电荷泵电路及电压调节方法技术

本发明专利技术公开了一种电荷泵电路，旨在提供一种能输出与所需的目标电压实时匹配，且输出较大范围的电压的电荷泵电路及电压调节方法。本发明专利技术采用的技术方案是：一种电荷泵电路，包括输入电源和输出电路，还包括：控制模块，实时对目标电压进行处理，产生级数控制信号和非交叠时钟；泵级模块，接收所述级数控制信号和非交叠时钟，确定其自身的工作级数和工作状态，输出与所述目标电压匹配的输出电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子电路领域，特别涉及到一种。
技术介绍
现有技术中有各种各样的电荷泵电路，如一种高效电荷泵及其工作方法的专利申请，该专利公开的技术方案是一种高效电荷泵，包括用于产生非交叠第一时钟信号和第二时钟信号的时钟发生器；电荷转移电容；充电电路，包括分别连接在所述电荷转移电容的上极板和下极板的第一受控开关和第二受控开关，其中，所述第一受控开关和第二受控开关都由所述第一时钟信号控制开闭以使接入的电源能向所述电荷转移电容充电，从而使所述电荷转移电容上极板充电至高电位、而下极板为低电位；电荷转移电路，包括分别连接在所述电荷转移电容上极板和下极板的第三受控开关和第四受控开关、及稳压电容，其中， 所述第三受控开关由所述第二时钟信号控制开闭，以便当所述第三受控开关和第四受控开关都闭合时，所述电荷转移电容能将所充电荷转移至所述稳压电容，从而使所述稳压电容上的电压能达到预期值；参 考电压发生电路，用于产生参考电压；输入端分别连接在所述参考电压发生电路的输出端和所述电荷转移电容的下极板的比较电路，其输出信号用于控制所述第四受控开关的开闭以便在所述电荷转移电容向所述稳压电容转移电荷的过程中， 当所述下极板的电压高于所述参考电压时则停止电荷转移。其中，所述参考电压为所述预期值与接入的电源电压的差值。其中，所述比较电路包括迟滞比较器。其中，所述参考电压发生电路由带隙基准电路、放大器、及电阻构成。其中，从接入的电源的电压与所述稳压电容上电压中选择大者的选择电路；连接在所述选择电路输出端以便将所述第一时钟信号控制的第一开关断开的电位变换为所述选择电路所选择出的电压值提供至所述第一受控开关的第一电平转换电路、和连接在所述选择电路输出端以便将所述第二时钟信号控制的第三开关断开的电位变换为所述选择电路所选择出的电压值提供至所述第三受控开关的第二电平转换电路。—种高效电荷泵工作方法，包括步骤1)时钟发生器生成的两相非交叠第一时钟信号和第二时钟信号，控制第一开关和第二开关闭合、第三开关和第四开关断开，由此接入的电源对电荷转移电容充电，使所述电荷转移电容下极板被接至地，上极板被提升至接入的电源电压；2)时钟发生器生成的两相非交叠第一时钟信号和第二时钟信号，控制第一开关和第二开关断开、第三开关闭合，比较电路比较所述电荷转移电容下极板的电压和参考电压值，从而输出控制信号使所述第四开关闭合，所述电荷转移电容将所充电荷转移至稳压电容；3)随着电荷转移的进行，所述电荷转移电容下极板电压逐步升高，当比较电路比较出所述电荷转移电容下极板的电压高于所述参考电压值，其输出控制信号使所述第四开关断开，所述电荷转移电容停止电荷转移，直到时钟发生器生成的两相非交叠第一时钟信号和第二时钟信号再次使第一开关和第二闭合、由此，所述电荷转移电容再次进行充电，如此，所述电荷转移电容的工作状态不断在充电、电荷转移、等待充电之间变换，使电路输出电压稳定在预期值。其中，所述参考电压为所述预期值与接入的电源电压的差值。其中，如果电路配置有电压选择电路和电平转移电路，则所述第一受控开关和第三开关断开时所受到的控制信号由电平转移电路提供。 该专利公开的技术方案存在的不足是只能得到特定电压，使其的应用范围受到很大的限制，无法应用在随动系统中。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种能输出与所需的目标电压实时匹配，且输出较大范围的电压的。为实现本专利技术的目的，本专利技术提出了一种电荷泵电路，包括输入电源和输出电路， 还包括控制模块，实时对目标电压进行处理，产生级数控制信号和非交叠时钟；泵级模块，接收所述级数控制信号和非交叠时钟，确定其自身的工作级数和工作状态，输出与所述目标电压匹配的输出电压。优选地，本技术方案中该电荷泵电路还包括比较器，判断输出电压是否与目标电压相匹配，向控制模块发送比较信号；分压网络，连接在比较器和输出电路之间，接收控制模块产生的反馈系数控制信号，调节负反馈系数，使输出电压与目标电压相匹配。优选地，本技术方案中，所述非交叠时钟为频率可调的非交叠时钟。优选地，本技术方案中所述泵级模块包括至少第一级泵单元和第二级泵单元，所述频率可调的非交叠时钟对应的包括第一非交叠时钟和第二非交叠时钟，第一级泵单元与第二级泵单元的连接方式为串连。优选地，本技术方案中所述第一级泵单元包括第一级控制开关、第一级交换开关和第一级交换电容；第一级控制开关连接在输入电源和第一级交换电容的正极之间；第一级交换开关连接在第一级交换电容的正极和输出电路之间；第一级交换电容的负极连接第一级非交叠时钟。优选地，本技术方案中所述第二级泵单元包括第二级控制开关、第二级交换开关和第二级交换电容；第二级控制开关连接在输入电源和第二级交换电容的正极之间；第二级交换开关连接在第一级交换电容的正极和第二级交换电容的正极之间；第二级交换电容的负极连接第二级非交叠时钟。优选地，本技术方案中所述第一级控制开关和第二级控制开关为二极管或者是 MOS管，第一级交换开关和第二级交换开关为二极管或者是MOS管。优选地，本技术方案中所述比较器的正输入端连接参考电压，负输入端连接分压网络，输出端连接控制模块的输入端。优选地，本技术方案中所述分压网络为无源分压网络或者是有源分压网络。优选地，本技术方案中所述无源分压网络为电阻分压网络或者是电容分压网络， 所述电阻分压网络包括第一可调电阻和第二可调电阻，第一可调电阻的一端连接输出电路的输入端，另一端分别连接 所述比较器的负输入端、所述控制模块的输出端和第二可调电阻的一端，第二可调电阻的另一端接地。本专利技术还提供了一种电荷泵电路的电压调节方法，包括以下步骤实时对目标电压进行处理，产生级数控制信号和非交叠时钟；接收所述级数控制信号和非交叠时钟，确定工作级数和工作状态，输出与所述目标电压匹配的输出电压。优选地，本技术方案还包括以下步骤产生反馈系数控制信号；实时判断输出电压与所述目标电压是否匹配，发送比较信号；接收反馈系数控制信号，调节负反馈系数，使输出电压与目标电压相匹配。优选地，本技术方案中所述实时判断输出电压与所述目标电压是否匹配，发送比较信号的步骤具体为当输出电压与目标电压匹配，则发送低电平比较信号；当输出电压与目标电压不匹配，则发送高电平比较信号。优选地，本技术方案还包括当比较信号为高电平时，输出非交叠时钟；当比较信号为低电平时，停止输出非交叠时钟。本专利技术通过控制模块实时对目标电压进行处理，产生级数控制信号和非交叠时钟，泵级模块接收该级数控制信号和非交叠时钟，确定该泵级模块的级数，使得输出电压与目标电压实时匹配，本电荷泵电路广泛地运用在工程控制中，特别是随动系统中；由于该泵级模块的工作级数可以调节，所以可以选择较多的级数来扩大输出电压的范围。附图说明图1为本专利技术电荷泵电路第一实施例的结构框图；图2为本专利技术第一实施例泵级模块的结构框图；图3为本专利技术第一实施例泵级模块的电路结构原理图；图4为本专利技术第一实施例泵级模块的另一电路结构原理图；图5为本专利技术电荷泵电路第二实施例的结构框图；图6为本专利技术第二实施例电荷泵电路的电路结构原理图；图7为本专利技术第二实施例电荷泵电路的另一电路结构原理图；图8A为本专利技术第二实施例电荷泵电路的电路结构原理图的控制图A ；图8B为本专利技术第二实施例电荷泵电路的电路结构原理本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电荷泵电路，包括输入电源和输出电路，其特征在于，还包括：控制模块，实时对目标电压进行处理，产生级数控制信号和非交叠时钟；泵级模块，接收所述级数控制信号和非交叠时钟，确定其自身的工作级数和工作状态，输出与所述目标电压匹配的输出电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小灵，乔爱国，
申请(专利权)人：深圳市芯海科技有限公司，
类型：发明
国别省市：94