一种自适应电荷泵电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种自适应电荷泵电路，包括升压开关组电路，以及与所述升压开关组电路连接的电流采样电路、欠压判断电路，所述电流采样电路和所述欠压判断电路均与一逻辑电路连接，所述逻辑电路与一限流电路连接，所述限流电路与所述升压开关组电路，所述升压开关组电路外接一飞跨电容，且所述升压开关组电路和所述欠压判断电路均与一输出电容连接。本实用新型专利技术能够降低电荷泵模式切换时的过冲电流，有效解决了快速充电过程中充电电流峰值过大的问题，有利于提高电池的使用寿命。有利于提高电池的使用寿命。有利于提高电池的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应电荷泵电路


[0001]本技术涉及电荷泵
，更具体地涉及一种自适应电荷泵电路，用于为音频放大器供电。

技术介绍

[0002]电荷泵电路是一种常用的电源管理电路，相比于线性稳压器可以实现升压的功能，且具有较高的效率以及负载电流。与开关型电源管理电路相比，电荷泵电路输出电压纹波小，且可以不使用电感器件，具有一定的优势。在常规的电源管理电路启动过程中，常使用软启动电路，例如通过缓慢增加基准电压或者限流的方式，控制输出电容的充电速度，避免输出电流失控过大，给芯片带来电压或者热损坏。
[0003]对于为音频放大器供电的电荷泵电路而言，输出电源需要能够随输入信号较快切换，避免电源跟不上输入信号产生的削顶失真。快速的切换需要快速的电流注入，并且在保证足够大的功率输入的同时，需要控制给输出电容充电的电流和功率，使得每个开关的功率不要过大，以避免大的电流毛刺在寄生电感上产生大的电压尖峰，超过器件耐压后损坏芯片。
[0004]然而，现有的电荷泵电路难以在实现输出电源随输入信号较快切换的同时，保证输出电容充电时的电流峰值不过大。

技术实现思路

[0005]为解决上述现有技术中的问题，本技术提供一种自适应电荷泵电路，通过电流镜对输出电容上的电流进行限流，能够有效解决快速充电过程中充电电流峰值过大的问题。
[0006]本技术提供的一种自适应电荷泵电路，包括升压开关组电路，以及与所述升压开关组电路连接的电流采样电路、欠压判断电路，所述电流采样电路和所述欠压判断电路均与一逻辑电路连接，所述逻辑电路与一限流电路连接，所述限流电路与所述升压开关组电路，所述升压开关组电路外接一飞跨电容，且所述升压开关组电路和所述欠压判断电路均与一输出电容连接。
[0007]进一步地，所述升压开关组电路包括彼此连接的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，所述第一开关管的源极连接电源电压，漏极连接所述飞跨电容的CP端，栅极输入第一开关信号；所述第二开关管的源极连接所述CP端，漏极连接所述输出电容的一端，所述输出电容、的另一端接地，所述第二开关管的栅极输入第二开关信号；所述第三开关管的源极连接所述电源电压，漏极连接所述飞跨电容的CN端，栅极输入第三开关信号；所述第四开关管的漏极连接所述CN端，源极接地，栅极输入第四开关信号。
[0008]进一步地，所述电流采样电路包括第一功率开关管，所述第一功率开关管的栅极输入所述第四开关信号，漏极连接所述CN端并连接第一运算放大器的反向输入端，源极连接所述第四开关管的源极；所述第一运算放大器的正向输入端连接所述第四开关管的漏
极，输出端连接第一晶体管的栅极和第二晶体管的栅极；所述第一晶体管的漏极连接所述第一运算放大器的正向输入端，源极连接所述第二晶体管的源极；所述第二晶体管的漏极连接第三晶体管的漏极和第四晶体管的栅极，所述第二晶体的源极连接电源电；所述第三晶体管的栅极和漏极短接，源极接地；所述第四晶体管的栅极连接所述第三晶体管的栅极，源极接地，漏极连接第五晶体管的漏极；所述第五晶体管的源极连接所述电源电压，漏极和栅极短接，且栅极连接第六晶体管的栅极；所述第六晶体管的源极连接所述电源电压，漏极分别连接第一比较器的反向输入端和第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端接地；所述第一比较器的正向输入端连接预设的参考电压，输出端连接第一反向器。
[0009]进一步地，所述电流采样电路还包括第二功率开关管，所述第二功率开关管的栅极输入所述第三开关信号，漏极连接第二运算放大器的反向输入端，源极连接所述第三开关管的源极；所述第三开关管的漏极连接所述第二运算放大器OP2的正向输入端，所述第二运算放大器的输出端分别连接第七晶体管的栅极和第八晶体管的栅极；所述第七晶体管的漏极分别连接所述第二运算放大器的正向输入端和所述第三开关管的漏极，所述第七晶体管的源极接地；所述第八晶体管的漏极连接所述第四晶体管的漏极，源极接地。
[0010]进一步地，所述欠压判断电路包括第二比较器，所述第二比较器的正向输入端连接电源电压，反向输入端连接并联的第二电阻和第三电阻，所述第三电阻R3接地。
[0011]进一步地，所述逻辑电路包括限流信号控制电路和开关信号控制电路。
[0012]进一步地，所述限流信号控制电路包括彼此连接的或非门和第二反向器。
[0013]进一步地，所述开关信号控制电路包括一振荡器，所述振荡器连接第三反向器的输入端，所述第三反向器的输入端连接第一与非门的第一输入端，且所述振荡器连接第二与非门的第一输入端；所述第一与非门的输出端连接第四反向器的输入端，所述第四反向器的输出端连接第五反向器的输入端，所述第五反向器的输出端连接第二与非门的第二输入端，所述第二与非门的输出端连接第六反向器的输入端，所述第六反向器的输出端连接第七反向器的输入端，所述第七反向器的输出端连接所述第一与非门的第二输入端；并且，所述第四反向器连接第八反向器，所述第八反向器连接第九反向器和第十反向器，所述第六反向器连接第十一反向器和第十二反向器。
[0014]进一步地，所述限流电路包括由所述第三开关管与第九晶体管构成的第一电流镜，以及由所述第四开关管和第十晶体管构成的第二电流镜。
[0015]进一步地，所述第三开关管的栅极连接所述第九晶体管的栅极；所述第九晶体管的源极连接电源电压，栅极与漏极短接并输入所述第三开关信号，且漏极连接第十一晶体管的源极；所述第十一晶体管的栅极输入反向过流信号，漏极连接第一电流源的输入端，所述第一电流源的输出端接地；所述第四开关管的栅极连接第十晶体管的栅极，源极接地；所述第十晶体管的源极接地，栅极和漏极短接并输入所述第四开关信号，且漏极连接第十二晶体管的源极；所述第十二晶体管的栅极输入过流信号，漏极连接第二电流源输出端，所述第二电流源的输入端连接所述第三开关管的源极。
[0016]本技术通过升压开关组电路和逻辑电路来实现电荷泵模式的切换，通过电流采样电路和欠压判断电路来控制限流电路，降低电荷泵模式切换时的过冲电流，有效解决了快速充电过程中充电电流峰值过大的问题，有利于提高电池的使用寿命。
附图说明
[0017]图1是按照本技术的自适应电荷泵电路的结构示意图。
[0018]图2是图1中升压开关组电路及开关信号相位的示意图。
[0019]图3是图1中电流采样电路的示意图。
[0020]图4是图1中欠压判断电路的示意图。
[0021]图5(a)是图1中逻辑电路的限流信号控制电路的示意图；图5(b) 是图1中逻辑电路的开关信号控制电路的示意图。
[0022]图6是图1中限流电路的示意图。
[0023]图7是按照本技术的自适应电荷泵电路工作时的波形图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图，给出本技术的较佳实施例，并予以详细描述。
[0025]如图1所示，本技术提供的一种自适应电荷泵电路，包括升压开关组电路1，以及与升压开关组电路1连接的电流采样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应电荷泵电路，其特征在于，包括升压开关组电路，以及与所述升压开关组电路连接的电流采样电路、欠压判断电路，所述电流采样电路和所述欠压判断电路均与一逻辑电路连接，所述逻辑电路与一限流电路连接，所述限流电路与所述升压开关组电路，所述升压开关组电路外接一飞跨电容，且所述升压开关组电路和所述欠压判断电路均与一输出电容连接。2.根据权利要求1所述的自适应电荷泵电路，其特征在于，所述升压开关组电路包括彼此连接的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，所述第一开关管的源极连接电源电压，漏极连接所述飞跨电容的CP端，栅极输入第一开关信号；所述第二开关管的源极连接所述CP端，漏极连接所述输出电容的一端，所述输出电容、的另一端接地，所述第二开关管的栅极输入第二开关信号；所述第三开关管的源极连接所述电源电压，漏极连接所述飞跨电容的CN端，栅极输入第三开关信号；所述第四开关管的漏极连接所述CN端，源极接地，栅极输入第四开关信号。3.根据权利要求2所述的自适应电荷泵电路，其特征在于，所述电流采样电路包括第一功率开关管，所述第一功率开关管的栅极输入所述第四开关信号，漏极连接所述CN端并连接第一运算放大器的反向输入端，源极连接所述第四开关管的源极；所述第一运算放大器的正向输入端连接所述第四开关管的漏极，输出端连接第一晶体管的栅极和第二晶体管的栅极；所述第一晶体管的漏极连接所述第一运算放大器的正向输入端，源极连接所述第二晶体管的源极；所述第二晶体管的漏极连接第三晶体管的漏极和第四晶体管的栅极，所述第二晶体的源极连接电源电；所述第三晶体管的栅极和漏极短接，源极接地；所述第四晶体管的栅极连接所述第三晶体管的栅极，源极接地，漏极连接第五晶体管的漏极；所述第五晶体管的源极连接所述电源电压，漏极和栅极短接，且栅极连接第六晶体管的栅极；所述第六晶体管的源极连接所述电源电压，漏极分别连接第一比较器的反向输入端和第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端接地；所述第一比较器的正向输入端连接预设的参考电压，输出端连接第一反向器。4.根据权利要求3所述的自适应电荷泵电路，其特征在于，所述电流采样电路还包括第二功率开关管，所述第二功率开关管的栅极输入所述第三开关信号，漏极连接第二运算放大器的反向输入端，源极连接所述第三开关管的源极；所述第三开关管的漏极连接所述第二运算放大器OP2的正向输入端，所述第二运算...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：上海灿瑞科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：