The invention discloses a circuit for switching the working mode of charge pump with power on and without power off and a realization method thereof, which mainly solves the problem that the existing charge pump needs to be shut down and restarted when switching different working modes. The circuit includes an input electric source control switch s \ufe63 in \ufe63 VX, a capacitor CX, a current source I \ufe63 PD2, a subtracter sub1, sub2, a multiplier mul1, Mul 2. OP 1, Op 2, passive current limiting circuit, clamp circuit A1, A2, A3, clamp current limiting circuit, etc. Through the above circuit and the circuit implementation method provided by the invention, the input power supply and output load can be connected in different ways in the charge pump chip circuit by adjusting the on-off of the switch, so that the charge pump can present different working modes, and the working mode of the charge pump can be switched without power off. Therefore, it has a very high use value and promotion value.
【技术实现步骤摘要】
一种带载不掉电切换电荷泵工作模式的电路及其实现方法
本专利技术涉及一种电荷泵工作模式切换电路，具体地说，是涉及一种带载不掉电切换电荷泵工作模式的电路及其实现方法。
技术介绍
电荷泵是利用电容存储能量的开关变换器，其中，利用开关使得电容在供电和放电状态之间切换，从而可以提升或降低供电电压。在移动终端或便携式电子设备中，供电电源的电压可能低于工作电压，电荷泵可以将供电电源的电压提供之后系统工作，例如，电荷泵产生的电压在3.3V至4.0V范围内，从而满足电子设备的工作需要。图1所示为电荷泵兼直传开关连接示意图，该电路用在电压变换的场合有四种工作模式：a.2：1正向电压变换器，b.1：1正向直传开关，c.1:2反向电压变换器和d.1:1反向直传开关。通常电荷泵作为pre-regulator(以极高的效率为后一级初调电压)，后面还会再接LDO或DCDC等变换器作为负载。以正向电压变换为例，实际应用中VX电压会有变化，如果一直工作在1：1模式，那么当VX电压偏高时会导致VY电压高于负载的最高耐压；同样如果一直工作...
【技术保护点】
1.一种带载不掉电切换电荷泵工作模式的电路，其特征在于，包括均与电荷泵芯片的VX引脚相连的输入电源控制开关S_in_vx、电容CX、电流源I_PD2、减法器SUB1、分压电阻RF1，与电流源I_PD2另一端相连的开关S2，电压输入端与减法器SUB1的输出端相连的乘法器MUL1，反相输入端与乘法器MUL1的输出端相连且输出端与乘法器MUL1的电流输入端相连的运算放大器OP1，负极与分压电阻RF1另一端相连的减法器SUB2，电压输入端与减法器SUB2的输出端相连的乘法器MUL2，反相输入端与乘法器MUL2的输出端相连且输出端与乘法器MUL2的电流输入端相连的运算放大器OP2，与...
【技术特征摘要】
1.一种带载不掉电切换电荷泵工作模式的电路，其特征在于，包括均与电荷泵芯片的VX引脚相连的输入电源控制开关S_in_vx、电容CX、电流源I_PD2、减法器SUB1、分压电阻RF1，与电流源I_PD2另一端相连的开关S2，电压输入端与减法器SUB1的输出端相连的乘法器MUL1，反相输入端与乘法器MUL1的输出端相连且输出端与乘法器MUL1的电流输入端相连的运算放大器OP1，负极与分压电阻RF1另一端相连的减法器SUB2，电压输入端与减法器SUB2的输出端相连的乘法器MUL2，反相输入端与乘法器MUL2的输出端相连且输出端与乘法器MUL2的电流输入端相连的运算放大器OP2，与运算放大器OP1、OP2的输出端均相连的无源限流电路，与电荷泵芯片的VY引脚相连的电流源I_PD1，与电流源I_PD1另一端相连的开关S1，均与电荷泵芯片的BT引脚相连的钳压电路A1、A2、A3，连接于钳压电路A3与电荷泵电路中的NMOS管Q3的栅极G之间的开关S3，与运算放大器OP2的输出端相连的钳压限流电路，与减法器SUB2的负极相连的分压电阻RF2，正极与输入电源控制开关S_in_vx相连负极与分压电阻RF2、电容CX、电流源I_PD2均相连的输入电源VS，与输入电源VS的正极相连的输入电源控制开关S_in_vy，与输入电源控制开关S_in_vy另一端相连的输出电源控制开关S_out_vy，一端与输出电源控制开关S_out_vy相连另一端与电荷泵芯片的VX引脚相连的输出电源控制开关S_out_vx，一端与输出电源控制开关S_out_vx和输出电源控制开关S_out_vy均相连且另一端与电荷泵芯片的GND引脚相连的负载Load，连接于以及连接于电荷泵芯片的BT引脚和CFH引脚之间的片外电容CBT，以及与电荷泵芯片的BT引脚相连的内部电荷泵；其中，电源VS的负极、钳压限流电路、无源限流电路、开关S1的另一端均与电荷泵芯片的GND引脚相连，减法器SUB1、SUB2的正极均接电荷泵芯片的VY引脚，运算放大器OP1、OP2的正相输入端均接P_REF电压。
2.根据权利要求1所述的一种带载不掉电切换电荷泵工作模式的电路，其特征在于，所述钳压电路A1包括漏极D与电荷泵芯片的BT引脚相连的NMOS钳压管Q_clamp1，正极与NMOS钳压管Q_clamp1的栅极G相连的寄生二极管D1，以及正相输入端与NMOS钳压管Q_clamp1的源极S相连且负相输入端与二极管D1的负极相连的输入缓冲器BUF1；其中，输入缓冲器BUF1的输出端与电荷泵芯片上的NMOS管Q1的栅极G相连。
3.根据权利要求2所述的一种带载不掉电切换电荷泵工作模式的电路，其特征在于，所述钳压电路A2、钳压电路A3与钳压电路A1的电路结构相同；其中，输入缓冲器BUF2、BUF3的输出端分别对应与电荷泵芯片上的NMOS管Q2、Q3的栅极G相连。
4.根据权利要求3所述的一种带载不掉电切换电荷泵工作模式的电路，其特征在于，所述钳压限流电路包括漏极D与电荷泵芯片的VCC引脚相连的NMOS钳压管Q_clamp4，正极与NMOS钳压管Q_clamp4的栅极G相连的寄生二极管D4，均与NMOS钳压管Q_clamp4的源极S相连的电流源Ilim_rev1、开关S4，正相输入端与开关S4的另一端相连且负相输入端与二极管D4的负极相连的输入缓冲器BUF4，与输入缓冲器BUF4的输出端相连的开关S5，栅极G和源极S均与开关S5另一端相连的NMOS管Qi_lim；其中，输入缓冲器BUF4的输出端与电荷泵芯片上的NMOS管Q4的栅极G相连，电流源Ilim_rev1还与运算放大器OP2的输出端和输入缓冲器BUF4的输入端相连，NMOS管Qi_lim的源极S与寄生二极管D4的负极和电荷泵芯片上的NMOS管Q4的源极S均相连；其中，NMOS管Q4的源极S、NMOS管Qi_lim的源极S、输入缓冲器BUF4、寄生二极管D4的负极均与电荷泵芯片的GND引脚相连。
5.根据权利要求4所述的一种带载不掉电切换电荷泵工作模式的电路，其特征在于，所述无源限流电路包括与运算放大器OP1的输出端相连的电流源Ilim_fwd，连接于电流源Ilim_fwd另一端与电荷泵芯片的VY引脚之间的开关S6，源极S与电荷泵芯片的NMOS管Q3的漏极D和NMOS管Q2的源极S相连的PMOS管Q3b，源极S与PMOS管Q3b的源极S相连且栅极G与PMOS管Q3b的栅极G相连的PMOS管Q3b_lim，输出端与PMOS管Q3b_lim的栅极G、源极S均相连的输入缓冲器BUF5，与输入缓冲器BUF5的负相输入端相连的电流源Ilim_rev2，源极S与电流源Ilim_rev2相连且漏极D与NMOS管Q的源极S相连的NMOS钳压管Q_clamp5，以及一端与电荷泵芯片的VY引脚相连的且另一端与NMOS钳压管Q_clamp5的栅极G相连的寄生二极管D5；其中，PMOS管Q3b、PMOS管Q3b_lim的源极S均与电荷泵芯片的VY引脚相连，电流源Ilim_rev2还与运算放大器OP2...
【专利技术属性】
技术研发人员：马俊，
申请(专利权)人：上海南芯半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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