一种全对称正负二倍压输出电荷泵结构制造技术

技术编号：41217730 阅读：4 留言：0更新日期：2024-05-09 23:38

本发明专利技术公开一种全对称正负二倍压输出电荷泵结构，属于电源电路领域。本发明专利技术全对称的电荷泵结构，可以由单一低压电源转换得到正负输出二倍压电源，为电路提供对称的双电源。本发明专利技术的电荷泵结构包括九个开关与四个电容。实际应用时九个开关可使用相同的电学参数，电容选型可根据实际负载功耗确定，可选取C<subgt;fly</subgt;+=C<subgt;fly</subgt;‑，C<subgt;out</subgt;+=C<subgt;out</subgt;‑；对称正负电源输出以及二倍压特性，可满足更多模拟电路的需求，减小正负电源差异对电路性能的影响。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源电路，特别涉及一种全对称正负二倍压输出电荷泵结构。

技术介绍

1、各种模拟电路经常需要使用正负电源，以及不同电压值对电路供电。受限于电路板等其它外部供电环境，经常遇到只有单电源且电源电压低于预期值的使用环境。

2、电荷泵电路可以提升电源电压，以及改变电源电压极性，可作为单电源低压供电源头与实际模拟电路需要的高电压正负电源之间的转换电路。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种全对称正负二倍压输出电荷泵结构，以解决
技术介绍
中的问题。

2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种全对称正负二倍压输出电荷泵结构，包括开关sw1~sw9、电容cfly+和cfly-、电容cout+和cout-；

3、开关sw1的第一端连接单电源供电电压vdd，第二端连接节点电压cpp；开关sw6的第一端和开关sw7的第一端均连接节点电压cpp，开关sw6的第二端和电容cout+的第一端均连接正二倍压输出vdd2p，电容cout+的第二端连接开关sw7的第二端；

4、开关sw2的第一端连接系统参考地gnd，第二端连接节点电压cpn；电容cfly+的第一端连接节点电压cpp，第二端连接节点电压cpn；开关sw5的第一端连接节点电压cpn，第二端连接节点电压cnp；

5、开关sw3的第一端连接单电源供电电压vdd，第二端连接节点电压cnp；开关sw4的第一端连接系统参考地gnd，第二端连接节点电压cnn；电容cfly-的第一端连

6、在一种实施方式中，所述开关sw8的第二端和所述开关sw7的第二端、所述电容cout+的第二端和所述电容cout-的第二端均连接系统参考地gnd。

7、在一种实施方式中，所述全对称正负二倍压输出电荷泵结构的工作过程包括四个阶段：

8、阶段一：单电源向电容cfly+与cfly-充电；此阶段，开关sw1、sw2、sw3、sw4闭合，开关sw5、sw6、sw7、sw8、sw9断开；单电源将电容cfly+与cfly-两端充电到电压vdd，节点电压cpn=cnn=gnd，节点电压cpp=cnp=vdd；电容cout+与cout-保持的电荷为负载供电；

9、阶段二：电容cfly+与cfly-向电容cout+充电；此阶段，开关sw1、sw2、sw3、sw4、sw7、sw9断开，开关sw5、sw6、sw8闭合；电容cfly+与cfly-向cout+充电，节点电压cnn=gnd，节点电压cpn=cnp=vdd，vdd2p=cpp=2 × vdd；

10、阶段三：单电源向电容cfly+与cfly-充电；开关状态与节点电压与阶段一相同，开关sw1、sw2、sw3、sw4闭合，开关sw5、sw6、sw7、sw8、sw9断开；

11、阶段四：电容cfly+与cfly-向cout-充电；此阶段，开关sw1、sw2、sw3、sw4、sw6、sw8断开，开关sw5、sw7、sw9闭合；电容cfly+与cfly-向cout-充电，节点电压cpp=gnd，节点电压cpn=cnp=-1 × vdd，vdd2n=cnn=-2 × vdd。

12、在一种实施方式中，所述开关sw1~sw9为可控开关，所述电容cfly+和cfly-为电荷泵中间电容，所述电容cout+为正输出稳压电容，所述电容cout-为负输出稳压电容。

13、本专利技术提供的一种全对称正负二倍压输出电荷泵结构，对称结构可以简化设计流程，只需设计一次开关，以及选择两种电容参数，即可完成设计；同时全对称的输出特性，可更好满足部分模拟电路对对称电源的要求，减小正负电源差异对电路性能的影响。

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【技术保护点】

1.一种全对称正负二倍压输出电荷泵结构，其特征在于，包括开关SW1~SW9、电容Cfly+和Cfly-、电容Cout+和Cout-；

2.如权利要求1所述的全对称正负二倍压输出电荷泵结构，其特征在于，所述开关SW8的第二端和所述开关SW7的第二端、所述电容Cout+的第二端和所述电容Cout-的第二端均连接系统参考地GND。

3.如权利要求1所述的全对称正负二倍压输出电荷泵结构，其特征在于，所述全对称正负二倍压输出电荷泵结构的工作过程包括四个阶段：

4.如权利要求1所述的全对称正负二倍压输出电荷泵结构，其特征在于，所述开关SW1~SW9为可控开关，所述电容Cfly+和Cfly-为电荷泵中间电容，所述电容Cout+为正输出稳压电容，所述电容Cout-为负输出稳压电容。

【技术特征摘要】

1.一种全对称正负二倍压输出电荷泵结构，其特征在于，包括开关sw1~sw9、电容cfly+和cfly-、电容cout+和cout-；

2.如权利要求1所述的全对称正负二倍压输出电荷泵结构，其特征在于，所述开关sw8的第二端和所述开关sw7的第二端、所述电容cout+的第二端和所述电容cout-的第二端均连接系统参考地gnd。

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【专利技术属性】
技术研发人员：吴光林，
申请(专利权)人：上海芯炽科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：

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