电荷泵的电容自检查和软启电电路及其实现方法技术

本发明专利技术公开了一种电荷泵的电容自检查和软启电电路及其实现方法，主要用于电荷泵在六种工作模式下对CBoot、CFLY电容的开短路情况的检查，完成CBoot/CFLY的预充电，解决现有电荷泵六种工作模式下电容自检查和软启电电路逻辑和电路实现复杂的问题。该电路包括分别独立的合并电荷泵2：1充电器和1：1充电器模式下的自检查和软启电电路、合并电荷泵2：1正向电压变换器和1：1正向直传开关模式下的自检查和软启电电路、合并电荷泵1：2反向电压变换器和1：1反向直传开关模式下的自检查和软启电电路。本发明专利技术通过上述设计，使电荷泵的六种工作模式尽可能复用，减少逻辑和电路实现的复杂度，避免电路在启动时产生很大的电流烧坏器件，保障系统安全。

Capacitance self check and soft start circuit of charge pump and its implementation

The invention discloses a capacitance self check and soft start circuit of charge pump and a realization method thereof, which is mainly used for checking the opening and short circuit of CBOOT and cfly capacitors under six working modes of charge pump, completing the pre charging of CBOOT / cfly, solving the complex problems of capacitance self check and soft start circuit logic and circuit realization under six working modes of charge pump. The circuit includes independent self check and soft start circuits under the mode of combined charge pump 2:1 charger and 1:1 charger, self check and soft start circuits under the mode of combined charge pump 2:1 forward voltage converter and 1:1 forward direct transmission switch, self check and soft start circuits under the mode of combined charge pump 1:2 reverse voltage converter and 1:1 reverse direct transmission switch. Through the above design, the six working modes of the charge pump are multiplexed as much as possible, the complexity of logic and circuit realization is reduced, the large current generated by the circuit during startup is avoided, and the system safety is guaranteed.

【技术实现步骤摘要】
电荷泵的电容自检查和软启电电路及其实现方法
本专利技术涉及一种电荷泵检测电路，具体地说，是涉及一种电荷泵的电容自检查和软启电电路及其实现方法。
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示意图，该电荷泵结构有六种工作模式：a.2：1充电器，b.1：1充电器，c.2：1正向电压变换器，d.1：1正向直传开关，e.1:2反向电压变换器和f.1:1反向直传开关。每种工作模式都需要检查CFLY/CBoot电容的开短路以确保安全，同时也需要软启动将CFLY和COUT电压预充放到稳态值。四个功率管Q1/2/3/4如图1所示连接。可以兼容支持以下四种应用场景。1.2：1充电器。在这种应用场景下，VY接到电池，VX接电压源，VX的电压略高于两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电荷泵的电容自检查和软启电电路，其特征在于，包括分别独立的合并电荷泵2：1充电器和1：1充电器模式下的自检查和软启电电路、合并电荷泵2：1正向电压变换器和1：1正向直传开关模式下的自检查和软启电电路、合并电荷泵1：2反向电压变换器和1：1反向直传开关模式下的自检查和软启电电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种电荷泵的电容自检查和软启电电路，其特征在于，包括分别独立的合并电荷泵2：1充电器和1：1充电器模式下的自检查和软启电电路、合并电荷泵2：1正向电压变换器和1：1正向直传开关模式下的自检查和软启电电路、合并电荷泵1：2反向电压变换器和1：1反向直传开关模式下的自检查和软启电电路。


2.根据权利要求1所述的一种电荷泵的电容自检查和软启电电路，其特征在于，所述合并电荷泵2：1充电器和1：1充电器模式下的自检查和软启电电路包括正极输入电荷泵芯片BT1引脚和CFH1引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP1，串联后一端与电荷泵芯片BT1引脚相连另一端与电荷泵芯片CFH1引脚相连的电阻R1、开关S1，正极输入电荷泵芯片CFH1引脚和CFL1引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP2，串联后一端与电荷泵芯片CFH1引脚相连另一端与电荷泵芯片CFL1引脚相连的电阻R2、开关S2，负极与电荷泵芯片CFL1引脚相连、正极接基准电压VREF的比较器OP3，正极输入电荷泵芯片BT2引脚和CFH2引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP4，串联后一端与电荷泵芯片BT2引脚相连另一端与电荷泵芯片CFH2引脚相连的电阻R3、开关S3，正极输入电荷泵芯片CFH2引脚和CFL2引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP5，串联后一端与电荷泵芯片CFH2引脚相连另一端与电荷泵芯片CFL2引脚相连的电阻R4、开关S4，负极与电荷泵芯片CFL2引脚相连、正极接基准电压VREF的比较器OP6，与电荷泵芯片PMID引脚相连的电流源IPMID1，与IPMID1相连的开关S5，负极与开关S5另一端及电荷泵芯片CFH1引脚均相连、正极接电荷泵芯片OUT引脚的比较器OP7，串联后一端与比较器OP7的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND1、开关S6，串联后一端与比较器OP3的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND2、开关S7，与电荷泵芯片PMID引脚相连的电流源IPMID2，与IPMID2相连的开关S8，负极与开关S8另一端及电荷泵芯片CFH2引脚均相连、正极接电荷泵芯片OUT引脚的比较器OP8，串联后一端与比较器OP8的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND3、开关S9，串联后一端与比较器OP3的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND4、开关S10，一端与电荷泵芯片BT1引脚相连的电流源I1，与电流源I1另一端相连的内部电荷泵P1，以及一端与电荷泵芯片BT2引脚相连的电流源I2，与电流源I2另一端相连的内部电荷泵P2。


3.根据权利要求1所述的一种电荷泵的电容自检查和软启电电路，其特征在于，所述合并电荷泵2：1正向电压变换器和1：1正向直传开关模式下的自检查和软启电电路包括正极输入电荷泵芯片BT1引脚和CFH1引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP9，串联后一端与电荷泵芯片BT1引脚相连另一端与电荷泵芯片CFH1引脚相连的电阻R5、开关S11，负极与电荷泵芯片CFL1引脚相连、正极接基准电压VREF的比较器OP10，正极输入电荷泵芯片BT2引脚和CFH2引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP11，串联后一端与电荷泵芯片BT2引脚相连另一端与电荷泵芯片CFH2引脚相连的电阻R6、开关S12，负极与电荷泵芯片CFL2引脚相连、正极接基准电压VREF的比较器OP12，与电荷泵芯片PMID引脚相连的电流源IPMID3，与IPMID3相连的开关S13，负极与开关S13另一端及电荷泵芯片CFH1引脚均相连、正极接电荷泵芯片OUT引脚的比较器OP13，串联后一端与比较器OP13的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND5、开关S14，串联后一端与比较器OP10的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND6、开关S15，与电荷泵芯片PMID引脚相连的电流源IPMID4，与IPMID4相连的开关S16，负极与开关S16另一端及电荷泵芯片CFH2引脚均相连、正极接电荷泵芯片OUT引脚的比较器OP14，串联后一端与比较器OP14的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND7、开关S17，串联后一端与比较器OP3的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND8、开关S18，串联后一端与电荷泵芯片PMID引脚相连另一端与电荷泵芯片OUT引脚相连的电流源IPMID5、开关S19，串联后一端与电荷泵芯片OUT引脚相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND9、开关S20，以及负极与电荷泵芯片OUT引脚相连正极接基准电压VREF的比较器OP15。


4.根据权利要求1所述的一种电荷泵的电容自检查和软启电电路，其特征在于，所述合并电荷泵1：2反向电压变换器和1：1反向直传开关模式下的自检查和软启电电路包括正极输入电荷泵芯片BT1引脚和CFH1引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP16，串联后一端与电荷泵芯片BT1引脚相连另一端与电荷泵芯片CFH1引脚相连的电阻R7、开关S21，正极输入电荷泵芯片CFH1引脚和CFL1引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP17，串联后一端与电荷泵芯片CFH1引脚相连另一端与电荷泵芯片CFL1引脚相连的电阻R8、开关S22，负极与电荷泵芯片CFL1引脚相连、正极接基准电压VREF的比较器OP18，正极输入电荷泵芯片BT2引脚和CFH2引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP19，串联后一端与电荷泵芯片BT2引脚相连另一端与电荷泵芯片CFH2引脚相连的电阻R9、开关S23，正极输入电荷泵芯片CFH2引脚和CFL2引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP20，串联后一端与电荷泵芯片CFH2引脚相连另一端与电荷泵芯片CFL2引脚相连的电阻R10、开关S24，负极与电荷泵芯片CFL2引脚相连、正极接基准电压VREF的比较器OP21，与电荷泵芯片OUT引脚相连的电流源IOUT1，与IOUT1相连的开关S25，负极与开关S25另一端及电荷泵芯片CFH1引脚均相连、正极接电荷泵芯片OUT引脚的比较器OP22，串联后一端与比较器OP22的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND10、开关S26，串联后一端与比较器OP18的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND11、开关S27，与电荷泵芯片OUT引脚相连的电流源IOUT2，与IOUT1相连的开关S28，负极与开关S28另一端及电荷泵芯片CFH2引脚均相连、正极接电荷泵芯片OUT引脚的比较器OP23，串联后一端与比较器OP23的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND12、开关S29，以及串联后一端与比较器OP3的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND13、开关S30，串联后一端与电荷泵芯片PMID引脚相连且另一端与电荷泵芯片GND引脚的电流源IPMID6、开关S31，串联后一端与电荷泵芯片PMID引脚相连且另一端与电荷泵芯片OUT引脚的电流源IOUT3、开关S32，一端与电荷泵芯片BT1引脚相连的电流源I3，与电流源I3另一端相连的内部电荷泵P3，以及一端与电荷泵芯片BT2引脚相连的电流源I4，与电流源I4另一端相连的内部电荷泵P4。


5.如根据权利要求1～5任一项所述的一种电荷泵的电容自检查和软启电电路的实现方法，其特征在于，包括合并电荷泵2：1充电器和1：1充电器模式下的自检查和软启电电路的实现方法、合并电荷泵2：1正向电压变换器和1：1正向直传开关模式下的自检查和软启电电路的实现方法、合并电荷泵1：2反向电压变换器和1：1反向直传开关模式下的自检查和软启电电路的实现方法。


6.根据权利要求5所述的一种电荷泵的电容自检查和软启电电路的实现方法，其特征在于，所述合并电荷泵2：1充电器和1：1充电器模式下的自检查和软启电电路的实现方法具体包括如下步骤：
(1)启动电路时，利用电荷泵芯片的计时器开始计时时间T1，用电流源IGND2电流下拉CFLYx，对CFLYx进行短...

【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