一种高压电荷泵控制电路制造技术

本实用新型专利技术公布了一种高压电荷泵控制电路，其特征在于：包括电荷泵电路、驱动电路、逻辑控制电路、温度保护电路、振荡器、比较器、基准电压电路、分压电阻R1、R2、反馈电容C1。所述电荷泵电路由12级电荷泵单元组成，前一级的输出为后一级的输入，输入电压为4V~6V的低电压，输出电压可根据需要进行设置；所述基准电压电路的输出为1.2V；所述振荡器的频率为2MHz，占空比约为50%。本实用新型专利技术能够将较低的输入电压转化为30V以上的高电压。同时，与电感式升压电路相比，具有成本低、PCB板的面积和厚度更小等优点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于模拟集成电源芯片
，具体涉及一种高压电荷泵电路。
技术介绍
随着电子便携式产品的飞速发展，电源管理芯片的需求量也急剧增加。在直流转直流升压方面通常有电感式升压DC-DC和电荷泵升压DC-DC。电感式升压DC-DC效率较高，但是含有电感，因此PCB板面积大，成本高。电荷泵利用电容实现电荷和能量的转移， 从而具备无电感元件、成本低、PCB板面积小等优点，因此这类电源管理芯片相对于电感式 DC-DC具有独特的优势。
技术实现思路
本技术采用如下技术方案一种高压电荷泵控制电路，其特征在于包括电荷泵电路、驱动电路、逻辑控制电路、温度保护电路、振荡器、比较器、基准电压电路、分压电阻R1、R2、反馈电容Cl ；所述逻辑控制电路，用于控制电荷泵工作和关断；所述驱动电路用于增强所述逻辑控制电路的输出信号驱动电荷泵的电容；所述温度保护电路用于在温度超过设定温度即关断电路；所述振荡器、温度保护电路、比较器的输出分别连接所述逻辑控制电路的输入端，所述逻辑控制电路的输出端与所述驱动电路的输入端相连接，所述驱动电路的输出端与所述电荷泵电路的驱动端相连接，所述分压电阻Rl、R2串联，分压电阻Rl的一端与所述电荷泵电路的输出端相连接，另一端与分压电阻R2的一端相连，所述分压电阻R2的另一端接地；所述反馈电容 Cl与分压电阻Rl并联；所述分压电阻R1、R2的连接点与所述比较器的输入端相连接，所述比较器另一输入端与所述基准电压电路输出端相连接。其进一步特征在于所述电荷泵电路由12级电荷泵单元组成，前一级的输出为后一级的输入，输入电压为4V 6V ；所述基准电压电路的输出为1. 2V ；可以调节所述分压电阻 Rl和R2的比值，从而得到不同的输出电压；所述振荡器的频率为2MHz，占空比约为50%。进一步的所述温度保护电路在温度保护温度为145°C。本技术能够输入较低的电压升高至30V以上，同时具有成本低、面积和厚度小等优点。附图说明图1为本技术电路框图；图2为12级电荷泵单元示意图；图3为温度保护电路图；图4温度保护电路的仿真输出图；图5振荡器电路图；图6振荡器电路仿真结果图；图7为本技术输出电压的波形图；1、电荷泵电路；2、驱动电路；3、逻辑控制电路；4、温度保护电路；5、振荡器；6、比较器；7、基准电压电路。具体实施方式如图1所示一种高压电荷泵控制电路，包括电荷泵电路1、驱动电路2、逻辑控制电路3、温度保护电路4、振荡器5、比较器6、基准电压电路7、分压电阻Rl、R2、反馈电容Cl ； 所述温度保护电路4用于在温度超过设定温度即关断电路；所述振荡器5、温度保护电路4、 比较器6的输出分别连接所述逻辑控制电路3的输入端，所述逻辑控制电路3的输出端与所述驱动电路2的输入端相连接，所述驱动电路2的输出端与所述电荷泵电路1的驱动端相连接，所述分压电阻Rl、R2串联，分压电阻Rl的一端与所述电荷泵电路1的输出端相连接，另一端与分压电阻R2的一端相连，所述分压电阻R2的另一端接地；所述反馈电容Cl与分压电阻Rl并联；所述分压电阻R1、R2的连接点与所述比较器6的输入端相连接，所述比较器6另一输入端与所述基准电压电路7输出端相连接。所述电荷泵电路由12级电荷泵单元组成，前一级的输出为后一级的输入，输入电压为5V ；所述基准电压电路的输出为1. 2V ；所述振荡器的频率为2MHz，占空比约为50%。所述温度保护电路在温度保护温度为145°C。本技术电压基准为帯隙基准，温度系数约为0，在不同的电源电压和温度下， 输出电压都恒定为1.2V。当输出电压高于预设的电压时，电阻R2上的压降大于电压基准， 比较器输出高电平，此信号通过逻辑控制电路和驱动电路，使电荷泵不工作，这样输出电压下降。当输出电压低于预设电压值时，电阻R2上的压降低于电压基准，比较器输出低电平， 电荷泵工作，输出电压升高。反馈电容Cl和电阻Rl并联，因为电容的电压不会突变，当输出电压突然增加或减少时，电容下极板也会跟随上极板增加或减少，这样比较器的正输入端可以及时反应输出电压的变化，以增加系统环路的响应速度。本技术一种高压电荷泵控制电路的输入电压约为4V飞V，经过12级电荷泵单元串联升压，输出电压可以升值30V以上，如附图2所示。电荷泵的驱动信号需要两个极性相反的时钟信号A和B，当信号A为高电平，B信号为低电平时，奇数级电荷泵对偶数级电荷泵充电；当号A为低电平，B信号为高电平时，偶数级电荷泵对奇数级电荷泵充电。本技术中为了防止温度过高将芯片烧坏，温度保护电路在温度超过145摄氏度即关断电路，当温度下降到132摄氏度时，电路电荷泵重新开始工作。温度保护电路如附图3所示，图中电流源11、12和13为PTAT电流源，即电流值随着温度升高电流增加。在温度较低时，电阻Rl上端电压低于三极管Ql发射极的电压，输出电压Vo为低电平；当温度升高时，PMOS管的电流增加，电阻R4上的压降增加，同时三极管Vbe的压降降低。如图4所示当温度超过145°C时，电阻R4上端电压超过三极管发射级的电压，输出电压Vo为高电平。本技术的振荡器如图5所示。正常开启的情况下电流源14和15的值相等。 当输出电压Vol为低电平时，MOS管M7导通，M8截止，电流源14对电容C2充电，从八充到 Vh时间为“1 /当输出电压为高电平时，电流源MOS管M8导通，M7截止，电流源15对电容放电， 从Vh放到\的时间是可知充放电时间相等，这样可以使时钟信号的如图6所示占空比约为50%。本技术的逻辑控制电路综合比较器、温度保护和振荡器的信号，其内部为组合逻辑电路，输出信号可以控制电荷泵工作和关断。但是逻辑电路的输出信号较弱，不足以驱动电荷泵的电容，因此必须需要驱动电路将逻辑控制电路的输出信号增强，以保证足够的驱动能力。本技术一种高压电荷泵控制电路的输出电压波形如附图7所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压电荷泵控制电路，其特征在于包括电荷泵电路、驱动电路、逻辑控制电路、温度保护电路、振荡器、比较器、基准电压电路、分压电阻R1、R2、反馈电容Cl ；所述逻辑控制电路，用于控制电荷泵工作和关断；所述驱动电路用于增强所述逻辑控制电路的输出信号驱动电荷泵的电容；所述温度保护电路用于在温度超过设定温度时即关断电路；所述振荡器、温度保护电路、比较器的输出分别连接所述逻辑控制电路的输入端，所述逻辑控制电路的输出端与所述驱动电路的输入端相连接，所述驱动电路的输出端与所述电荷泵电路的驱动端相连接，所述分压电阻Rl、R2串联，分压电阻Rl的一端与所述电荷泵电路的输出端相连接，另一端与分压电阻R...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立新，谢凌寒，陈健，易扬波，周飙，李海松，张韬，武家中，
申请(专利权)人：无锡芯朋微电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：