CN117013836B - 一种电压变换电路及电源*** - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种电压变换电路及电源***，用于设置在电源和负载之间；电压变换电路包括电压变换单元、第一晶体管以及第一控制单元，电压变换单元用于设置在电源和负载之间，并将电源输出的第一电压调节形成第二电压后输出至负载；本申请一方面通过设置第一控制单元被配置为当负载短路时，第一控制单元控制第一晶体管断开，有利于避免电压变换电路中出现极高的电流，以对电压变换电路中的元器件以及电源进行短路保护；另一方面通过设置第一控制信号从控制第一晶体管的关断至完全导通的过程中，其幅值呈梯度式变化；通过调节第一控制信号的平缓程度，以此来缓慢导通第一晶体管，有利于为短路保护机制预留足够的缓冲时间。

Description

一种电压变换电路及电源***
技术领域
本申请属于开关电源技术领域，尤其涉及一种电压变换电路及电源***。
背景技术
电压变换电路通常设置在电源和负载之间，并用于调节电源输出到负载上的电压。电压变换电路多通过控制开关管的导通与关断，从而控制电感和/或电容的储能及释放能量。
然而，目前的大多数电压变换电路中并不具有短路保护机制，特别是在异步整流升压变换器中，当负载短路时，电压变换电路中则可能会出现极高的电流，进而可能导致电压变换电路中的元器件以及电源损坏。
因此，如何对异步升压变换电路进行短路保护是本领域技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种电压变换电路及电源***，旨在解决传统技术中异步升压变换电路因短路而损坏的问题。
本申请实施例的第一方面提出了一种电压变换电路，用于设置在电源和负载之间，所述电压变换电路包括：
电压变换单元，用于设置在所述电源和所述负载之间，并用于将所述电源输出的第一电压调节形成第二电压后输出至所述负载；
第一晶体管，所述第一晶体管设置在所述电源与所述电压变换单元之间；
第一控制单元，所述第一控制单元连接所述第一晶体管，并用于输出第一控制信号控制所述第一晶体管的通/断，以控制所述电源与所述电压变换单元之间的通/断；
其中，所述第一控制信号从控制所述第一晶体管的关断至完全导通的过程中，其幅值呈梯度式变化，且所述第一控制单元被配置为当所述负载短路时，所述第一控制单元控制所述第一晶体管断开。
在本申请的部分实施例中，所述第一晶体管具有第一导通状态和第二导通状态，且所述第一晶体管处于第二导通状态下的电流大于所述第一晶体管处于第一导通状态下的电流；
所述第一控制单元被配置为当所述第一晶体管处于所述第一导通状态，且所述负载短路时，则所述第一控制单元控制所述第一晶体管断开；
和/或，所述第一控制单元被配置为当所述第一晶体管处于所述第一导通状态，且所述负载不存在短路时，则所述第一控制单元控制所述第一晶体管切换至第二导通状态。
在本申请的部分实施例中，所述第一控制信号包括第一子控制信号、第二子控制信号以及第三子控制信号；当所述第一控制单元输出所述第一子控制信号时，所述第一晶体管处于第一导通状态；当所述第一控制单元输出所述第二子控制信号时，所述第一晶体管处于第二导通状态；当所述第一控制单元输出所述第三子控制信号时，所述第一晶体管断开；
其中，所述第一子控制信号的信号强度介于所述第二子控制信号的信号强度以及所述第三子控制信号的信号强度之间。
在本申请的部分实施例中，所述控制单元用于梯度式调节所述第三子控制信号的信号强度直至调节为所述第一子控制信号；
和/或，所述控制单元用于梯度式调节所述第一子控制信号的信号强度直至调节为所述第二子控制信号。
在本申请的部分实施例中，所述第一控制单元包括译码器以及第一计数器，所述译码器设置有输出引脚以及多个输入引脚，所述输出引脚用于输出所述第一控制信号，所述多个输入引脚用于输入多个输入电压信号，多个所述输入电压信号按照电压强度呈梯度间隔设置；
其中，所述第一计数器与所述译码器连接，且所述译码器用于根据所述第一计数器的计数信号选择接收不同的输入电压信号，以调节所述第一控制信号。
在本申请的部分实施例中，所述第一晶体管为P沟道MOS管，所述第一子控制信号的信号强度大于所述第二子控制信号的强度。
在本申请的部分实施例中，所述电压变换单元包括第一电感、第二晶体管以及第一二极管，所述第一二极管的正极连接所述第一电感，负极连接所述负载；所述第一电感背离所述第一二极管的一端连接所述第一晶体管，所述第二晶体管一端连接在所述第一电感与所述第一二极管之间，另一端接地；
其中，所述第二晶体管具有关断状态和导通状态，当所述第二晶体管处于所述导通状态时，所述第一电感与所述第一二极管之间断开，且所述第一电感充能；当所述第二晶体管处于关断状态时，所述第一电感与所述第一二极管之间导通，且所述第一电感为所述负载供能。
在本申请的部分实施例中，所述电压变换单元还包括第一电容，所述第一电容一端连接第一二极管与所述负载之间，另一端接地；
其中，所述第一电容被配置为当所述第二晶体管处于所述导通状态时，所述第一电容为所述负载供能；当所述第二晶体管处于关断状态时，所述第一电容充能。
在本申请的部分实施例中，所述电压变换电路还包括第二控制单元，所述第二控制单元用于控制所述第二晶体管的通/断；所述第一控制单元还用于输出第二控制信号，以控制所述第二控制单元开启；
其中，所述第二控制单元被配置为当所述负载短路时，控制所述第二晶体管关闭。
第二方面，本申请还提供一种电源***，包括电源以及上述的电压变换电路，所述电压变换电路一端连接所述电源，另一端用于连接负载。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的一种电压变换电路及电源***中，该电压变换电路用于设置在电源和负载之间；该电压变换电路包括电压变换单元、第一晶体管以及第一控制单元，电压变换单元用于设置在电源和负载之间，并将电源输出的第一电压调节形成第二电压后输出至负载；第一晶体管设置在电源与电压变换单元之间；第一控制单元用于输出第一控制信号控制第一晶体管的通/断，以控制电源与电压变换单元之间的通/断；本申请一方面通过设置第一控制单元被配置为当负载短路时，第一控制单元控制第一晶体管断开，有利于避免电压变换电路中出现极高的电流，以对电压变换电路中的元器件以及电源进行短路保护；另一方面通过设置第一控制信号从控制第一晶体管的关断至完全导通的过程中，其幅值呈梯度式变化；通过调节第一控制信号的平缓程度，以此来缓慢导通第一晶体管，有利于为短路保护机制预留足够的缓冲时间。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的电压变换电路的框架结构示意图；
图2为本申请一实施例提供的电压变换电路的电路结构示意图；
图3为本申请一实施例提供的第一控制单元的电路结构示意图；
图4为本申请一实施例提供的信号时序图；
图5为本申请一实施例提供的电压变换电路的导通步骤图；
图6为本申请另一实施例提供的电压变换电路的框架结构示意图；
图7为本申请一实施例提供的第二控制单元的电路结构图。
具体元素符号说明：100-电源，200-第一晶体管，300-电压变换单元，400-负载，500-第一控制单元，600-第二控制单元，N1-第二晶体管，L-第一电感，Cout-第一电容，CMP1-第一比较器，CMP2-第二比较器，D-第一二极管。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“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，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
需要说明的是，电压变换电路通常设置在电源和负载之间，并用于调节电源输出到负载上的电压，具体而言，电压变换电路能够使输出电压比输入电压高。在实际的电路结构中，电压变换电路多通过控制开关管的导通与关断，从而控制电感和/或电容的储能及释放能量。
在相关技术中，电压变换电路直接设置在电源和负载之间，若负载出现短路情况，则会导致电压变换电路中出现极高的电流，进而损坏电压变换电路中的元器件以及电源。
本申请基于此对相关的电压变换电路及电源***进行了改进。
请结合参阅图1和图2，图1示出了本实施例提供的电压变换电路的框架结构示意图，图2示出了本实施例提供的电压变换电路的电路结构图。本实施例的电压变换电路用于设置在电源100和负载400之间。也就是说，电压变换电路能够将电源100输出的电压升高后输出至负载400。
该电压变换电路包括电压变换单元300、第一晶体管200(对应图2中的P1)以及第一控制单元500（对应图2中的PGATE_CONTROL）。需要说明的是，电压变换单元300能够起到升高电压的作用，第一晶体管200以及第一控制单元500能够控制电源100和负载400之间的通/断，一方面可通过关断第一晶体管200来保护电压变换单元300，也可以通过控制电压变换单元300来关闭/开启升压功能。
具体地，电压变换单元300用于设置在电源100和负载400之间，并用于将电源100输出的第一电压调节形成第二电压后输出至负载400。需要说明的是，本申请的电压变换单元300为异步升压变换单元，也就是说，电压变换单元300可将第一电压升高至第二电压。
具体地，第一晶体管200设置在电源100与电压变换单元300之间。在另一种可能的实施例中，第一晶体管200也可以设置在负载400和电压变换单元300之间。
具体地，第一控制单元500连接第一晶体管200，并用于输出第一控制信号控制第一晶体管200的通/断，以控制电源100与电压变换单元300之间的通/断。可以理解的是，第一晶体管200具有输入端、输出端以及控制端，控制端连接第一控制单元500，输入端连接电源100，输出端连接负载400。通过控制端接收第一控制信号，以调节输入端和输出端之间的通/断。
第一控制信号从控制第一晶体管200的关断至完全导通的过程中，其幅值呈梯度式变化。具体可以理解为，第一控制信号在此过程中的信号强度的幅值呈梯度式变换。
且第一控制单元500被配置为当负载400短路时，第一控制单元500控制第一晶体管200断开。可以理解的是，第一控制单元500连接在负载400，且当负载400短路时，第一控制单元500接收到第一检测信号，并根据第一检测信号输出第一控制信号，以断开第一晶体管200。或者，第一控制单元500还包括检测元件，当负载400短路时，检测元件发出第一检测信号给第一控制单元500，第一控制单元500根据第一检测信号输出第一控制信号，以断开第一晶体管200。
当前的电压变换电路中，并不具有过流（短路）保护机制，当负载400短路时，就容易损坏电源以及电压变换电路中的元器件。然而，本申请中一方面通过设置第一控制单元500被配置为当负载400短路时，第一控制单元500控制第一晶体管200断开，有利于避免电压变换电路中出现极高的电流，以对电压变换电路中的元器件以及电源100进行短路保护；另一方面通过设置第一控制信号从控制第一晶体管200的关断至完全导通的过程中，其幅值呈梯度式变化；通过调节第一控制信号的平缓程度，以此来缓慢导通第一晶体管200，有利于为短路保护机制预留足够的缓冲时间。
在本申请的部分实施例中，本实施例的第一晶体管200具有第一导通状态和第二导通状态，且第一晶体管200处于第二导通状态下的电流大于第一晶体管200处于第一导通状态下的电流。也就是说，第二导通状态相较于第一导通状态，第一晶体管200的开启程度更高，并能够通过更大的电流。也可以理解的是，第一晶体管200具有断开状态，第一导通状态为断开状态切换为第二导通状态过程中的中间状态。
第一控制单元500被配置为当第一晶体管200处于第一导通状态，且负载400短路时，则第一控制单元500控制第一晶体管200断开。可以理解的是，第一晶体管200处于第一导通状态，负载400短路，若此时第一晶体管200继续导通，则会产生极大的电路损耗。
和/或，第一控制单元500被配置为当第一晶体管200处于第一导通状态，且负载400不存在短路时，则第一控制单元500控制第一晶体管200切换至第二导通状态。可以理解的是，第一晶体管200处于第一导通状态，且负载400不存在短路时，若此时第一晶体管200导通，则电压变换电路中不会产生较高的电流，此时电压变换单元300能够正常工作。
也就是说，在第一控制单元500控制第一晶体管200导通的过程中，先逐步打开第一晶体管200，使得电路中能够通过细微电流，此时再根据检测负载400是否短路来确定是进一步打开第一晶体管200至第二导通状态，还是关闭第一晶体管200至断开状态。
在本申请的部分实施例中，本实施例中的第一控制信号包括第一子控制信号、第二子控制信号以及第三子控制信号。当第一控制单元500输出第一子控制信号时，第一晶体管200处于第一导通状态。当第一控制单元500输出第二子控制信号时，第一晶体管200处于第二导通状态。当第一控制单元500输出第三子控制信号时，第一晶体管200断开。也就是说，通过调节第一控制信号在第一子控制信号、第二子控制信号以及第三子控制信号之间来回切换，可实现对第一晶体管200状态的调节。
第一子控制信号的信号强度介于第二子控制信号的信号强度以及第三子控制信号的信号强度之间。也就是说，第三子控制信号、第一子控制信号以及第二子控制信号的信号强度逐渐下降或上升。
具体地，当需要将第一晶体管200从断开状态切换至第一导通状态时，就调节第三子控制信号的信号强度直至调节为第一子控制信号。当需要将第一晶体管200从第一导通状态切换至第二导通状态时，就继续调节第一子控制信号的信号强度直至调节为第二子控制信号。
在一些实施例中，第一控制信号的幅值梯度至少包括三级，不同幅值下的第一控制信号分别对应第一子控制信号、第二子控制信号以及第三子控制信号。
在本申请的部分实施例中，本实施例中的控制单元用于梯度式调节第三子控制信号的信号强度直至调节为第一子控制信号。需要解释的是，第三子控制信号的信号强度和第一子控制信号的信号强度之间设置有至少一个缓冲信号，也就是说，在调节第三子控制信号至第一子控制信号的过程中，先将第三子控制信号调节至缓冲信号保持一定时候后，再将缓冲信号调节至第一子控制信号；有利于提高第三子控制信号至第一子控制信号的平缓程度，进而有利于提高第一晶体管200由断开状态切换至第一导通状态的平缓程度。
可以理解的是，通过梯度式调节第三子控制信号至第一子控制信号，能够检测出第一晶体管200的开启阈值电压，栅极达到这个电压后继续往下减小几个台阶电压，使其处于第一导通状态，这一状态下晶体管导通电流能力足够提供给负载400，又不至于很大，起到保护作用。
和/或，控制单元用于梯度式调节第一子控制信号的信号强度直至调节为第二子控制信号。需要解释的是，第一子控制信号的信号强度和第二子控制信号的信号强度之间设置有至少一个缓冲信号；也就是说，在调节第一子控制信号至第一子控制信号的过程中，先将第一子控制信号调节至缓冲信号保持一定时候后，再将缓冲信号调节至第二子控制信号；有利于提高第一子控制信号至第二子控制信号的平缓程度，进而有利于提高第一晶体管200由第一导通状态切换至第二导通状态的平缓程度。
在本申请的部分实施例中，请参阅图3，图3示出了本实施例提供的第一控制单元500的电路结构图。本实施例的第一控制单元500包括译码器以及第一计数器，译码器设置有输出引脚以及多个输入引脚，输出引脚用于输出第一控制信号，多个输入引脚用于输入多个输入电压信号，多个输入电压信号按照电压强度呈梯度间隔设置。也就是说，译码器能够接收到电压强度不同的输入电压信号，并输出强度不同的第一控制信号，从而控制第一晶体管200处于不同的状态。
第一计数器与译码器连接，且译码器用于根据第一计数器的计数信号选择接收不同的输入电压信号，以调节第一控制信号。需要解释的是，第一计数器的作用是为译码器接收的多个输入电压信号排序，使得译码器能够根据第一计数器来选择接入不同的输入电压信号。
在本申请的部分实施例中，第一控制单元500还包括检测端、第二计数器、第一比较器CMP1以及第二比较器CMP2，检测端用于检测输入到负载400的电压，第一比较器CMP1用于在第一晶体管200处于断开状态时，比较检测端的电压（LX点的电压）与第一预设电压，若检测端电压小于第一预设电压则第一晶体管一直处于断开状态，直至检测端电压等于第一预设电压，则判定第一晶体管200的控制电压达到开启阈值电压，之后通过第二计数器将第一控制电压继续减小若干台阶直至达到第一子控制电压，则第一晶体管200处于第一导通状态。第二计数器继续计数，并使第一晶体管200维持第一导通状态若干时间，使得输入电源有足够的时间给输出电容充电。
同样地，第二比较器CMP2用于在第一晶体管200处于第一导通状态结束时刻时，比较输入电压（VIN-300mv）和输出电压（VOUT），若输出电压大于输入电压则判定负载400未短路，此时可通过第二计数器控制图3中的第10触发器D10输出信号至第一控制单元500，进而控制第一晶体管200至第二导通状态。若输出电压小于输入电压这判定负载400短路，此时可通过第二计数器控制图3中的第11触发器D11输出信号至第一控制单元500，进而控制第一晶体管200至断开状态，同时控制电压变换单元300关闭，可起到防止电压变换单元300启动的作用。
具体地，请继续参阅图3和图4，图4为本实施例提供的信号时序图，其中，EN为第一控制单元500接收的使能信号，可用于表征***是否开始工作；PGATE为第一控制信号，用于控制第一晶体管200的通/断；VTH_DET为第一比较器CMP1输出的信号，用于表征第一控制信号是否达到第一晶体管的开启阈值电压；HOLD为当第二计数器工作时用于屏蔽第一计数器的信号，EN_PWM为第一控制单元500输出用于控制电压变换单元300启动的信号。
本实施例中的V1~V16（对应多个输入电压信号）依次为~/>。请参阅图5，图5为本实施例提供的电压变换电路的导通步骤示意图。当使能信号（对应EN）由低变高时，由D1~D4构成的计数器1（对应第一计数器）开始计数，并产生Q1~Q4逻辑信号输出至译码器。译码器根据Q1~Q4逐次将V1，V2…V16输出至PGATE电压。PGATE电压按照/>电压台阶逐步减小，当减小到外置第一晶体管200的开启阈值电压时，LX电压升高，第一比较器CMP1输出信号VTH_DET变高。
然后由D5~D8构成的计数器2开始计数，当时钟信号CLK产生第五个上升沿时，T1由低变高，从而使D7输出HOLD置高。计数器1的输入时钟信号被屏蔽而停止计数，此时PGATE对应的电压为第一晶体管200的阈值电压再降低五个设定台阶电压，即PGATE(HOLD)=VIN-VTH-5*I0*R0。
此后计数器2（对应第二计数器）继续计数，PGATE电压维持在PGATE(HOLD)处。当计数器2的输出T2由低变高的时刻，判断输出VOUT是否爬升至VIN-300mV以上，如果VOUT达到VIN-300mV以上，则认为输出没有短路。第二比较器CMP2的输出SCP_DET为高，与T2相与后使触发器D10输出EN_PWM翻转为高，从而加速拉低PGATE电压，并使能升压变换器。
如果VOUT没有达到VIN-300mV以上，则认为输出发生短路，第二比较器CMP2的输出SCP_DET为低，其反信号与T2相与后使触发器D11输出SCP翻转为高，使PGATE电压拉至高电位，并使升压变换器进入保护状态。
在本申请的部分实施例中，请继续参阅图2，本实施例的第一晶体管200为P沟道MOS管，第一子控制信号的信号强度大于第二子控制信号的强度。也就是说，当由第一子控制信号切换至第二子控制信号时，第一晶体管200导通。具体地，第一晶体管200的G极连接第一控制单元500，S极连接电源100，D极连接电压变换单元300。
在另一实施例中，第一晶体管200可以为MOS管、三极管以及IGBT管中任意一者或多者的组合。
在本申请的部分实施例中，请继续参阅图2，本实施例的电压变换单元300包括第一电感L、第二晶体管N1以及第一二极管D，第一二极管D的正极连接第一电感L，负极连接负载400；第一电感L远离第一二极管D的一端连接第一晶体管200，第二晶体管N1一端连接在第一电感L与第一二极管D之间，另一端接地。
其中，第二晶体管N1具有关断状态和导通状态，当第二晶体管N1处于导通状态时，第一电感L与第一二极管D之间断开，且第一电感L充能；当第二晶体管N1处于关断状态时，第一电感L与第一二极管D之间导通，且第一电感L为负载400供能。
可以理解的是，第一电感L为电压变换电路中起到升压作用的部件，通过第一电感L释放能量，能够将第一电压提高至第二电压，以实现升压功能。
在本申请的部分实施例中，电压变换单元300还包括第一电容Cout，第一电容Cout一端连接第一二极管D与负载400之间，另一端接地。
其中，第一电容Cout被配置为当第二晶体管N1处于导通状态时，第一电容Cout为负载400供能；当第二晶体管N1处于关断状态时，第一电容Cout充能。
可以理解的是，第一电容Cout为电压变换电路中起到升压作用的部件，通过第一电容Cout以及第一电感L释放能量，能够将第一电压提高至第二电压，以实现升压功能。
在本申请的部分实施例中，请继续参阅图2和图6，图6示出了本实施例提供的电压变换电路的框架结构图。本实施例的电压变换电路还包括第二控制单元600（对应图2中的PWM CONTEOL），第二控制单元600用于控制第二晶体管N1的通/断；第一控制单元500还用于输出第二控制信号，以控制第二控制单元600开启；其中，第二控制单元600被配置为当负载400短路时，控制第二晶体管N1关闭。
需要解释的是，请继续参阅图7，图7示出了本实施例提供的第二控制单元600的电路结构图。其中，控制电路（对应第二控制单元600）检测VOUT，并将VOUT与参考电压比较后产生脉宽调制信号PWM，输出至与非门（NAND1），第一控制单元500的EN_PWM信号也输出至NAND1。NAND1的输出端还连接至或非门（NOR1），第一控制单元500的SCP信号也连接至NOR1，NOR1的输出端连接至驱动电路，驱动电路用于输出控制信号（DRV）控制第二晶体管N1的通/断。
当***未发生短路时，EN_PWM信号变为高电平，SCP为低电平，PWM信号经过NAND1、NOR1输入到驱动电路，并产生相同脉宽的DRV信号驱动第二晶体管N1，升压变化器进入起动和工作状态。
当***发生短路时，SCP信号变为高电平，SCP通过NOR1禁止PWM信号传递至驱动电路，并使驱动电路的输入信号始终为低电平，此时驱动电路的输出信号DRV也始终保持为低电平，第二晶体管N1始终为关闭状态，升压变换器停止工作，进入保护状态。
具体地，请结合图2，当使能信号由低变高时，第一控制单元500控制第一晶体管200的门极电压（对应第一控制信号）按照固定台阶逐步往下降低，当门极电压与输入电压VIN的差值大于第一晶体管200的开启电压后，第一晶体管200导通。此时会有电流从VIN流经第一晶体管200, 第一电感L及二极管D至VOUT，并对第一电容Cout充电。
第一晶体管200刚导通时，电压变换电路中的电流比较小，为了加快对第一电容Cout的充电速度并实现带载起动，第一控制单元500将继续控制门极电压逐步下降若干设定的台阶，并稳定在该台阶一段时间。此时第一晶体管200既可以提供足够的电流给第一电容Cout和负载400；负载400发生短路时也不会产生太大电流而使***器件损坏。当门极电压处于该台阶一段时间结束时，第一控制单元500将判断负载400是否发生短路，如果没有短路，门极电压迅速拉至地从而使第一晶体管200完全导通，并产生第二控制信号，控制第二控制单元600启动升压变换器。如果此时检测出发生短路，门极电压迅速拉升至电源电压VIN处，使第一晶体管200关闭，从而保护***器件，同时发出第二控制信号给PWM CONTROL单元禁止启动升压变换器并进入保护模式。
需要解释的是，启动升压变换器是指，第二晶体管N1以一定频率的快速关断和导通，以实现第一电感L和第一电容Cout的充放电，进而实现升压功能。
进一步地，为了更好地实施例本申请的电压变换电路，在上述任意实施例提供的电压变换电路的基础上，本申请还提供一种电源***，包括电源100以及上述任意实施例中的电压变换电路，电压变换电路一端连接所述电源100，另一端用于连接负载400。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电压变换电路，其特征在于，用于设置在电源和负载之间，所述电压变换电路包括：
电压变换单元，用于设置在所述电源和所述负载之间，并用于将所述电源输出的第一电压调节形成第二电压后输出至所述负载；
第一晶体管，所述第一晶体管设置在所述电源与所述电压变换单元之间；
第一控制单元，所述第一控制单元连接所述第一晶体管，并用于输出第一控制信号控制所述第一晶体管的通/断，以控制所述电源与所述电压变换单元之间的通/断；
其中，所述第一控制信号从控制所述第一晶体管的关断至完全导通的过程中，其幅值呈梯度式变化，且所述第一控制单元被配置为当所述负载短路时，所述第一控制单元控制所述第一晶体管断开；
所述第一晶体管具有第一导通状态和第二导通状态，且所述第一晶体管处于第二导通状态下的电流大于所述第一晶体管处于第一导通状态下的电流；
所述第一控制单元被配置为当所述第一晶体管处于所述第一导通状态，且所述负载短路时，则所述第一控制单元控制所述第一晶体管断开；
所述第一控制单元被配置为当所述第一晶体管处于所述第一导通状态，且所述负载不存在短路时，则所述第一控制单元控制所述第一晶体管切换至第二导通状态。
2.根据权利要求1所述的电压变换电路，其特征在于，所述第一控制信号包括第一子控制信号、第二子控制信号以及第三子控制信号；当所述第一控制单元输出所述第一子控制信号时，所述第一晶体管处于第一导通状态；当所述第一控制单元输出所述第二子控制信号时，所述第一晶体管处于第二导通状态；当所述第一控制单元输出所述第三子控制信号时，所述第一晶体管断开；
其中，所述第一子控制信号的信号强度介于所述第二子控制信号的信号强度以及所述第三子控制信号的信号强度之间。
3.根据权利要求2所述的电压变换电路，其特征在于，所述控制单元用于梯度式调节所述第三子控制信号的信号强度直至调节为所述第一子控制信号；
和/或，所述控制单元用于梯度式调节所述第一子控制信号的信号强度直至调节为所述第二子控制信号。
4.根据权利要求2所述的电压变换电路，其特征在于，所述第一控制单元包括译码器以及第一计数器，所述译码器设置有输出引脚以及多个输入引脚，所述输出引脚用于输出所述第一控制信号，所述多个输入引脚用于输入多个输入电压信号，多个所述输入电压信号按照电压强度呈梯度间隔设置；
其中，所述第一计数器与所述译码器连接，且所述译码器用于根据所述第一计数器的计数信号选择接收不同的输入电压信号，以调节所述第一控制信号。
5.根据权利要求2或3所述的电压变换电路，其特征在于，所述第一晶体管为P沟道MOS管，所述第一子控制信号的信号强度大于所述第二子控制信号的强度。
6.根据权利要求1所述的电压变换电路，其特征在于，所述电压变换单元包括第一电感、第二晶体管以及第一二极管，所述第一二极管的正极连接所述第一电感，负极连接所述负载；所述第一电感远离所述第一二极管的一端连接所述第一晶体管，所述第二晶体管一端连接在所述第一电感与所述第一二极管之间，另一端接地；
其中，所述第二晶体管具有关断状态和导通状态，当所述第二晶体管处于所述导通状态时，所述第一电感与所述第一二极管之间断开，且所述第一电感充能；当所述第二晶体管处于关断状态时，所述第一电感与所述第一二极管之间导通，且所述第一电感为所述负载供能。
7.根据权利要求6所述的电压变换电路，其特征在于，所述电压变换单元还包括第一电容，所述第一电容一端连接所述第一二极管与所述负载之间，另一端接地；
其中，所述第一电容被配置为当所述第二晶体管处于所述导通状态时，所述第一电容为所述负载供能；当所述第二晶体管处于关断状态时，所述第一电容充能。
8.根据权利要求7所述的电压变换电路，其特征在于，所述电压变换电路还包括第二控制单元，所述第二控制单元用于控制所述第二晶体管的通/断；所述第一控制单元还用于输出第二控制信号，以控制所述第二控制单元开启；
其中，所述第二控制单元被配置为当所述负载短路时，控制所述第二晶体管关闭。
9.一种电源***，其特征在于，包括电源以及权利要求1至8任意一项所述的电压变换电路，所述电压变换电路一端连接所述电源，另一端用于连接负载。
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