【技术实现步骤摘要】
本专利技术集成电路领域，具体涉及一种驱动高边nmos功率场效应管的电荷泵架构。
技术介绍
1、驱动高边nmos管的主流方案有倍压电荷泵，dickson电荷泵以及boost混合电荷泵架构。此三种架构中，倍压电荷泵结构简单，效率较高，适用于中等功率应用，同时开关损耗低，输出电压易控制；但负载能力受限于电荷泵电容和开关频率，驱动大功率 mosfet 需优化。dickson电荷泵可级联提升更高电压；适用于低功率应用；但输出阻抗高，效率受限于二极管压降和电容串联损耗；驱动能力较弱。boost混合电荷泵适用于高功率应用，可提供更高电压；可调整输出功率，但需要电感，占用 pcb 空间大，emi 高；控制复杂，开关损耗较高。
技术实现思路
1、为解决现有技术的缺陷，本专利技术提供一种驱动高边nmos功率场效应管的电荷泵架构，包括：pmos管m1，nmos管m2、m3和m4，电荷储存电容c1，飞电容c2，高边驱动单元，低边驱动单元，vcc生成单元，反馈单元，电平转换单元，电压端vb、vcc、cf1和cf2；
2、m1的源极、c1的上极板都与vb电连接；m1的漏极、m2的漏极、c2的上极板都与cf2电连接；m2的源极、m3的漏极、c1的下极板都与vcc电连接；m3的源极、m4的漏极、c2的下极板都与cf1电连接；m4的源极接地；
3、m1的栅极、m2的栅极都受高边驱动单元控制；m3的栅极、m4的栅极都受低边驱动单元控制；
4、电荷泵功能实现主要通过mos管m1、m2
5、在充电阶段，m1和m3关断，m2和m4导通，c2充电到电压vcc；
6、在倍增阶段，m2和m4关断，m1和m3导通，c2的下极板电压为vcc，c2的上极板的电压倍增到2×vcc给c1充电。
7、本专利技术电荷泵架构的更具体的内容，详见具体实施方式。
8、本专利技术的优点和有益效果在于：提供一种驱动高边nmos功率场效应管的电荷泵架构，其基于倍压电荷泵架构；相比dickson电荷泵架构，倍压电荷泵的输出阻抗更低，能更快地为mosfet充电，提高开关速度，降低损耗；相比boost混合电荷泵架构，倍压电荷泵无需电感，减少emi干扰，提升可靠性；且本专利技术方案有适用于两种不同电压域的倍压电压值，可以覆盖更广泛的应用场景。
9、本专利技术还具有如下特点：
10、1、本专利技术基于倍压电荷泵架构实现了高边nmos功率场效应管驱动电路，电荷泵阻抗低，降低了驱动损耗，提高了大功率mosfet的切换速度。
11、2、本专利技术设计了适配于两种电压域的倍增电压值，可覆盖更广泛的应用。
12、3、本专利技术设计了短路检测电路，避免电荷泵过冲或欠压导致mosfet失效，提高了电路的可靠性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种驱动高边NMOS功率场效应管的电荷泵架构，其特征在于，包括：PMOS管M1，NMOS管M2、M3和M4，电荷储存电容C1，飞电容C2，高边驱动单元，低边驱动单元，电压端VB、VCC、CF1和CF2；
2.根据权利要求1所述的驱动高边NMOS功率场效应管的电荷泵架构，其特征在于，所述高边驱动单元包括：输出端HSD_H和HSD_L，PMOS管M5和M7，NMOS管M6和M8，VDD控制逻辑模块U1和U2，电压端VB和VCC_GEN；
3.根据权利要求2所述的驱动高边NMOS功率场效应管的电荷泵架构，其特征在于，所述高边驱动单元还包括：输入端IN、HSD导通检测模块U3，LSD导通检测模块U4；
4.根据权利要求1所述的驱动高边NMOS功率场效应管的电荷泵架构，其特征在于，所述低边驱动单元包括：输出端LSD_H和LSD_L，PMOS管M9、M10和M12，NMOS管M11、M13和M14，二极管D1和D2，电阻R1和R2，电流源I1，开关S1，VDD控制逻辑模块U5，电压端VB、VDD和CF1；
5.根据权利要求4所述的驱动高边N
6.根据权利要求5所述的驱动高边NMOS功率场效应管的电荷泵架构，其特征在于，所述低边驱动单元还包括：输入端IN，LSD导通检测模块U7；
7.根据权利要求1所述的驱动高边NMOS功率场效应管的电荷泵架构，其特征在于，还包括VCC生成单元；
8.根据权利要求1所述的驱动高边NMOS功率场效应管的电荷泵架构，其特征在于，还包括反馈单元；
9.根据权利要求1所述的驱动高边NMOS功率场效应管的电荷泵架构，其特征在于，还包括电平转换单元；
...【技术特征摘要】
1.一种驱动高边nmos功率场效应管的电荷泵架构，其特征在于，包括：pmos管m1，nmos管m2、m3和m4，电荷储存电容c1，飞电容c2，高边驱动单元，低边驱动单元，电压端vb、vcc、cf1和cf2；
2.根据权利要求1所述的驱动高边nmos功率场效应管的电荷泵架构，其特征在于，所述高边驱动单元包括：输出端hsd_h和hsd_l，pmos管m5和m7，nmos管m6和m8，vdd控制逻辑模块u1和u2，电压端vb和vcc_gen；
3.根据权利要求2所述的驱动高边nmos功率场效应管的电荷泵架构，其特征在于，所述高边驱动单元还包括：输入端in、hsd导通检测模块u3，lsd导通检测模块u4；
4.根据权利要求1所述的驱动高边nmos功率场效应管的电荷泵架构，其特征在于，所述低边驱动单元包括：输出端lsd_h和lsd_l，pmos管m9、m10和m12，...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫琛，徐启泰，
申请(专利权)人：苏州新致行电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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