一种电荷泵电路制造技术

本发明专利技术提供了一种电荷泵电路，用于设备供电，包括依次连接的电荷泵核心电路和输出电压控制反馈电路，还包括均设置于电荷泵核心电路输出端的输出电压快速放电电路和输出电压高压钳位电路，输出电压快速放电电路在探测到电荷泵核心电路输出端VLCD电压的电阻分压高于设定参考电压时，通过自身比较器判读反馈来开启VLCD电压放电，基于电场效应下拉VLCD电压至设定阈值；输出电压高压钳位电路，当探测到电荷泵核心电路输出端VLCD电压高于设备工作电压与输出电压高压钳位电路导通电压的和时自动开启，基于电场效应将VLCD电压钳位到较低电压，能够避免给比如万用表等设备充电应用时高压发生黑屏等问题，保证设备正常工作，提高了整个电路的工作稳定性。整个电路的工作稳定性。整个电路的工作稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种电荷泵电路


[0001]本专利技术涉及电荷泵电路
，具体涉及一种新型的电荷泵电路。

技术介绍

[0002]便携式移动设备大多以电池供电，其负载电路通常是微处理器控制的设备，比如移动电话、掌上电脑等等，此类设备要求供电电源效率高、输出纹波电压小。直流变换器就是把未经调整的电源电压转化为符合要求的电源。传统的电源通常使用一个电感实现DC/DC变换，但是电感体积庞大、容易饱和、会产生EMI而且电感价格昂贵。为解决此类问题，现代电源通常采用电荷泵电路。电荷泵电路采用电容储存能量，外接组件少，非常适合用于便携式设备中，并且随着其电路结构的不断改进和工艺水平的提高，也可应用在需要较大电流的应用电路中，高效率电荷泵电路在电源管理电路中己得到广泛应用。
[0003]目前的电荷泵电路在有些应用如万用表应用中，会有高压耦合到电荷泵电路，导致电荷泵电路输出的VLCD产生一段时间高压，从而导致VLCD输出给的万用表液晶屏显示黑屏问题。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术在万用表等设备应用中有高压耦合到电荷泵电路芯片VLCD产生高压而导致万用表液晶屏显示黑屏的问题，本专利技术提供一种电荷泵电路，设置输出电压快速放电电路和输出电压高压钳位电路，在探测到VLCD产生高压时，有效拉低VLCD从而保证VLCD处于设置电压数值，保证设备正常工作，提高了整个电路的工作稳定性。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种电荷泵电路，用于设备供电，包括依次连接的电荷泵核心电路和输出电压控制反馈电路，其特征在于，还包括均设置于电荷泵核心电路输出端的输出电压快速放电电路和输出电压高压钳位电路，所述输出电压快速放电电路还连接输出电压控制反馈电路中的电阻分压端；
[0007]所述输出电压快速放电电路在探测到电荷泵核心电路输出端VLCD电压的电阻分压高于设定参考电压时，通过自身比较器判读反馈来开启VLCD电压放电，基于电场效应下拉VLCD电压至设定阈值；
[0008]所述输出电压高压钳位电路，当探测到电荷泵核心电路输出端VLCD电压高于设备工作电压与输出电压高压钳位电路导通电压的和时自动开启，基于电场效应将VLCD电压钳位到设备工作电压与输出电压高压钳位电路导通电压的和。
[0009]优选地，所述输出电压快速放电电路包括比较器、NMOS晶体管和限流电阻，所述比较器的正相输入端连接输出电压控制反馈电路中的电阻分压端，比较器的反相输入端连接参考电压，所述比较器的输出端连接NMOS晶体管的栅极，NMOS晶体管的源极接地，NMOS晶体管的漏极连接限流电阻的一端，限流电阻的另一端连接电荷泵核心电路输出端VLCD电压。
[0010]优选地，所述比较器还连接用于控制逻辑的CEN命令允许信号，当探测到电荷泵核
心电路输出端VLCD电压的电阻分压高于设定参考电压时，CEN等于1，判读反馈发送至NMOS晶体管，使能NMOS晶体管从而下拉VLCD电压，下拉幅度或电流通过限流电阻来控制。
[0011]优选地，所述输出电压快速放电电路和输出电压控制反馈电路均采用性能指标相同的比较器。
[0012]优选地，所述输出电压快速放电电路和输出电压控制反馈电路根据各自反馈网络速度要求设计各自比较器的性能指标。
[0013]优选地，所述输出电压快速放电电路下拉VLCD电压至其电阻分压低于设定参考电压，并在下拉完成后停止工作。
[0014]优选地，所述输出电压快速放电电路和输出电压控制反馈电路复用分压电阻，所述分压电阻包括从电荷泵核心电路输出端引出的串联的第一分压电阻和第二分压电阻，第二分压电阻的远端接地，所述第一分压电阻和第二分压电阻之间为电阻分压端同时连接输出电压快速放电电路的比较器的正相输入端和输出电压控制反馈电路的比较器的反相输入端。
[0015]优选地，所述第一分压电阻和第二分压电阻各自分压比例根据实际需求进行配置。
[0016]优选地，所述输出电压高压钳位电路包括第一PMOS晶体管和第二PMOS晶体管，所述第一PMOS晶体管的源极连接电荷泵核心电路输出端VLCD电压，第一PMOS晶体管的栅极连接DEN使能信号，第一PMOS晶体管的漏极连接第二PMOS晶体管的源极，第二PMOS晶体管的栅极和漏极均连接设备工作电压以构成二极管接法的第二PMOS晶体管；
[0017]当探测到电荷泵核心电路输出端VLCD电压高于设备工作电压与二极管接法的第二PMOS晶体管的导通电压的和时，通过第一PMOS晶体管和第二PMOS晶体管来钳位VLCD电压，所述输出电压高压钳位电路是否工作由DEN来使能控制。
[0018]优选地，所述输出电压高压钳位电路包括第一PMOS晶体管和反向二极管，所述第一PMOS晶体管的源极连接电荷泵核心电路输出端VLCD电压，第一PMOS晶体管的栅极连接DEN使能信号，第一PMOS晶体管的漏极连接反向二极管的负极，所述反向二极管的正极连接设备工作电压；
[0019]当探测到电荷泵核心电路输出端VLCD电压高于设备工作电压与反相二极管的导通电压的和时，通过第一PMOS晶体管和反向二极管来钳位VLCD电压，所述输出电压高压钳位电路是否工作由DEN来使能控制。
[0020]本专利技术的有益效果为：
[0021]本专利技术提供的电荷泵电路，为一种改进的电荷泵架构，增设了输出电压快速放电电路和输出电压高压钳位电路，输出电压快速放电电路在探测到电荷泵核心电路输出端VLCD电压的电阻分压高于设定参考电压时，此时探测到VLCD出现了高压，通过自身比较器判读反馈来开启VLCD快速放电，基于电场效应下拉VLCD电压；输出电压高压钳位电路，当探测到电荷泵核心电路输出端VLCD电压高于设备工作电压与输出电压高压钳位电路导通电压的和时自动开启，即探测到VLCD出现高压，输出电压高压钳位电路自动开启，基于电场效应将VLCD电压钳位到较低电压。当电荷泵输出电压VLCD因为外接耦合突变到高压，由于现有的电荷泵架构此时只是关掉对VLCD的升压，如果不存在负载电路或者负载电路消耗的电流很小，从而导致VLCD非常缓慢的下降，通过输出电压快速放电通路和输出电压高压钳位
电路的作用来有效拉低VLCD从而保证VLCD处于设置电压数值，输出电压快速放电通路进行精确下拉，输出电压高压钳位电路进行粗略下拉，两者相互配合协同工作，将电荷泵核心电路输出端VLCD电压产生的高压下拉、钳位到低压，避免给比如万用表等设备充电应用时高压发生黑屏等问题，保证设备正常工作，提高了整个电路的工作稳定性。
[0022]本专利技术增设的输出电压快速放电电路和输出电压高压钳位电路基于电场效应下拉和钳位，进一步地，输出电压快速放电电路的结构包括协同工作的比较器、NMOS晶体管和限流电阻，通过比较器判读反馈来开启VLCD电压放电，使能NMOS晶体管下拉VLCD电压，通过NMOS晶体管的栅源电压来控制产生漏极向下拉的电流，下拉幅度或电流通过限流电阻调节，并具有抗辐射强、噪声低等特性，实现对VLCD电压的精确下拉，快速放电。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电荷泵电路，用于设备供电，包括依次连接的电荷泵核心电路和输出电压控制反馈电路，其特征在于，还包括均设置于电荷泵核心电路输出端的输出电压快速放电电路和输出电压高压钳位电路，所述输出电压快速放电电路还连接输出电压控制反馈电路中的电阻分压端；所述输出电压快速放电电路在探测到电荷泵核心电路输出端VLCD电压的电阻分压高于设定参考电压时，通过自身比较器判读反馈来开启VLCD电压放电，基于电场效应下拉VLCD电压至设定阈值；所述输出电压高压钳位电路，当探测到电荷泵核心电路输出端VLCD电压高于设备工作电压与输出电压高压钳位电路导通电压的和时自动开启，基于电场效应将VLCD电压钳位到设备工作电压与输出电压高压钳位电路导通电压的和。2.根据权利要求1所述的电荷泵电路，其特征在于，所述输出电压快速放电电路包括比较器、NMOS晶体管和限流电阻，所述比较器的正相输入端连接输出电压控制反馈电路中的电阻分压端，比较器的反相输入端连接参考电压，所述比较器的输出端连接NMOS晶体管的栅极，NMOS晶体管的源极接地，NMOS晶体管的漏极连接限流电阻的一端，限流电阻的另一端连接电荷泵核心电路输出端VLCD电压。3.根据权利要求2所述的电荷泵电路，其特征在于，所述比较器还连接用于控制逻辑的CEN命令允许信号，当探测到电荷泵核心电路输出端VLCD电压的电阻分压高于设定参考电压时，CEN等于1，判读反馈发送至NMOS晶体管，使能NMOS晶体管从而下拉VLCD电压，下拉幅度或电流通过限流电阻来控制。4.根据权利要求2或3所述的电荷泵电路，其特征在于，所述输出电压快速放电电路和输出电压控制反馈电路均采用性能指标相同的比较器。5.根据权利要求2或3所述的电荷泵电路，其特征在于，所述输出电压快速放电电路和输出电压控制反馈电路根据各自反馈网络速度要求设计各自比较器的性能指标。6.根据权利要求2或3所述的电荷泵电路，其特征在于，所述输出电压快速放电电路下拉VLCD电...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖云钞，罗伟绍，赵双龙，陈建章，
申请(专利权)人：杭州晶华微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：