泵电路的一级调压的电压输出端向电池B输出降压后的电压的模式。上述第一时段的时长和第二时段的时长可以一致或者近似。

在该示例中，在第一降压模式时可以控制第五开关S5、第六开关S6和第七开关S7处于常断状态。当电荷泵电路工作于该模式时，可以分为两个处理时段，两个处理时段中第一开关S1、第三开关S3和第二开关S2、第四开关S4交替导通。

示例性地，可以是在控制单元10控制电荷泵电路进行一级降压的一个开关控制周期内，第一开关S1、第三开关S3受控制单元10的使能信号的时长与第二开关S2、第四开关S4受控制单元10的使能信号的时长一致或近似。

请参看图6，在第一时段内，该第一时段即一级降压的一个开关控制周期的前半周期，第二开关S2、第四开关S4导通，第一开关S1、第三开关S3、第五开关S5、第六开关S6和第七开关S7截止。此时电荷泵电路靠近第四开关S4的一侧接入输入源，输入源给储能单元Cfly和电荷泵电路的一级调压的电压输出端所连接的电池B供电。在该阶段存在下式(1)的电压关系。

V

其中，V

请参看图7，在第二时段内，该第二时段即一级降压的一个开关控制周期的后半周期，第二开关S2、第四开关S4转为截止状态，第一开关S1和第三开关S3导通，第五开关S5、第六开关S6和第七开关S7仍然截止。此时由储能单元Cfly给负载供电；在该阶段存在下式(2)的电压关系。

V

根据上述式(1)和(2)可知，电荷泵电路在进行降压处理时，输入电压与一级调压的电压输出端的输出电压的关系详见下式(3)。由此实现了第一级降压变换。

V

在这些实施例中，经电荷泵电路的一级降压为一级调压的电压输出端所连接的电池B充电，实现了一级降压变换。

在一些可选示例中，请继续参看图3，可以是在电压输入端为电荷泵电路的高压侧且高压侧从未存在电压信号状态切换至存在电压信号状态的情况下，电荷泵电路处于第一降压模式。

以电荷泵电路应用于手机进行示例说明，当手机的充电端口连接充电器，充电器将接入的市电整流为直流。该直流电信号可以作为输入源，若输入源接入的是电荷泵电路的高压侧，则高压侧从未存在电压状态切换至存在电压信号状态，此时电荷泵电路处于第一降压模式。示例性地，若输入源的电压为16V则此时电池B电压为8V。

在另一些可选示例中，也可以是上述控制单元10接收到用户发出的一级降压控制指令时，电荷泵电路处于第一降压模式。

请参看图6至图9，并请一并参看图3至图4，在另一些可选示例中，在电荷泵电路处于第二降压模式的情况下，控制单元10可以控制第二开关S2和第四开关S4截止，控制第五开关S5导通。

控制单元10还可以在第三时段内控制第三开关S3和第七开关S7导通，并控制第一开关S1和第六开关S6截止。在第四时段内控制第一开关S1和第六开关S6导通，并控制第三开关S3和第七开关S7截止。

需要说明的是，上述第二降压模式可以指电池B复用至二级调压电路，电荷泵电路的一级调压的电压输出端作为电荷泵电路的二级调压的电压输入端，进而使电荷泵电路的二级调压的电压输出端输出二级降压后的电压的模式。第三时段的时长和第四时段的时长可以一致或者近似。

在该示例中，在实现一级降压的基础上进行二级降压时，第二开关S2和第四开关S4处于常断状态，第五开关S5处于常闭状态，此时电荷泵电路的一级调压的电压输出端作为二级调压的电压输入端。

在该工作模式下，可以分为两个处理时段，两个处理时段中第三开关S3、第七开关S7和第一开关S1和第六开关S6交替导通。

示例性地，可以是在控制单元10控制电荷泵电路进行二级降压的一个开关控制周期内，第三开关S3、第七开关S7受控制单元10的使能信号的时长与第一开关S1、第六开关S6受控制单元10的使能信号的时长一致或近似。

请参看图8，在第三时段时，该第三时段即二级降压的一个开关控制周期的前半周期，第三开关S3、第五开关S5和第七开关S7导通，第一开关S1、第二开关S2、第四开关S4和第六开关S6截止。此时输入源停止接入，电荷泵电路的一级调压的电压输出端作为二级调压的电压输出端，使得电池B可以给储能单元Cfly和电荷泵电路的二级调压的电压输出端供电。在该阶段存在下式(4)的电压关系。

V

其中，Vbat为电荷泵电路的一级调压的电压输出端连接电池B时的电压，Vc为储能单元Cfly两端电压，VPH为电荷泵电路的二级调压的电压输出端连接负载时的负载电压。

请参看图9，在第四时段时，该第四时段即二级降压的一个开关控制周期的后半周期，第一开关S1、第五开关S5和第六开关S6导通，第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4和第七开关S7截止，储能单元Cfly可以给负载供电。在该阶段存在下式(5)的电压关系。

V

根据上述式(4)和(5)可知，电荷泵电路在进行两级降压处理时，二级调压的电压输出端的输出电压与一级调压的电压输出端的关系详见下式(6)，由此实现了二级降压变换。

V

在这些实施例中，经电荷泵电路的降压处理，使得负载电压为一级调压的电压输出端所连接的电池B电压的一半，因此结合一级降压处理，在降压两次的情况下复用了第一开关S1、第三开关S3、储能单元Cfly和一级调压的电压输出端，减小了电子元件器件个数，节约了电路器件成本。且相比于输入源的电压，二级调压的电压输出端电压降低至输入源电压的四分之一，实现了二级降压变换。

在一些可选示例中，请继续参看图3，可以在电压输入端为电荷泵电路的高压侧且高压侧从存在电压信号状态切换至未存在电压信号状态的情况下，电荷泵电路处于第二降压模式。

继续以电荷泵电路应用于手机进行示例说明，当手机的充电端口连接充电器，充电器将接入的市电整流为直流作为输入源。若输入源接入的是电荷泵电路的高压侧，此时用户拔掉充电器，则高压侧从存在电压状态切换至未存在电压信号状态，此时电荷泵电路处于第二降压模式。示例性地，电池B电压为8V时，可以通过降压输出4V的电压给手机系统内各个电路供电。

或者，控制单元10也可以在接收到用户发出的二次降压的控制指令的情况下，电荷泵电路处于第二降压模式。

在再一些可选示例中，请参看图10和图11，并请一并参看图3和图5，在电荷泵电路处于第一升压模式的情况下，控制单元10可以控制第二开关S2和第四开关S4截止，并控制第五开关S5导通。

上述控制单元10还可以用于在第五时段内控制第一开关S1和第六开关S6导通，并控制第三开关S3和第七开关S7截止。在第六时段内控制第三开关S3和第七开关S7导通，并控制第一开关S1和第六开关S6截止。

需要说明的是，上述第一升压模式可以指电荷泵电路从低压侧输入电压后，经电荷泵电路的一级调压的电压输出端向电池B输出升压后的电压的模式。上述第五时段的时长和第六时段的时长可以一致或者近似。

在该示例中，在实现一级升压时将控制第二开关S2和第四开关S4处于常断状态，第五开关S5处于常闭状态。当电荷泵电路工作于该模式时，可以分为两个处理时段，两个处理时段中第一开关S1、第六开关S6和第三开关S3、第七开关S7交替导通。

示例性地，可以是在控制单元10控制电荷泵电路进行一级升压所对应的一个开关控制周期内，第一开关S1、第六开关S6受控制单元10的使能信号的时长与第六开关S6、第三开关S3受控制单元10的使能信号的时长一致或近似。

请参看图10，在第五时段内，该第五时段即一级升压所对应的开关控制周期的前半周期，第一开关S1、第五开关S5和第六开关S6导通，第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4和第七开关S7截止。此时电荷泵电路的靠近第五开关S5的一侧接入输入源，输入源给储能单元Cfly充电。在该阶段存在下式(7)的电压关系。

V

其中，Vin为输入源电压，V

请参看图11，在第六时段内，该第六时段即一级升压所对应的开关控制周期的后半周期，第一开关S1和第六开关S6转为截止状态，第三开关S3和第七开关S7导通，第二开关S2和第四开关S4仍然截止，第五开关S5仍然处于导通状态。由输入源和储能单元Cfly一同给电荷泵电路的一级调压的电压输出端输出电能，即给一级调压所连接的电池B充电。在该阶段存在下式(2)的电压关系。

V

根据上述式(7)和(8)可知，电荷泵电路在进行升压处理时，输入电压与一级调压的电压输出端的输出电压的关系详见下式(9)。由此实现了第一级升压变换。

V

在这些实施例中，预先对储能单元Cfly进行充电，然后该储能单元Cfly再联合输入源一同给一级调压的电压输出端提供电能，由此一级调压的电压输出端输出的电压是输入电压达到两倍，实现了一级升压变换。

需要说明的是，可以是在电压输入端为电荷泵电路的低压侧且低压侧从未存在电压信号状态切换至存在电压信号状态的情况下，电荷泵电路处于第一升压模式。

以电荷泵电路应用于手机进行示例说明，当手机的充电端口连接充电器，充电器将接入的市电整流为直流。该直流电信号可以作为输入源，若输入源接入的是电荷泵电路的低压侧，则此时低压侧从未存在电压状态切换至存在电压信号状态，电荷泵电路处于第一升压模式。示例性地，若输入源的电压为4V则此时电池B电压为8V。

在另一些可选示例中，可以是在接收到用户发出的一级升压指令的情况下，电荷泵电路处于第一升压模式。

请参看图10至图13，并请一并参看图3和图5，在电荷泵电路处于第二升压模式的情况下，上述控制单元10可以控制第五开关S5、第六开关S6和第七开关S7截止。

该控制单元10可以在第七时段内控制第一开关S1和第三开关S3导通，并控制第二开关S2和第四开关S4截止，在第八时段内控制第二开关S2和第四开关S4导通，并控制第一开关S1和第三开关S3截止。

需要说明的是，上述第二升压模式可以指电池B复用至二级调压电路，电荷泵电路的一级调压的电压输出端作为电荷泵电路的二级调压的电压输入端，进而使电荷泵电路的二级调压的电压输出端输出二级升压后的电压的模式。上述第七时段的时长和第八时段的时长一致或近似。

在该示例中，在实现一级升压的基础上进行二级升压时，第五开关S5、第六开关S6和第七开关S7处于常断状态，此时电荷泵电路的一级调压的电压输出端作为二级调压的电压输入端。

在该工作模式下，可以分为两个处理时段，两个处理时段中第一开关S1、第三开关S3和第二开关S2和第四开关S4交替导通。

示例性地，可以是在控制单元10控制电荷泵电路进行二级升压的一个开关控制周期内，第一开关S1、第三开关S3受控制单元10的使能信号的时长与第二开关S2、第四开关S4受控制单元10的使能信号的时长一致或近似。

请参看图12，在第七时段内，该第七时段即二级升压的一个开关控制周期的前半周期，第一开关S1和第三开关S3导通导通，第二开关S2、第四开关S4、第五开关S5、第六开关S6和第七开关S7截止。此时输入源停止接入，电荷泵电路的一级调压的电压输出端作为二级调压的电压输出端，使得电池B可以给储能单元Cfly供电。在该阶段存在下式(10)的电压关系。

V

其中，Vbat为电荷泵电路的一级调压的电压输出端连接电池B时的电压，Vc为储能单元Cfly两端电压。

请参看图13，在第八时段内，第八时段即二级升压的一个开关控制周期的后半周期，第二开关S2和第四开关S4导通，第一开关S1、第三开关S3、第五开关S5、第六开关S6和第七开关S7截止。此时，将充电完成的储能单元Cfly和一级调压的电压输出端一同向负载供电。在该阶段存在下式(11)的电压关系。

V

根据上述式(10)和(11)可知，电荷泵电路在进行两级升压处理时，预先对储能单元Cfly进行充电，然后该储能单元Cfly再联合一级调压的电压输出端一同给负载提供电能。此时，二级调压的电压输出端的输出电压与一级调压的电压输出端的关系详见下式(12)。由此实现了二级升压变换。

V

在这些实施例中，经电荷泵电路的升压处理，使得负载电压为一级调压的电压输出端所连接的电池B电压的两倍，因此结合一级升压处理，在升压两次的情况下复用了第一开关S1、第三开关S3、储能单元Cfly和一级调压的电压输出端，减小了电子元件器件个数，节约了电路器件成本。且相比于输入源的电压，二级调压的电压输出端电压升高至输入源电压的四倍，实现了二级升压变换。

还需要说明的是，在电压输入端为电荷泵电路的低压侧且低压侧从存在电压信号状态切换至未存在电压信号状态的情况下，电荷泵电路处于第二升压模式。

继续以电荷泵电路应用于手机进行示例说明，当手机的充电端口连接充电器，充电器将接入的市电整流为直流作为输入源。若输入源接入的是电荷泵电路的低压侧，此时用户拔掉充电器，则此时低压侧从存在电压状态切换至未存在电压信号状态，此时电荷泵电路处于第二升压模式。示例性地，电池B电压为8V时，可以通过升压输出16V的电压给手机系统内各个电路供电。

或者，在一些可选示例中，也可以是在控制单元10接收到用户的二级升压控制指令时，电荷泵电路处于第二升压模式。

请继续参看图3至图13，本申请还提供一种电荷泵电路，该电荷泵电路包括第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5、第六开关S6、第七开关S7、储能单元Cfly和控制单元10。

其中，第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3依次串联，第二开关S2和第三开关S3的公共端作为电荷泵电路的一级调压的电压输出端。

第四开关S4、第六开关S6和第五开关S5串联在电荷泵电路的电压输入端和电荷泵电路的二级调压的电压输出端之间。

储能单元的第一端连接在第一开关S1和第二开关S2之间，储能单元的第二端连接第三开关S3、第四开关S4和第六开关S6的公共端。

第七开关的第一端连接在第一开关S1和第二开关S2之间，第七开关的第二端连接在第五开关S5和第六开关S6之间。

第一开关S1的控制端、第二开关S2的控制端、第三开关S3的控制端、第四开关S4的控制端、第五开关S5的控制端、第六开关S6的控制端和第七开关的控制端与控制单元10连接。

在电荷泵电路处于降压模式的情况下，第四开关S4的第二端为电荷泵电路的电压输入端，第五开关S5的第一端为电荷泵电路的二级调压的电压输出端。

在电荷泵电路处于升压模式的情况下，第四开关S4的第二端为电荷泵电路的二级调压的电压输出端，第五开关S5的第一端为电荷泵电路的电压输入端。

该示例中的电荷泵电路的具体实现方式和有益效果可以参考前述示例的电荷泵电路，在此不过多赘述。

上文中结合图1至图13，详细描述了本申请实施例的电荷泵电路。在此基础上，本申请实施例还保护一种电子设备，该电子设备可以是可穿戴设备、相机、手机、平板电脑、电视机以及显示器中的至少一项。

其中电子设备可以包括壳体和设置在壳体内的电荷泵电路，该电荷泵电路可以被配置为上述实施例的电荷泵电路。该电子设备包括上述实施例所提供的电荷泵电路，因此电子设备具有上述电荷泵电路的全部有益效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。