一种用于H桥驱动的电荷泵电路制造技术

本发明专利技术涉及一种用于H桥驱动的电荷泵电路，通过时钟信号处理电路产生时钟信号给驱动电路，驱动电路产生相应的驱动电压作用于充放电电路，所述充放电电路连接反馈控制电路，反馈控制电路调整时钟信号处理电路的时钟信号，所述反馈控制电路包括反馈调整电路一，在电荷泵电路的输出电压VCP上升达到所需的设计值时所述反馈调整电路一使得输出电压VCP停止上升；在输出电压VCP下降时所述反馈调整电路一输出信号OUT4_1控制时钟信号处理电路的时钟信号进而改变驱动电路输出的驱动电压使得电荷泵电路的电源电压VCC与输出电压VCP之间的差值在所预置的范围内。加入本发明专利技术的反馈控制电路后，其电荷泵电路的输出电压精度较好。其电荷泵电路的输出电压精度较好。其电荷泵电路的输出电压精度较好。

【技术实现步骤摘要】
一种用于H桥驱动的电荷泵电路


[0001]本专利技术涉及电荷泵电路
，尤其是一种用于H桥驱动的电荷泵电路。

技术介绍

[0002]电荷泵电路是集成电路中非常重要的一部分，作为直流电机、交流电机及步进电机的驱动电路。理想的电荷泵电路的输出电压随着电源电压的变化而变化，由于H桥的功率开关管由大功率N沟道增强型场效应管组成，所以功率开关管需要一个比电源电压还要高的栅极电压来驱动。目前高压的H桥驱动电路主要采用窄脉冲电位平移技术，使用自举电容的方式以获得高端功率开关管的栅极电压来驱动开关管，但是为了保持自举电容两端的电压，电路也必须周期性的对自举电容充电也存在H桥功率电路开关管不断在开关的状态，不能适应于实际应用的一组桥臂持续导通的缺点。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是：提出一种用于H桥驱动的电荷泵电路，其电荷泵电路的输出电压精度较好。
[0004]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于H桥驱动的电荷泵电路，通过时钟信号处理电路产生时钟信号给驱动电路，驱动电路产生相应的驱动电压作用于充放电电路使充放电电路中进行充放电工作，所述充放电电路连接反馈控制电路，反馈控制电路调整时钟信号处理电路的时钟信号，
[0005]所述反馈控制电路包括反馈调整电路一，在电荷泵电路的输出电压VCP上升达到所需的设计值时所述反馈调整电路一使得输出电压VCP停止上升；在输出电压VCP下降时所述反馈调整电路一输出信号OUT4_1控制时钟信号处理电路的时钟信号进而改变驱动电路输出的驱动电压使得电荷泵电路的电源电压VCC与输出电压VCP之间的差值在所预置的范围内。
[0006]优选的，所述反馈调整电路一中，输出电压VCP串联电阻R4_1、MOS管MP4_1、电阻R4_2、电阻R4_3、电阻R4_4后接地，MOS管MN4_1与电阻R4_4并联，电源电压VCC接MOS管MP4_1的栅极控制端，输出电压VCP经电阻R4_1、MOS管MP4_1后作为比较器一的正端电压，电压VREF作为比较器一、比较器二的参考电压，电压VBG作为比较器一、比较器二的基准电压，比较器一的输出接反相器后接MOS管MN4_1的栅极控制端；比较器二的输入端接在电阻R4_2、电阻R4_3之间；比较器二的输出端经开关电路后输出信号OUT4_1。
[0007]优选的，当比较器一的正端电压超过负端电压时比较器一输出翻转，MOS管MN4_1由导通状态变为关断状态，给比较器二的正端增加调节电压V4来控制输出电压VCP的纹波，此时比较器二的输出翻转。
[0008]优选的，电源电压VCC与输出电压VCP经所述反馈调整电路一调整后，
[0009][0010]优选的，所述反馈控制电路还包括反馈调整电路二，所述反馈调整电路二用于调整充放电电路的充电电流I
CHARGE
。
[0011]优选的，所述反馈调整电路二包括电流调整电路，所述电流调整电路包括运放器、MOS管MN5_8、MOS管MN5_9、MOS管MN5_10、电阻R5_6，运放器的正端接入预置V+电压，运放器的输出接MOS管MN5_8、MOS管MN5_9的栅极控制端后串接MOS管MN5_10后接地，时钟信号处理电路的时钟信号CK1接至MOS管MN5_10的栅极控制端；
[0012]电源电压VCC经电阻R5_3、电阻R5_5后接至信号CP1，信号CP1串联一个以上的MOS管MN5_8后接地，信号CP1串联MOS管MN5_9、电阻R5_6后接地，运放器的负端接至MOS管MN5_9与电阻R5_6之间；
[0013]所述充放电电路中，在泵电容C6_1与接地端之间接入MOS管MN6_2，MOS管MN6_2的栅极控制端与MOS管MN6_3的栅极控制端串接稳压管Z6_1后接地，信号CP1串联MOS管MN6_3、电阻R6_1后接地。
[0014]优选的，经所述反馈调整电路二调整后的充电电流I
CHARGE
的大小如下：
[0015]I
CHARGE
＝I
D_MN5_8
+I
D_MN5_9
；
[0016][0017][0018]V
GS5_8
＝V
GS5_9
+V
+
；
[0019]其中，I
D_MN5_8
为MOS管MN5_8的漏极电流，I
D_MN5_9
为MOS管MN5_9的漏极电流；V
GS5_8
为MOS管MN5_8的栅源电压，V
GS5_9
为MOS管MN5_9的栅源电压，u
n
为载流子的迁移率，C
OX
为MOS管MN5_8或MOS管MN5_9的单位面积的栅氧化层电容，W为MOS管MN5_8或MOS管MN5_9的栅宽，L为MOS管MN5_8或MOS管MN5_9的栅长，V
TH
为MOS管MN5_8或MOS管MN5_9的阈值电压。
[0020]优选的，所述驱动电路包括驱动电路一，所述驱动电路一中，输出电压VCP经电阻R2_1、MOS管MN2_1、MOS管MN2_2后接地；时钟信号处理电路的时钟信号CK3接至MOS管MN2_1的栅极控制端，偏置信号Bias接至MOS管MN2_2的栅极控制端；
[0021]输出电压VCP经MOS管MP2_1、MOS管MN2_3接电源电压VCC，输出电压VCP经MOS管MP2_2、MOS管MN2_4接电源电压VCC，输出电压VCP经电阻R2_2接至MOS管MP2_2、MOS管MN2_4之间并输出信号OUT2_1；
[0022]输出电压VCP经稳压管Z2_1接至电阻R2_1与MOS管MN2_1之间并再接至MOS管MP2_1、MOS管MN2_3的栅极控制端，MOS管MP2_2、MOS管MN2_4的栅极控制端接至MOS管MP2_1与MOS管MN2_3之间。
[0023]优选的，所述驱动电路包括驱动电路二，所述驱动电路二中，电源电压VCC经电阻R3_1、MOS管MN3_1、MOS管MN3_3后接地，电源电压VCC经MOS管MP3_1、电阻R3_2、MOS管MN3_5、MOS管MN3_4后接地，电源电压VCC经MOS管MP3_2、MOS管MP3_3后接地，稳压管Z3_1与MOS管MP3_1并接，电阻R3_3、稳压管Z3_2分别与MOS管MP3_2并接；
[0024]时钟信号处理电路的时钟信号CK2的反向信号CK2_NOT接MOS管MN3_1的栅极控制端；电源电压VCC经电阻R3_1后接MOS管MP3_1、MOS管MP3_2的栅极控制端；时钟信号处理电
路的时钟信号CK2接MOS管MN3_5、MOS管MN3_2的栅极控制端；MOS管MP3_3的栅极控制端经MOS管MN3_2后接地；偏置信号Bias接至MOS管MN3_3、MOS管MN3_4的栅极控制端；
[0025]电阻R3_2与MOS管MN3_5之间的接点接至MOS管MP3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于H桥驱动的电荷泵电路，通过时钟信号处理电路产生时钟信号给驱动电路，驱动电路产生相应的驱动电压作用于充放电电路使充放电电路中进行充放电工作，其特征在于：所述充放电电路连接反馈控制电路，反馈控制电路调整时钟信号处理电路的时钟信号，所述反馈控制电路包括反馈调整电路一，在电荷泵电路的输出电压VCP上升达到所需的设计值时所述反馈调整电路一使得输出电压VCP停止上升；在输出电压VCP下降时所述反馈调整电路一输出信号OUT4_1控制时钟信号处理电路的时钟信号进而改变驱动电路输出的驱动电压使得电荷泵电路的电源电压VCC与输出电压VCP之间的差值在所预置的范围内。2.根据权利要求1所述的用于H桥驱动的电荷泵电路，其特征在于：所述反馈调整电路一中，输出电压VCP串联电阻R4_1、MOS管MP4_1、电阻R4_2、电阻R4_3、电阻R4_4后接地，MOS管MN4_1与电阻R4_4并联，电源电压VCC接MOS管MP4_1的栅极控制端，输出电压VCP经电阻R4_1、MOS管MP4_1后作为比较器一(401)的正端电压，电压VREF作为比较器一(401)、比较器二(402)的参考电压，电压VBG作为比较器一(401)、比较器二(402)的基准电压，比较器一(401)的输出接反相器后接MOS管MN4_1的栅极控制端；比较器二(402)的输入端接在电阻R4_2、电阻R4_3之间；比较器二(402)的输出端经开关电路(403)后输出信号OUT4_1。3.根据权利要求2所述的用于H桥驱动的电荷泵电路，其特征在于：当比较器一(401)的正端电压超过负端电压时比较器一(401)输出翻转，MOS管MN4_1由导通状态变为关断状态，给比较器二(402)的正端增加调节电压V4来控制输出电压VCP的纹波，此时比较器二(402)的输出翻转。4.根据权利要求2所述的用于H桥驱动的电荷泵电路，其特征在于：电源电压VCC与输出电压VCP经所述反馈调整电路一调整后，5.根据权利要求1所述的用于H桥驱动的电荷泵电路，其特征在于：所述反馈控制电路还包括反馈调整电路二，所述反馈调整电路二用于调整充放电电路的充电电流I
CHARGE
。6.根据权利要求5所述的用于H桥驱动的电荷泵电路，其特征在于：所述反馈调整电路二包括电流调整电路(501)，所述电流调整电路(501)包括运放器、MOS管MN5_8、MOS管MN5_9、MOS管MN5_10、电阻R5_6，运放器的正端接入预置V+电压，运放器的输出接MOS管MN5_8、MOS管MN5_9的栅极控制端后串接MOS管MN5_10后接地，时钟信号处理电路的时钟信号CK1接至MOS管MN5_10的栅极控制端；电源电压VCC经电阻R5_3、电阻R5_5后接至信号CP1，信号CP1串联一个以上的MOS管MN5_8后接地，信号CP1串联MOS管MN5_9、电阻R5_6后接地，运放器的负端接至MOS管MN5_9与电阻R5_6之间；所述充放电电路中，在泵电容C6_1与接地端之间接入MOS管MN6_2，MOS管MN6_2的栅极控制端与MOS管MN6_3的栅极控制端串接稳压管Z6_1后接地，信号CP1串联MOS管MN6_3、电阻R6_1后接地。7.根据权利要求6所述的用于H桥驱动的电荷泵电路，其特征在于：经所述反馈调整电路二调整后的充电电流I
CHARGB
的大小如下：
I
CHARGE
＝I
D_MN5_8
+...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宏建，阮昊，霍建龙，简铨，胡巧，
申请(专利权)人：上海聚迹科技有限公司，
类型：发明
国别省市：