电荷泵的输出电压检测电路和电荷泵制造技术

本发明专利技术公开了一种电荷泵的输出电压检测电路和电荷泵，其中电荷泵的输出电压检测电路包括第一、第二比较器、第一、第二和第三电阻；所述第一电阻的一端与基准电压电连接，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端以及所述第一比较器的负输入端电连接，所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端及所述第二比较器的负输入端电连接，所述第三电阻的另一端与所述电荷泵的负输出电压端电连接，所述第一比较器的正输入端以及所述第二比较器的正输入端分别接地；所述第一比较器的负输入端电压和所述第二比较器的负输入端电压均高于‑1V。本发明专利技术简化了电荷泵的负输出电压端的电压值检测电路中比较器的相关电路，提高了整个电路的可靠性。

Output voltage detection circuit of charge pump and charge pump

The invention discloses a charge pump output voltage detection circuit and charge pump, wherein the output voltage of the charge pump detection circuit includes first and second comparators, first, second and third resistance; one end of the first resistor is connected with the reference voltage, the negative input terminal end of the other end of the first resistor and the the second resistor and the first comparator connected to the negative input terminal end of the other end of the second resistor and the third resistor and the second comparator connected, negative output voltage at the other end of the third resistor and the charge pump connection terminal and the second comparator the input ends are respectively connected with the positive input of the first comparator; negative input voltage negative input voltage of the first comparator and the second comparator were higher than 1V. The invention simplifies the relative circuit of the comparator in the voltage value detecting circuit of the negative output voltage of the charge pump, and improves the reliability of the whole circuit.

【技术实现步骤摘要】
电荷泵的输出电压检测电路和电荷泵
本专利技术属于集成电路领域，特别涉及一种电荷泵的输出电压检测电路和电荷泵。
技术介绍
具有正负输出电压的电荷泵都需要输出电压检测电路，该电路用于检测电荷泵的正负输出电压端的电压值是否达到期望的电压值，以确定何时可以停止对正负输出电压端充电。如图1所示的电容式电荷泵(chargepump)，主要包括三部分电路，分别为主拓扑结构电路2、控制电路1和输出电压检测电路3，其中主拓扑结构电路2和控制电路1构成电荷泵的充电电路。主拓扑结构电路2如图2所示，具有正、负两个输出电压端201、202，分别为V_P和V_N。电荷泵工作时先利用主拓扑结构电路2中的电容器储存能量，然后再在控制电路1输出的各个开关的控制信号的控制下将能量释放出来，由此实现电荷再分配完成电压的转换，具有翻转电压以及倍压的特性，最终实现对V_P端和V_N端的充电。其中控制电路1用于产生时钟信号驱动主拓扑结构电路2中各个开关的开启和关闭，从而完成对电容的充放电，最终使得V_P和V_N达到期望的电压值，具体各个开关的控制时序图如图3所示。输出电压检测电路3用于检测V_P和V_N是否达到期望的电压值，一旦V_P和V_N达到期望的电压值，输出电压检测电路3输出信号至控制电路1，用以通知控制电路1可以停止对主拓扑结构电路2中各个开关的驱动，即停止对V_P和V_N的充电。现有的电荷泵的输出电压检测电路3包括至少三个比较器，分别用于正电压端V_P比较、负电压端V_N比较和整个电荷泵充电完成比较。现有的输出电压检测电路3的实现方式，在针对负输出电压端V_N的电压值以及整个电荷泵充电完成电压值进行检测时，当V_P端为5.5V(伏特)，V_N端为-5.5V时，基准电压V_bandgap一般为1.25V，需要由比较器完成比较的相关信号横跨正负两个电压域，均处于-4V至-5.5V之间，为了实现对于该区间的电压值的比较功能，对比较器的要求较高，要求其能够承受较高范围的输入电压，当输入电压范围超过比较器的要求时比较器相关电路的设计会很复杂，且很容易出现可靠性问题。因为电荷泵的正、负输出电压处于正负两个电压域，电压跨度较大，所以对比较器电路的设计要求较高，比较器相关电路实现复杂，所以可靠性不高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中用于具有正负输出电压的电荷泵的输出电压检测电路的结构复杂且可靠性低的缺陷，提供一种结构简单、容易实现且可靠性高的电荷泵的输出电压检测电路和电荷泵。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种电荷泵的输出电压检测电路，其特点在于，包括第一比较器、第二比较器、第一电阻、第二电阻和第三电阻；所述第一电阻的一端与基准电压电连接，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端以及所述第一比较器的负输入端电连接，所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端及所述第二比较器的负输入端电连接，所述第三电阻的另一端与所述电荷泵的负输出电压端电连接，所述第一比较器的正输入端以及所述第二比较器的正输入端分别接地；所述第一比较器的负输入端电压和所述第二比较器的负输入端电压均高于-1V。本方案中，电荷泵的输出电压检测电路采用在电荷泵的负输出电压端与基准电压之间串联电阻，由电阻分压得到第一比较器的负输入端的电压信号和第二比较器的负输入端的电压信号，第一电阻、第二电阻和第三电阻的阻值比例关系使得前述的两个电压信号均高于-1V，即电荷泵的负输出电压端的电压值检测电路中比较器的输入信号均处于正电源电压域，由此可以选择一般常用的PMOS(P型金属-氧化物-半导体)输入的比较器即可实现电压比较功能，也就是简化了电荷泵的负输出电压端的电压值检测电路中比较器的相关电路，提高了整个电路的可靠性。本方案中，当第一比较器检测到其负输入端的电压信号低于GND(地)时，第一比较器驱动其输出信号输出高电平用于通知电荷泵的充电电路可以停止对电荷泵的负输出电压端充电。当第二比较器检测到其负输入端的电压信号低于GND时，第二比较器驱动其输出信号输出高电平用于确定电荷泵已完成充电，可以使用。较佳地，所述电荷泵的输出电压检测电路还包括第三比较器，所述第三比较器用于比较所述电荷泵的正输出电压是否达到正电压预设值。本方案中，当电荷泵的正输出电压达到正电压预设值时，第三比较器输出正电压充电停止信号，该信号用于通知所述电荷泵的充电电路停止对电荷泵的正输出电压端充电。较佳地，所述电荷泵的输出电压检测电路还包括第四电阻和第五电阻，所述第四电阻的一端与所述电荷泵的正输出电压端电连接，所述第五电阻的一端接地，所述第四电阻的另一端、所述第五电阻的另一端以及所述第三比较器的正输入端电连接，所述第三比较器的负输入端与所述基准电压电连接。本方案中，采用在电荷泵的正输出电压端与地之间串联第四电阻和第五电阻，由此实现对正输出电压进行分压，将分压后的电压信号送至第三比较器的正输入端，第三比较器将前述的分压信号与基准电压比较，当分压信号大于基准电压值时，第三比较器驱动其输出信号输出高电平用于通知电荷泵的充电电路可以停止对电荷泵的正输出电压端充电。较佳地，所述第四电阻和所述第五电阻的阻止比例关系为15:7。本专利技术还提供了另外一种技术方案：一种电荷泵，包括输出电压充电电路，其特点在于，所述电荷泵还包括前述的电荷泵的输出电压检测电路；所述输出电压充电电路用于控制对所述电荷泵的正输出电压端和负输出电压端进行充电；所述第一比较器输出第一控制信号，当所述第一比较器的正输入端的电压高于所述第一比较器的负输入端的电压时所述第一控制信号用于通知所述输出电压充电电路停止对所述电荷泵的负输出电压端充电；所述第三比较器输出第二控制信号，当所述第三比较器的正输入端的电压高于所述第三比较器的负输入端的电压时所述第二控制信号用于通知所述输出电压充电电路停止对所述电荷泵的正输出电压端充电。本方案中，电荷泵的输出电压检测电路输出第一控制信号和第二控制信号至输出电压充电电路，当第一控制信号和第二控制信号都有效，即第一比较器和第三比较器均检测到电荷泵的正输出电压端和负输出电压端都已达到期望值时，输出电压充电电路即可停止对所述电荷泵的正、负输出电压端充电。较佳地，所述电荷泵还包括正电压过载比较器，所述正电压过载比较器用于在所述电荷泵的正输出电压端的电压值超过正电压预设峰值时输出第三控制信号，所述第三控制信号用于通知所述输出电压充电电路停止对所述电荷泵的正输出电压端充电。本方案中，通过正电压过载比较器实现了对电荷泵的正输出电压端电压值的过充的监测，当电荷泵的正输出电压端的电压值超过正电压预设峰值时，正电压过载比较器输出第三控制信号至输出电压充电电路，输出电压充电电路收到该信号后停止对电荷泵的正输出电压端的继续充电，从而避免了由于电荷泵的正负两路输出电压电路的充电通路不平衡，导致正输出电压端过充的问题，进一步提高了电荷泵的安全性及可靠性。较佳地，所述电荷泵还包括负电压过载比较器，所述负电压过载比较器用于在所述电荷泵的负输出电压端的电压值超过负电压预设峰值时输出第四控制信号，所述第四控制信号用于通知所述输出电压充电电路停止对所述电荷泵的负输出电压端充电。本方案中，通过负电压过载比较器实现了对电荷泵的负输出电压端电压值的过充的监测，当电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电荷泵的输出电压检测电路，其特征在于，包括第一比较器、第二比较器、第一电阻、第二电阻和第三电阻；所述第一电阻的一端与基准电压电连接，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端以及所述第一比较器的负输入端电连接，所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端及所述第二比较器的负输入端电连接，所述第三电阻的另一端与所述电荷泵的负输出电压端电连接，所述第一比较器的正输入端以及所述第二比较器的正输入端分别接地；所述第一比较器的负输入端电压和所述第二比较器的负输入端电压均高于‑1V。

【技术特征摘要】
1.一种电荷泵的输出电压检测电路，其特征在于，包括第一比较器、第二比较器、第一电阻、第二电阻和第三电阻；所述第一电阻的一端与基准电压电连接，所述第一电阻的另一端与所述第二电阻的一端以及所述第一比较器的负输入端电连接，所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端及所述第二比较器的负输入端电连接，所述第三电阻的另一端与所述电荷泵的负输出电压端电连接，所述第一比较器的正输入端以及所述第二比较器的正输入端分别接地；所述第一比较器的负输入端电压和所述第二比较器的负输入端电压均高于-1V。2.如权利要求1所述的电荷泵的输出电压检测电路，其特征在于，所述电荷泵的输出电压检测电路还包括第三比较器，所述第三比较器用于比较所述电荷泵的正输出电压是否达到正电压预设值。3.如权利要求2所述的电荷泵的输出电压检测电路，其特征在于，所述电荷泵的输出电压检测电路还包括第四电阻和第五电阻，所述第四电阻的一端与所述电荷泵的正输出电压端电连接，所述第五电阻的一端接地，所述第四电阻的另一端、所述第五电阻的另一端以及所述第三比较器的正输入端电连接，所述第三比较器的负输入端与所述基准电压电连接。4.如权利要求3所述的电荷泵的输出电压检测电路，其特征在于，所述第四电阻和所述第五电阻的阻止比例关系...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海亮，陶园林，常祥岭，谢雪松，
申请(专利权)人：上海贝岭股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31