專利名稱：一種高壓電荷泵控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于模擬集成電源芯片技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓電荷泵電路。
背景技術(shù)：
隨著電子便攜式產(chǎn)品的飛速發(fā)展，電源管理芯片的需求量也急劇增加。在直流轉(zhuǎn)直流升壓方面通常有電感式升壓DC-DC和電荷泵升壓DC-DC。電感式升壓DC-DC效率較高，但是含有電感，因此PCB板面積大，成本高。電荷泵利用電容實現(xiàn)電荷和能量的轉(zhuǎn)移， 從而具備無電感元件、成本低、PCB板面積小等優(yōu)點，因此這類電源管理芯片相對于電感式 DC-DC具有獨特的優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種高壓電荷泵控制電路，其特征在于包括電荷泵電路、驅(qū)動電路、邏輯控制電路、 溫度保護(hù)電路、振蕩器、比較器、基準(zhǔn)電壓電路、分壓電阻Rl、R2、反饋電容Cl ；所述邏輯控制電路，用于控制電荷泵工作和關(guān)斷；所述驅(qū)動電路用于增強(qiáng)所述邏輯控制電路的輸出信號驅(qū)動電荷泵的電容；所述溫度保護(hù)電路用于在溫度超過設(shè)定溫度即關(guān)斷電路；所述振蕩器、溫度保護(hù)電路、比較器的輸出分別連接所述邏輯控制電路的輸入端，所述邏輯控制電路的輸出端與所述驅(qū)動電路的輸入端相連接，所述驅(qū)動電路的輸出端與所述電荷泵電路的驅(qū)動端相連接，所述分壓電阻Rl、R2串聯(lián)，分壓電阻Rl的一端與所述電荷泵電路的輸出端相連接，另一端與分壓電阻R2的一端相連，所述分壓電阻R2的另一端接地；所述反饋電容Cl 與分壓電阻Rl并聯(lián)；所述分壓電阻R1、R2的連接點與所述比較器的輸入端相連接，所述比較器另一輸入端與所述基準(zhǔn)電壓電路輸出端相連接。其進(jìn)一步特征在于所述電荷泵電路由12級電荷泵單元組成，前一級的輸出為后一級的輸入，輸入電壓為4V 6V ；所述基準(zhǔn)電壓電路的輸出為1. 2V ；可以調(diào)節(jié)所述分壓電阻 Rl和R2的比值，從而得到不同的輸出電壓；所述振蕩器的頻率為2MHz，占空比約為50%。進(jìn)一步的所述溫度保護(hù)電路在溫度保護(hù)溫度為145°C。本發(fā)明能夠輸入較低的電壓升高至30V以上，同時具有成本低、面積和厚度小等優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明電路框圖； 圖2為12級電荷泵單元示意圖； 圖3為溫度保護(hù)電路圖4溫度保護(hù)電路的仿真輸出圖； 圖5振蕩器電路圖； 圖6振蕩器電路仿真結(jié)果圖；圖7為本發(fā)明輸出電壓的波形1、電荷泵電路；2、驅(qū)動電路；3、邏輯控制電路；4、溫度保護(hù)電路；5、振蕩器；6、比較器； 7、基準(zhǔn)電壓電路。
具體實施例方式如圖1所示一種高壓電荷泵控制電路，包括電荷泵電路1、驅(qū)動電路2、邏輯控制電路3、溫度保護(hù)電路4、振蕩器5、比較器6、基準(zhǔn)電壓電路7、分壓電阻Rl、R2、反饋電容Cl ； 所述溫度保護(hù)電路4用于在溫度超過設(shè)定溫度即關(guān)斷電路；所述振蕩器5、溫度保護(hù)電路4、 比較器6的輸出分別連接所述邏輯控制電路3的輸入端，所述邏輯控制電路3的輸出端與所述驅(qū)動電路2的輸入端相連接，所述驅(qū)動電路2的輸出端與所述電荷泵電路1的驅(qū)動端相連接，所述分壓電阻Rl、R2串聯(lián)，分壓電阻Rl的一端與所述電荷泵電路1的輸出端相連接，另一端與分壓電阻R2的一端相連，所述分壓電阻R2的另一端接地；所述反饋電容Cl與分壓電阻Rl并聯(lián)；所述分壓電阻R1、R2的連接點與所述比較器6的輸入端相連接，所述比較器6另一輸入端與所述基準(zhǔn)電壓電路7輸出端相連接。所述電荷泵電路由12級電荷泵單元組成，前一級的輸出為后一級的輸入，輸入電壓為5V ；所述基準(zhǔn)電壓電路的輸出為1. 2V ；所述振蕩器的頻率為2MHz，占空比約為50%。所述溫度保護(hù)電路在溫度保護(hù)溫度為145°C。本發(fā)明電壓基準(zhǔn)為帯隙基準(zhǔn)，溫度系數(shù)約為0，在不同的電源電壓和溫度下，輸出電壓都恒定為1.2V。當(dāng)輸出電壓高于預(yù)設(shè)的電壓時，電阻R2上的壓降大于電壓基準(zhǔn)，比較器輸出高電平，此信號通過邏輯控制電路和驅(qū)動電路，使電荷泵不工作，這樣輸出電壓下降。當(dāng)輸出電壓低于預(yù)設(shè)電壓值時，電阻R2上的壓降低于電壓基準(zhǔn)，比較器輸出低電平，電荷泵工作，輸出電壓升高。反饋電容Cl和電阻Rl并聯(lián)，因為電容的電壓不會突變，當(dāng)輸出電壓突然增加或減少時，電容下極板也會跟隨上極板增加或減少，這樣比較器的正輸入端可以及時反應(yīng)輸出電壓的變化，以增加系統(tǒng)環(huán)路的響應(yīng)速度。本發(fā)明一種高壓電荷泵控制電路的輸入電壓約為4V飛V，經(jīng)過12級電荷泵單元串聯(lián)升壓，輸出電壓可以升值30V以上，如附圖2所示。電荷泵的驅(qū)動信號需要兩個極性相反的時鐘信號A和B，當(dāng)信號A為高電平，B信號為低電平時，奇數(shù)級電荷泵對偶數(shù)級電荷泵充電；當(dāng)號A為低電平，B信號為高電平時，偶數(shù)級電荷泵對奇數(shù)級電荷泵充電。本發(fā)明中為了防止溫度過高將芯片燒壞，溫度保護(hù)電路在溫度超過145攝氏度即關(guān)斷電路，當(dāng)溫度下降到132攝氏度時，電路電荷泵重新開始工作。溫度保護(hù)電路如附圖3 所示，圖中電流源11、12和13為PTAT電流源，即電流值隨著溫度升高電流增加。在溫度較低時，電阻Rl上端電壓低于三極管Ql發(fā)射極的電壓，輸出電壓Vo為低電平；當(dāng)溫度升高時，PMOS管的電流增加，電阻R4上的壓降增加，同時三極管Vbe的壓降降低。如圖4所示當(dāng)溫度超過145°C時，電阻R4上端電壓超過三極管發(fā)射級的電壓，輸出電壓Vo為高電平。本發(fā)明的振蕩器如圖5所示。正常開啟的情況下電流源14和15的值相等。當(dāng)輸出電壓Vo 1為低電平時，MOS管M7導(dǎo)通，M8截止，電流源14對電容C2充電，從八充到Vh時間為
4當(dāng)輸出電壓為高電平時，電流源MOS管M8導(dǎo)通，M7截止，電流源15對電容放電，從Vh 放到\的時間是
權(quán)利要求
1.一種高壓電荷泵控制電路，其特征在于包括電荷泵電路、驅(qū)動電路、邏輯控制電路、溫度保護(hù)電路、振蕩器、比較器、基準(zhǔn)電壓電路、分壓電阻(R1)、(R2)、反饋電容(Cl)；所述邏輯控制電路，用于控制電荷泵工作和關(guān)斷；所述驅(qū)動電路用于增強(qiáng)所述邏輯控制電路的輸出信號驅(qū)動電荷泵的電容；所述溫度保護(hù)電路用于在溫度超過設(shè)定溫度時即關(guān)斷電路；所述振蕩器、溫度保護(hù)電路、比較器的輸出分別連接所述邏輯控制電路的輸入端，所述邏輯控制電路的輸出端與所述驅(qū)動電路的輸入端相連接，所述驅(qū)動電路的輸出端與所述電荷泵電路的驅(qū)動端相連接，所述分壓電阻(Rl、R2)串聯(lián)，分壓電阻Rl的一端與所述電荷泵電路的輸出端相連接，另一端與分壓電阻(R2)的一端相連，所述分壓電阻(R2)的另一端接地；所述反饋電容(Cl)與分壓電阻(Rl)并聯(lián)；所述分壓電阻(R1、R2)的連接點與所述比較器的輸入端相連接，所述比較器另一輸入端與所述基準(zhǔn)電壓電路輸出端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓電荷泵控制電路，其特征在于所述電荷泵電路由 12級電荷泵單元組成，前一級的輸出為后一級的輸入，輸入電壓為4疒6V的低電壓；所述基準(zhǔn)電壓電路的輸出為1. 2V ；可以調(diào)節(jié)所述分壓電阻Rl和R2的比值，從而得到不同的輸出電壓；所述振蕩器的頻率為2MHz，占空比約為50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓電荷泵控制電路，其特征在于所述溫度保護(hù)電路在溫度保護(hù)溫度為145 °C。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種高壓電荷泵控制電路，其特征在于包括電荷泵電路、驅(qū)動電路、邏輯控制電路、溫度保護(hù)電路、振蕩器、比較器、基準(zhǔn)電壓電路、分壓電阻R1、R2、反饋電容C1。所述電荷泵電路由12級電荷泵單元組成，前一級的輸出為后一級的輸入，輸入電壓為4V~6V的低電壓，輸出電壓可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置；所述基準(zhǔn)電壓電路的輸出為1.2V；所述振蕩器的頻率為2MHz，占空比約為50%。本發(fā)明能夠?qū)⑤^低的輸入電壓轉(zhuǎn)化為30V以上的高電壓。同時，與電感式升壓電路相比，具有成本低、PCB板的面積和厚度更小等優(yōu)點。
文檔編號H02M3/07GK102510211SQ20111034127
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者周飆, 張立新, 張韜, 易揚波, 李海松, 武家中, 謝凌寒, 陳健 申請人:無錫芯朋微電子有限公司