本发明专利技术提供一种实现由正电压转换为两倍负电压的电荷泵，该电荷泵包括信号输入电路，用于将所述信号输入电路的输入信号相位反转的反相电路，用于将正电压转换为两倍负电压的电压转换电路，用于控制所述电压转换电路中电容器的充电和放电的开关电路以及输出电路；所述信号输入电路的输出端通过反相电路与开关电路连接，所述开关电路的输出依次连接电压转换电路和输出电路。本发明专利技术的电荷泵电路采用的电器元件数量少使得可简化电荷泵的电路，从而实现由正电压转换为两倍负电压的输出，可避免使用价格较高的电源芯片，降低电荷泵的生产成本。该电荷泵特别适合3.3V和5V的供电系统使用，满足给运放供电和给液晶的背光提供偏置电压。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子通信
，更具体地说，涉及一种电荷泵。
技术介绍
在电子通信技术中，很多控制电路都需要使用正、负双电源，特别是在电子产品中，往往需要正负电源或几种不同电压供电。对电池供电的便携式产品来说,增加电池数量必然影响产品的体积及重量，而采用电压反转式电路则可以在便携式产品中省去一组电池。一般负电源也可用于给运放或液晶的背光提供偏置电压，这些场合需要有足够低的电压输出，其输出的电流都很小，通常只有几毫安到十毫安。而传统产生负电源的方法可以通过DC/DC电源芯片产生负电源，但这些芯片一般都需要电感，不利于电路体积的小型化和电路的简化；也有一些方法采用IC可以代替电感产生负电压，但这些IC的价格相对比较闻，导致生广成本的提闻。现阶段也有能产生负电源的简化电路，如图1所示，该电路由正电压转换为负电压，但是该电路输出电压仅仅是由正电压转为负电压，并没有实现输出电压幅度的升高。因此该电路对于3.3V和5V的供电系统而言，此输出电压给运放提供的电源电压太低，更不适用于给液晶的背光提供偏置电压。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种实现由正电压转换为两倍负电压的电荷泵，该电荷泵不需要电感元件且所需的电器元件数量少，则可简化电荷泵的电路并降低生产成本，使得电路体积小型化并适用于便携式应用产品，该电荷泵特别适合3.3V和5V的供电系统使用。 为了达到上述目的，本专利技术通过下述技术方案予以实现:一种实现由正电压转换为两倍负电压的电荷泵，其特征在于:包括:信号输入电路；用于将所述信号输入电路的输入信号相位反转的反相电路；用于将正电压转换为两倍负电压的电压转换电路；用于控制所述电压转换电路中电容器的充电和放电的开关电路；以及输出电路；所述信号输入电路的输出端通过反相电路与开关电路连接，所述开关电路的输出依次连接电压转换电路和输出电路。在上述方案中，电荷泵的电容先贮存能量，然后通过开关电路的控制释放能量以获得所需的输出电压。本专利技术的电荷泵采用的电器元件数量少使得可简化电荷泵的电路，从而实现由正电压转换为两倍负电压的输出，降低电荷泵的生产成本；同时，输出电流能达到10毫安，满足给运放供电和给液晶的背光提供偏置电压。所述电压转换电路由电容和PIN 二极管连接组成。更具体地说，所述电压转换电路由电容和PIN 二极管连接组成是指电容一、PIN 二极管二和电容二依次连接，电容一和PIN二极管二之间连接有PIN二极管一；所述电容二与PIN 二极管二之间通过PIN 二极管三与输出电路连接；所述电容一另一端连接在信号输入电路和反相电路的连接处。所述开关电路由N型MOS晶体管和P型MOS晶体管连接组成；所述N型MOS晶体管的栅极和P型MOS晶体管的栅极均与反相电路的输出端连接；所述N型MOS晶体管的漏极和P型MOS晶体管的漏极均与电压转换电路连接；所述N型MOS晶体管的衬底和源极与电源连接；所述P型MOS晶体管的衬底和源极与电压转换电路连接。所述N型MOS晶体管的漏极和P型MOS晶体管的漏极均与电压转换电路连接是指N型MOS晶体管的漏极和P型MOS晶体管的漏极均与电压转换电路的电容二的一端连接；所述P型MOS晶体管的衬底和源极与电压转换电路连接是指P型MOS晶体管的衬底和源极连接在电压转换电路的电容一与PIN 二极管二之间。所述反相电路由逻辑芯片构成的反相器与外围电路连接组成，或者反相电路由PNP三极管与外围电路连接组成。所述反相电路由PNP型三极管与外围电路连接组成是指PNP型三极管的基极与电阻三与电阻四的并联端连接，发射极与电源连接，集电极通过串联电阻五接地。所述信号输入电路为由斯密特触发器产生方波信号的电路，或者信号输入电路为由微控制器产生PWM信号的电路。 所述与电压转换电路连接的输出电路为输出整流电路。本专利技术电荷泵的电容先贮存能量，然后通过开关电路的控制释放能量以获得所需的输出电压。本专利技术电荷泵的工作原理:本专利技术的电荷泵由信号输入电路、反相电路、电压转换电路、开关电路和输出电路组成。设二极管正向导通降压为Vf，输入方波的幅度是V。。。(I)当信号输入电路输出的脉冲为正半周期，输入的正电压向电压转换电路中的电容一 Cl充电，Cl先贮存能量，其两端的电压为Va=Vcx-Vf ；同时，信号输入电路输出的正半周期脉冲经反相电路反相后控制开关电路中的N型MOS晶体管Q2导通，P型MOS晶体管Ql闭合，则N型MOS晶体管Q2与电压转换电路中的电容二 C2、PIN 二极管二 D2和PIN 二极管一 Dl回路导通，则电容二 C2充电，其两端的电压为VC2=Vee-2Vf ;此时，电容一 Cl与PIN 二极管二 D2之间A点的电压Va为Vf, N型MOS晶体管Q2与电容二 C2之间B点的电压Vb为Vcc (2)当信号输入电路输出的脉冲为负半周期，电容一 Cl两端电压不能突变并放电，则电容一 Cl与PIN 二极管二 D2之间A点的电压Va为-(Vee-Vf)。信号输入电路输出的负半周期脉冲经反相电路反相后控制开关电路中的P型MOS晶体管Ql导通，N型MOS晶体管Q2闭合，此时N型MOS晶体管Q2与电容二 C2之间B点的电压Vb=Va=- (Vcc-Vf)；电容二 C2两端电压不能突变并放电，则电容二 C2与PIN 二极管三D3之间C点电压Vc=VB-VC2=-2Vee+3Vf。最后输出整流电路的输出电压为Vtl=Vc-Vf=I (Vcc-Vf)，即Vci=IVcit5与现有技术相比，本专利技术具有如下优点与有益效果:1、本专利技术的电荷泵电路采用的电器元件数量少使得可简化电荷泵的电路，从而实现由正电压转换为两倍负电压的输出，可避免使用价格较高的电源芯片，降低电荷泵的生产成本。2、本专利技术的电荷泵特别适合3.3V和5V的供电系统使用，满足给运放供电和给液晶的背光提供偏置电压。3、本专利技术电荷泵电路体积小型化并适用于便携式应用产品，如蜂窝式电话、寻呼机、蓝牙系统等便携式电子设备；对采用电池供电的便携式电子产品来说，采用本专利技术的电荷泵来获得两倍负电源，不仅仅减少电池的数量、减少产品的体积、重量，并且在减少能耗和延长电池寿命等方面起到极大的作用。附图说明图1是现有的由正电压转换为负电压的电路图；图2是本专利技术电荷泵的电路图；图3是本专利技术电荷泵反相电路的电路图；图4是本专利技术电荷泵的信号输入电路为由斯密特触发器产生方波信号电路的电路图。具体实施例方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细的描述。实施例一 本实施例以采用的反相电路由PNP三极管与外围电路连接组成，采用信号输入电路为由斯密特触发器产生方波信号的电路为例对以下进行说明。本专利技术实现由正电压转换为两倍负电压的电荷泵包括:信号输入电路、用于将所述信号输入电路的输入信号相位反转的反相电路、用于将正电压转换为两倍负电压的电压转换电路、用于控制所述电压转换电路中电容器的充电和放电的开关电路以及输出整流电路，其中，信号输入电路的输出端通过反相电路与开关电路连接，开关电路的输出依次连接电压转换电路和输出整流电路。本专利技术电荷泵的电路图如图2所示，电压转换电路由电容和PIN 二极管连接组成，电容一 C1、PIN 二极管二 D2和电容二 C2依次连接，电容一 Cl和PIN 二极管二 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种实现由正电压转换为两倍负电压的电荷泵，其特征在于：包括：信号输入电路；用于将所述信号输入电路的输入信号相位反转的反相电路；用于将正电压转换为两倍负电压的电压转换电路；用于控制所述电压转换电路中电容器的充电和放电的开关电路；以及输出电路；所述信号输入电路的输出端通过反相电路与开关电路连接，所述开关电路的输出依次连接电压转换电路和输出电路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：潘俭斌，
申请(专利权)人：广东宽普科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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