电荷泵升压电路、H桥电路及设备制造技术

本发明专利技术提供了一种电荷泵升压电路、H桥电路及设备，该电荷泵升压电路包括电性连接的电压相减模块、时钟产生模块以及电荷泵模块；电压相减模块接收并对第一供电电压以及参考电压进行第一处理，输出第一电压差信号；时钟产生模块接收并选择输出第一供电电压以及第一电压差信号，形成第一时钟信号以及第二时钟信号；电荷泵模块接收第一供电电压，并将其作为电荷泵模块的初始电压，采用所述第一时钟信号以及所述第二时钟信号对初始电压进行交替升压，以使得电荷泵模块输出的参考驱动电压信号符合预设的电压要求。从而针对自举升压技术，本发明专利技术可以独立产生稳定的参考驱动电压信号以满足后续的电路取用需求。以满足后续的电路取用需求。以满足后续的电路取用需求。

【技术实现步骤摘要】
电荷泵升压电路、H桥电路及设备


[0001]本专利技术涉及电力电子
，特别是涉及一种电荷泵升压电路、H桥电路及设备。

技术介绍

[0002]近些年来，自举电路在驱动电路领域中被广泛应用，目前常运用自举电路的电路有开关电源电路、射极跟随器、H桥电路等等。
[0003]现有的自举电路一般采用自举电容实现电压的升高。这是利用了电容两端电压不能突变的特性，当自举电容两端保持有一定电压时，提高自举电容的负端的电压，其正端的电压仍保持于负端的原始压差，从而抬高供电电压。
[0004]目前常用的自举升压驱动架构中，为了使输出效率最大化，需要功率管的导通电阻足够小，故一般选用NMOS管作为高侧(High
‑
side)的功率管，同时为了保证高侧的功率管导通压降较低，高侧的功率管的栅极驱动电压必须高于供电电压；在该情况下，需要通过正常的周期性PWM脉冲信号控制低侧的功率管以及高侧的功率管的导通或关断，使得自举电容上的储能电压达到需求，一次循环中，先使得低侧的功率管导通，高侧的功率管断开，使得供电电压通过自举电阻、自举二极管对自举电容充电，再使得低侧的功率管断开，高侧的功率管导通，使得自举电容高侧的电压为自举电容的放电电压和供电电压叠加，从而实现了电压抬升，以作为高侧的功率管的栅极驱动电压。
[0005]然而，自举电容需要周期性的补充电荷以保证电压抬升，这是因为控制高侧的功率管的导通会使得自举电容上的能量产生消耗，若自举电容无法周期性的补充电荷(如高侧的功率管处于连续完全导通的状态)，随着自举电容上的能量消耗，自举电容不能保持所需要的电荷，自举电容高侧的电压降低至供电电压，使得高侧的功率管最终处于的不完全导通状态，进而可能损坏高侧的功率管。
[0006]因而，如何在不影响后续电路的取用的情况下，为后续电路提供稳定的抬升电压，已成为业界目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种电荷泵升压电路、H桥电路及设备，以解决如何在不影响后续电路的取用的情况下，为后续电路提供稳定的抬升电压的技术问题。
[0008]根据本专利技术的第一方面，提供了一种电荷泵升压电路，包括：
[0009]电压相减模块，用于接收第一供电电压以及参考电压，并将所述第一供电电压以及所述参考电压进行第一处理，形成第一电压差信号；其中，所述第一处理至少包括电压相减处理，以使得所述第一电压差信号的电压值小于所述第一供电电压的电压值，且差值为所述参考电压的电压值；
[0010]时钟产生模块，用于接收所述第一供电电压以及所述第一电压差信号，并对接收到所述第一供电电压以及所述第一电压差信号进行选择输出，以形成第一时钟信号以及第
二时钟信号；其中，所述第一时钟信号以及所述第二时钟信号互为一一对应的反相信号；
[0011]电荷泵模块，用于接收所述第一供电电压、所述第一时钟信号以及所述第二时钟信号，所述第一供电电压输入所述电荷泵模块，作为所述电荷泵模块的初始电压，并采用所述第一时钟信号以及所述第二时钟信号对所述初始电压进行交替升压，以使得所述电荷泵模块输出的参考驱动电压信号符合预设的电压要求，其中，所述参考驱动电压信号的电压值高于所述第一供电电压的电压值，且差值为所述参考电压的电压值。
[0012]可选的，所述第一时钟信号以及所述第二时钟信号为方波信号，其中，所述第一供电电压的电压值作为所述第一时钟信号以及所述第二时钟信号的高电平信号，所述第一电压差信号的电压值作为所述第一时钟信号以及所述第二时钟信号的低电平信号。
[0013]可选的，所述电荷泵模块包括第一电容、第二电容、第一PMOS晶体管、第二PMOS晶体管、第一NMOS晶体管以及第二NMOS晶体管；
[0014]所述第一NMOS晶体管的源极以及所述第二NMOS晶体管的源极分别接收所述第一供电电压，所述第一NMOS晶体管的漏极以及所述第一PMOS晶体管的漏极耦接于第一节点，所述第一NMOS晶体管的栅极分别耦接所述第一PMOS晶体管的栅极以及所述第二PMOS晶体管的漏极，所述第一节点通过所述第一电容接收所述第一时钟信号；
[0015]所述第二NMOS晶体管的漏极以及所述第二PMOS晶体管的漏极耦接于第二节点，所述第二NMOS晶体管的栅极分别耦接所述第二PMOS晶体管的栅极以及所述第一NMOS晶体管的漏极，所述第二节点通过所述第二电容接收所述第二时钟信号，所述第一PMOS晶体管的源极以及所述第二PMOS晶体管的源极耦接于输出节点，以输出所述参考驱动电压信号。
[0016]可选的，所述电荷泵模块还包括储能滤波电容；
[0017]所述储能滤波电容的第一端耦接至所述输出节点，其第二端耦接至所述第一供电电压。
[0018]可选的，所述电压相减模块包括减法运算电路；
[0019]所述减法运算电路的反相输入端接收所述参考电压，其同相输入端接收所述第一供电电压，其输出端用于输出所述第一电压差信号。
[0020]可选的，所述参考电压的电压值为一设定电压值。
[0021]可选的，还包括电压差值放大模块；
[0022]所述电压差值放大模块用于接收所述第一供电电压以及所述第一电压差信号，放大所述第一供电电压的电压值以及所述第一电压差信号的电压值之间的差值，输出第二电压差信号；其中，所述第二电压差信号的电压值小于所述第一供电电压的电压值，且差值为若干倍所述参考电压的电压值。
[0023]可选的，所述时钟产生模块被配置为用于接收所述第一供电电压以及所述第二电压差信号，并对接收到所述第一供电电压以及所述第二电压差信号进行选择输出，以形成所述第一时钟信号以及所述第二时钟信号。
[0024]根据本专利技术的第二方面，提供了一种H桥电路，包括本专利技术第一方面任一项提供的电路、电动机以及N个功率管模块；其中的N为正整数；
[0025]每个功率管模块包括高边驱动单元、低边驱动单元、高边开关以及低边开关；
[0026]所述高边开关的第一端接收所述第一供电电压，其第二端分别耦接至所述低边开关的第一端以及所述电动机对应的端子，所述低边开关的第二端接地；
[0027]所述高边驱动模块的第一端以及所述低边驱动模块第一端分别接收控制信号，所述高边驱动模块的第二端接收所述参考驱动电压信号，其第三端耦接至所述高边开关的控制端，其第四端接地；所述低边驱动模块的第二端接收第二供电电压，其第三端耦接至所述低边开关的控制端，其第四端接地。
[0028]可选的，所述功率管模块的数量为两个，其中，第一功率管模块或第二功率管模块接收速度控制信号，以控制所述电动机的转速，所述第二功率管模块或所述第一功率管模块接收一固定高电平信号或一固定低电平信号，以控制所述电动机的转向。
[0029]可选的，所述功率管模块的数量为三个；其中，所述第一功率管模块、所述第二功率管模块以及第三功率管模块分别接收第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号，以控制所述电动机的转向以及转速。
[0030]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电荷泵升压电路，其特征在于，包括：电压相减模块，用于接收第一供电电压以及参考电压，并将所述第一供电电压以及所述参考电压进行第一处理，形成第一电压差信号；其中，所述第一处理至少包括电压相减处理，以使得所述第一电压差信号的电压值小于所述第一供电电压的电压值，且差值为所述参考电压的电压值；时钟产生模块，用于接收所述第一供电电压以及所述第一电压差信号，并对接收到所述第一供电电压以及所述第一电压差信号进行选择输出，以形成第一时钟信号以及第二时钟信号；其中，所述第一时钟信号以及所述第二时钟信号互为一一对应的反相信号；电荷泵模块，用于接收所述第一供电电压、所述第一时钟信号以及所述第二时钟信号，所述第一供电电压输入所述电荷泵模块，作为所述电荷泵模块的初始电压，并采用所述第一时钟信号以及所述第二时钟信号对所述初始电压进行交替升压，以使得所述电荷泵模块输出的参考驱动电压信号符合预设的电压要求，其中，所述参考驱动电压信号的电压值高于所述第一供电电压的电压值，且差值为所述参考电压的电压值。2.根据权利要求1所述的电荷泵升压电路，其特征在于，所述第一时钟信号以及所述第二时钟信号为方波信号，其中，所述第一供电电压的电压值作为所述第一时钟信号以及所述第二时钟信号的高电平信号，所述第一电压差信号的电压值作为所述第一时钟信号以及所述第二时钟信号的低电平信号。3.根据权利要求2所述的电荷泵升压电路，其特征在于，所述电荷泵模块包括第一电容、第二电容、第一PMOS晶体管、第二PMOS晶体管、第一NMOS晶体管以及第二NMOS晶体管；所述第一NMOS晶体管的源极以及所述第二NMOS晶体管的源极分别接收所述第一供电电压，所述第一NMOS晶体管的漏极以及所述第一PMOS晶体管的漏极耦接于第一节点，所述第一NMOS晶体管的栅极分别耦接所述第一PMOS晶体管的栅极以及所述第二PMOS晶体管的漏极，所述第一节点通过所述第一电容接收所述第一时钟信号；所述第二NMOS晶体管的漏极以及所述第二PMOS晶体管的漏极耦接于第二节点，所述第二NMOS晶体管的栅极分别耦接所述第二PMOS晶体管的栅极以及所述第一NMOS晶体管的漏极，所述第二节点通过所述第二电容接收所述第二时钟信号，所述第一PMOS晶体管的源极以及所述第二PMOS晶体管的源极耦接于输出节点，以输出所述参考驱动电压信号。4.根据权利要求3所述的电荷泵升压电路，其特征在于，所述电荷泵模块还包括储能滤波电容；所述储能滤波电容的第一端耦接至所述输出节点，其第二端耦接至所述第一供电电压。5.根据权利要求1所述的电荷泵升压电路，其特征在于，所述电压相减模块包括减法运算电路；所述减法...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄雷，龙继志，
申请(专利权)人：上海爻火微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：