四开关管升降压变换器自适应电荷泵控制电路及控制方法技术

本发明专利技术提供了一种四开关管升降压变换器自适应电荷泵控制电路及控制方法，电流镜电路提供偏置电流，并提供外部固定的电流偏置，通过调整开关管的栅极电压，调节电荷泵电路模块使能端的开关，保证四开关管升降压变换器上开关管工作在正常状态，并且根据开关管的工作状态正常与否来决定是否打开电荷泵，在开关管正常工作时，自适应电荷泵控制电路关闭电荷泵，这样在开关管正常工作时可以减少不必要的功耗。本发明专利技术有效保证升降压电路正常工作，采用自适应的控制方法，在电路正常工作的时候该控制电路模块不工作，在减少电路的功耗情况下提升了升降压电路工作的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
四开关管升降压变换器自适应电荷泵控制电路及控制方法
本专利技术涉及电子电路领域，尤其是一种自适应的电荷泵控制电路，适合应用于四开关管升降压变换器。
技术介绍
随着当今科学技术的不断发展，电子设备的大规模普及应用，四开关管升降压变换器的应用范围也越来越广，同时对于集成电路在工作时的可靠性要求也越来越如何确保四开关管升降压变换器正常工作正在渐渐的成为一个重要的议题。同时，如何确保四开关管升降压变换器在工作时开关管工作是保证四开关管升降压电路正常工作的关键。虽然市面上目前很多四开关管管升降压变换器已经比较成熟，由于四开关管管升降压变换器内部电路模块工作状态比较复杂，且工作状态有时比较苛刻，外界条件变化比较极端时，变换器的开关管两个上开关管的工作电压就会受到影响。当上开关管的栅极电压与源极电压的差变得比较小时，上开关管的等效阻抗就会变大，严重影响了升降压变换器的工作状态。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种四开关管升降压变换器自适应电荷泵控制电路及控制方法，保证四开关管升降压变换器上开关管工作在正常状态，并且可以根据开关管的工作状态正常与否来决定是否打开电荷泵，在开关管正常工作时，自适应电荷泵控制电路关闭电荷泵，这样在开关管正常工作时可以减少不必要的功耗。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种四开关管升降压变换器自适应电荷泵控制电路，包括P沟道增强型MOS管MP1-MP13，N沟道增强型MOS管MN1-MN12，分压电阻R1-R4，反相器I1-I2，还包括VCC端口、SWBAT端口、BTBAT端口、电荷泵电路模块和固定偏置电流模块，所述VCC端口与电源输入端连接，所述SWBAT端口与开关管上管子连接；所述P沟道增强型高压MOS管MP1源极端连接BTAT端，栅极漏极接外部固定电路模块和P沟道增强型高压MOS管MP2的栅极；所述P沟道增强型高压MOS管MP3源极端连接MP1的漏极，栅极漏极接外部固定电路模块和P沟道增强型高压MOS管MP4的栅极；所述电阻R1一端与MP3漏极端相连，另外一端与SWBAT端相连；所述P沟道增强型高压MOS管MP12、MP13还有电阻R4串联，其中M12源极端与M13的漏极端相连，电阻R1和P沟道增强型高压MOS管MP1，MP2，MP3和MP4共同组成电流镜电路，把BTAT端与SWBAT的压差镜像到电流镜右端，所述电阻R4和P沟道增强型高压MOS管MP12和MP13将电流镜电流导通到地。所述P沟道增强型MOS管MP5源极连接所述电源VCC端，P沟道增强型MOS管MP5的栅极漏极连接P沟道增强型MOS管MP6的栅极，它的源极连接电源VCC端，共同构成一个电流镜电路模块，P沟道增强型MOS管MP7连接P沟道增强型MOS管MP6的漏极，以电流镜的输出作为MP7的栅极电压；所述P沟道增强型MOS管MP9源极连接所述电源VCC端，P沟道增强型MOS管MP9的栅极漏极连接P沟道增强型MOS管MP10的栅极，它们共同构成一个电流镜电路模块，P沟道增强型MOS管MP11的源极连接P沟道增强型MOS管MP10的漏极，P沟道增强型MOS管MP8的栅极连接反相器I2的输出端，源极连接电源端VCC，漏极连接电阻R3的上端；所述N沟道增强型MOS管MN1的栅极与P沟道增强型MOS管MP4的漏极相连，N沟道增强型MOS管MN1的漏极与P沟道增强型MOS管MP5的漏极相连，N沟道增强型MOS管MN2的栅极与P沟道增强型MOS管MP6的漏极相连,N沟道增强型MOS管MN2的栅极与电阻R3的下端相连，N沟道增强型MOS管MN2的源极与N沟道增强型MOS管MN1的源极相连；所述N沟道增强型MOS管MN3的漏极连接固定偏置电流模块，N沟道增强型MOS管MN3的漏极与栅极相连，N沟道增强型MOS管MN7漏极与N沟道增强型MOS管MN3的源极相连，N沟道增强型MOS管MN7的栅极与N沟道增强型MOS管MN3的栅极相连，N沟道增强型MOS管MN4的栅极、N沟道增强型MOS管MN5的栅极、N沟道增强型MOS管MN6的栅极、N沟道增强型MOS管MN7的栅极、N沟道增强型MOS管MN8的栅极、N沟道增强型MOS管MN9的栅极还有N沟道增强型MOS管MN10的栅极都与N沟道增强型MOS管MN3的栅极相连；其中N沟道增强型MOS管MN4的源极与N沟道增强型MOS管MN8的漏极相连，N沟道增强型MOS管MN5的源极与N沟道增强型MOS管MN9的漏极相连，N沟道增强型MOS管MN6的源极与N沟道增强型MOS管MN10的漏极相连，N沟道增强型MOS管MN3、N沟道增强型MOS管MN7和N沟道增强型MOS管MN4、N沟道增强型MOS管MN8共同组成一组电流镜模块电路，N沟道增强型MOS管MN3、N沟道增强型MOS管MN7和N沟道增强型MOS管MN5、N沟道增强型MOS管MN9共同组成一组电流镜模块电路，N沟道增强型MOS管MN3、N沟道增强型MOS管MN7和N沟道增强型MOS管MN6、N沟道增强型MOS管MN10共同组成一组电流镜模块电路；N沟道增强型MOS管MN5的漏极与N沟道增强型MOS管MN1的源极相连，N沟道增强型MOS管MN6的漏极与P沟道增强型MOS管MP7的漏极相连，N沟道增强型MOS管MN6的漏极与电阻R2的下端相连；所述N沟道增强型MOS管MN11的栅极与N沟道增强型MOS管MN3的栅极相连，它的漏极与P沟道增强型MOS管MP9的漏极相连，N沟道增强型MOS管MN3、N沟道增强型MOS管MN7和N沟道增强型MOS管MN11组成一组电流镜电路，N沟道增强型MOS管MN11的漏极接P沟道增强型MOS管MP9的栅极与漏极，为P沟道增强型MOS管MP9、MP10组成的电流镜提供偏置电流；所述N沟道增强型MOS管MN12的栅极与P沟道增强型MOS管MP11的栅极相连，N沟道增强型MOS管MN12的漏极与P沟道增强型MOS管MP11的漏极相连，组成一个反相器结构；所述电阻R4的上端与P沟道增强型高压MOS管MP13的漏极相连，电阻R2与电阻R3串联，电阻R2的上端接电源端VCC，R3的下端与N沟道增强型MOS管MN2的栅极还有N沟道增强型MOS管MN6的漏极相连，电阻R4的上端与N沟道增强型高压MOS管的漏极相连，电阻R4的下端与地相连；所述反相器I1的输入端与输出端口VOUT相连，反相器I1的输出端与P沟道增强型MOS管MP8的栅极相连，反相器I2的输出端与输出端口VOUT，输入端口与P沟道增强型MOS管MP11的漏极相连。所述固定偏置电流模块连接N沟道增强型MOS管MN3的漏极栅极和N沟道增强型MOS管MN7的栅极，提供外部固定的电流偏置。本专利技术还提供涉及基于四开关管升降压变换器自适应电荷泵控制电路的控制方法，具体步骤为：BTAT为电源VCC经过一个二极管后产生的电压，当电源VCC供电时，所述P沟道增强型高压MOS管MP1、P沟道增强型高压MOS管MP2、P沟道增强型高压MOS管MP3和P沟道增强型高压MOS管MP4组成电流镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四开关管升降压变换器自适应电荷泵控制电路，包括P沟道增强型MOS管MP1-MP13，N沟道增强型MOS管MN1-MN12，分压电阻R1-R4，反相器I1-I2，其特征在于：/n所述四开关管升降压变换器自适应电荷泵控制电路，还包括VCC端口、SWBAT端口、BTBAT端口、电荷泵电路模块和固定偏置电流模块，所述VCC端口与电源输入端连接，所述SWBAT端口与开关管上管子连接；/n所述P沟道增强型高压MOS管MP1源极端连接BTAT端，栅极漏极接外部固定电路模块和P沟道增强型高压MOS管MP2的栅极；所述P沟道增强型高压MOS管MP3源极端连接MP1的漏极，栅极漏极接外部固定电路模块和P沟道增强型高压MOS管MP4的栅极；所述电阻R1一端与MP3漏极端相连，另外一端与SWBAT端相连；所述P沟道增强型高压MOS管MP12、MP13还有电阻R4串联，其中M12源极端与M13的漏极端相连，电阻R1和P沟道增强型高压MOS管MP1，MP2，MP3和MP4共同组成电流镜电路，把BTAT端与SWBAT的压差镜像到电流镜右端，所述电阻R4和P沟道增强型高压MOS管MP12和MP13将电流镜电流导通到地。/n所述P沟道增强型MOS管MP5源极连接所述电源VCC端，P沟道增强型MOS管MP5的栅极漏极连接P沟道增强型MOS管MP6的栅极，它的源极连接电源VCC端，共同构成一个电流镜电路模块，P沟道增强型MOS管MP7连接P沟道增强型MOS管MP6的漏极，以电流镜的输出作为MP7的栅极电压；/n所述P沟道增强型MOS管MP9源极连接所述电源VCC端，P沟道增强型MOS管MP9的栅极漏极连接P沟道增强型MOS管MP10的栅极，它们共同构成一个电流镜电路模块，P沟道增强型MOS管MP11的源极连接P沟道增强型MOS管MP10的漏极，P沟道增强型MOS管MP8的栅极连接反相器I2的输出端，源极连接电源端VCC，漏极连接电阻R3的上端；/n所述N沟道增强型MOS管MN1的栅极与P沟道增强型MOS管MP4的漏极相连，N沟道增强型MOS管MN1的漏极与P沟道增强型MOS管MP5的漏极相连，N沟道增强型MOS管MN2的栅极与P沟道增强型MOS管MP6的漏极相连,N沟道增强型MOS管MN2的栅极与电阻R3的下端相连，N沟道增强型MOS管MN2的源极与N沟道增强型MOS管MN1的源极相连；/n所述N沟道增强型MOS管MN3的漏极连接固定偏置电流模块，N沟道增强型MOS管MN3的漏极与栅极相连，N沟道增强型MOS管MN7漏极与N沟道增强型MOS管MN3的源极相连，N沟道增强型MOS管MN7的栅极与N沟道增强型MOS管MN3的栅极相连，N沟道增强型MOS管MN4的栅极、N沟道增强型MOS管MN5的栅极、N沟道增强型MOS管MN6的栅极、N沟道增强型MOS管MN7的栅极、N沟道增强型MOS管MN8的栅极、N沟道增强型MOS管MN9的栅极还有N沟道增强型MOS管MN10的栅极都与N沟道增强型MOS管MN3的栅极相连；其中N沟道增强型MOS管MN4的源极与N沟道增强型MOS管MN8的漏极相连，N沟道增强型MOS管MN5的源极与N沟道增强型MOS管MN9的漏极相连，N沟道增强型MOS管MN6的源极与N沟道增强型MOS管MN10的漏极相连，N沟道增强型MOS管MN3、N沟道增强型MOS管MN7和N沟道增强型MOS管MN4、N沟道增强型MOS管MN8共同组成一组电流镜模块电路，N沟道增强型MOS管MN3、N沟道增强型MOS管MN7和N沟道增强型MOS管MN5、N沟道增强型MOS管MN9共同组成一组电流镜模块电路，N沟道增强型MOS管MN3、N沟道增强型MOS管MN7和N沟道增强型MOS管MN6、N沟道增强型MOS管MN10共同组成一组电流镜模块电路；N沟道增强型MOS管MN5的漏极与N沟道增强型MOS管MN1的源极相连，N沟道增强型MOS管MN6的漏极与P沟道增强型MOS管MP7的漏极相连，N沟道增强型MOS管MN6的漏极与电阻R2的下端相连；/n所述N沟道增强型MOS管MN11的栅极与N沟道增强型MOS管MN3的栅极相连，它的漏极与P沟道增强型MOS管MP9的漏极相连，N沟道增强型MOS管MN3、N沟道增强型MOS管MN7和N沟道增强型MOS管MN11组成一组电流镜电路，N沟道增强型MOS管MN11的漏极接P沟道增强型MOS管MP9的栅极与漏极，为P沟道增强型MOS管MP9、MP10组成的电流镜提供偏置电流；/n所述N沟道增强型MOS管MN12的栅极与P沟道增强型MOS管MP11的栅极相连，N沟道增强型MOS管MN12的漏极与P沟道增强型MOS管MP11的漏极相连，组成一个反相器结构；/n所述电阻R4的上端与P沟道增强型高压MOS管MP13的漏极相连，电阻R2与电阻R3串...

【技术特征摘要】
1.一种四开关管升降压变换器自适应电荷泵控制电路，包括P沟道增强型MOS管MP1-MP13，N沟道增强型MOS管MN1-MN12，分压电阻R1-R4，反相器I1-I2，其特征在于：
所述四开关管升降压变换器自适应电荷泵控制电路，还包括VCC端口、SWBAT端口、BTBAT端口、电荷泵电路模块和固定偏置电流模块，所述VCC端口与电源输入端连接，所述SWBAT端口与开关管上管子连接；
所述P沟道增强型高压MOS管MP1源极端连接BTAT端，栅极漏极接外部固定电路模块和P沟道增强型高压MOS管MP2的栅极；所述P沟道增强型高压MOS管MP3源极端连接MP1的漏极，栅极漏极接外部固定电路模块和P沟道增强型高压MOS管MP4的栅极；所述电阻R1一端与MP3漏极端相连，另外一端与SWBAT端相连；所述P沟道增强型高压MOS管MP12、MP13还有电阻R4串联，其中M12源极端与M13的漏极端相连，电阻R1和P沟道增强型高压MOS管MP1，MP2，MP3和MP4共同组成电流镜电路，把BTAT端与SWBAT的压差镜像到电流镜右端，所述电阻R4和P沟道增强型高压MOS管MP12和MP13将电流镜电流导通到地。
所述P沟道增强型MOS管MP5源极连接所述电源VCC端，P沟道增强型MOS管MP5的栅极漏极连接P沟道增强型MOS管MP6的栅极，它的源极连接电源VCC端，共同构成一个电流镜电路模块，P沟道增强型MOS管MP7连接P沟道增强型MOS管MP6的漏极，以电流镜的输出作为MP7的栅极电压；
所述P沟道增强型MOS管MP9源极连接所述电源VCC端，P沟道增强型MOS管MP9的栅极漏极连接P沟道增强型MOS管MP10的栅极，它们共同构成一个电流镜电路模块，P沟道增强型MOS管MP11的源极连接P沟道增强型MOS管MP10的漏极，P沟道增强型MOS管MP8的栅极连接反相器I2的输出端，源极连接电源端VCC，漏极连接电阻R3的上端；
所述N沟道增强型MOS管MN1的栅极与P沟道增强型MOS管MP4的漏极相连，N沟道增强型MOS管MN1的漏极与P沟道增强型MOS管MP5的漏极相连，N沟道增强型MOS管MN2的栅极与P沟道增强型MOS管MP6的漏极相连,N沟道增强型MOS管MN2的栅极与电阻R3的下端相连，N沟道增强型MOS管MN2的源极与N沟道增强型MOS管MN1的源极相连；
所述N沟道增强型MOS管MN3的漏极连接固定偏置电流模块，N沟道增强型MOS管MN3的漏极与栅极相连，N沟道增强型MOS管MN7漏极与N沟道增强型MOS管MN3的源极相连，N沟道增强型MOS管MN7的栅极与N沟道增强型MOS管MN3的栅极相连，N沟道增强型MOS管MN4的栅极、N沟道增强型MOS管MN5的栅极、N沟道增强型MOS管MN6的栅极、N沟道增强型MOS管MN7的栅极、N沟道增强型MOS管MN8的栅极、N沟道增强型MOS管MN9的栅极还有N沟道增强型MOS管MN10的栅极都与N沟道增强型MOS管MN3的栅极相连；其中N沟道增强型MOS管MN4的源极与N沟道增强型MOS管MN8的漏极相连，N沟道增强型MOS管MN5的源极与N沟道增强型MOS管MN9的漏极相连，N沟道增强型MOS管MN6的源极与N沟道增强型MOS管MN10的漏极相连，N沟道增强型MOS管MN3、N沟道增强型MOS管MN7和N沟道增强型MOS管MN4、N沟道增强型MOS管MN8共同组成一组电流镜模块电路，N沟道增强型MOS管MN3、N沟道增强型MOS管MN7和N沟道增强型MOS管MN5、N沟道增强型MOS管MN9共同组成一组电流镜模块电路，N沟道增强型MOS管MN3、N沟道增强型MOS管MN7和N沟道增强型MOS管MN6、N沟道增强型MOS管MN10共同组成一组电流镜模块电路；N沟道增强型MOS管MN5的漏极与N沟道增强型MOS管MN1的源极相连，N沟道增强型MOS管MN6的漏极与P沟道增强型MOS管MP7的漏极相连，N沟道增强型MOS管MN6的漏极与电阻R2的下端相连；
所述N沟道增强型MOS管MN11的栅极与N沟道增强型...

【专利技术属性】
技术研发人员：王红义，陈帅谦，刘童博，陶韬，毛豪，
申请(专利权)人：西安拓尔微电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61