電荷泵驅動電路的制作方法
【專利摘要】本申請公開了電荷泵驅動電路，包括：電荷泵模塊，用于產生輸出電壓；采樣電路，連接至所述電荷泵模塊的輸出端，用于獲得表征所述輸出電壓的采樣信號；比較器，連接至所述采樣電路，用于將所述采樣信號和參考電壓相比較以產生誤差信號；時鐘控制模塊，連接在所述比較器和所述電荷泵模塊之間，用于根據外部的時鐘信號和所述誤差信號產生時鐘控制信號，其中，所述采樣電路和所述比較器組成反饋路徑，使得時鐘控制模塊產生的時鐘控制信號根據輸出電壓的變化而調節。該電荷泵驅動電路根據輸出電壓選擇電荷泵的時鐘開啟時刻，在提供穩定的高輸出電壓的同時，可以降低系統功耗。
【專利說明】
電荷泵驅動電路
技術領域
[0001]本實用新型涉及電子電路技術，更具體地涉及一種電荷栗驅動電路。
【背景技術】
[0002]電荷栗是利用電容存儲能量的開關變換器，其中，利用開關使得電容在供電和放電狀態之間切換，從而可以提升或降低供電電壓。在移動終端或便攜式電子設備中，供電電源的電壓可能低于工作電壓，電荷栗可以將供電電源的電壓提供之后系統工作，例如，電荷栗產生的電壓在3.3V至4.0V范圍內，從而滿足電子設備的工作需要。
[0003]然而，電荷栗在上述功率變換過程中自身也會消耗電能。期待進一步改善電荷栗的控制電路，使得電荷的充電和放電過程與負載相匹配，以降低電荷栗的功耗。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種用于提升電源電壓的電荷栗驅動電路，其中，采用或非門選擇電荷栗的時鐘開啟時刻，在提供穩定的高輸出電壓的同時，可以降低系統功耗。
[0005]根據本實用新型實施例，提供一種電荷栗驅動電路，其特征在于，包括:電荷栗模塊，用于產生輸出電壓;采樣電路，連接至所述電荷栗模塊的輸出端，用于獲得表征所述輸出電壓的采樣信號；比較器，連接至所述采樣電路，用于將所述采樣信號和參考電壓相比較以產生誤差信號;時鐘控制模塊，連接在所述比較器和所述電荷栗模塊之間，用于根據外部的時鐘信號和所述誤差信號產生時鐘控制信號，其中，所述采樣電路和所述比較器組成反饋路徑，使得時鐘控制模塊產生的時鐘控制信號根據輸出電壓的變化而調節。
[0006]優選地，還包括濾波電路，所述濾波電路連接在所述電荷栗模塊和外部負載之間，用于對所述輸出電壓進行濾波。
[0007]優選地，所述采樣電路是包括至少兩個電阻的分壓網絡，所述至少兩個電阻串聯連接在所述電荷栗模塊的輸出端和地之間。
[0008]優選地，所述時鐘控制模塊是或非門，所述或非門包括用于接收外部時鐘信號的第一輸入端和用于接收所述誤差信號的第二輸入端。
[0009]優選地，所述或非門根據所述輸出電壓選擇電荷栗的時鐘開啟時刻。
[0010]該電荷栗驅動電路在負反饋系統中周而復始地工作，產生一個穩定的高輸出電壓，同時通過控制電荷栗時鐘開啟來節約系統的功耗。
【附圖說明】

[0011]通過以下參照附圖對本實用新型實施例的描述，本實用新型的上述以及其他目的、特征和優點將更為清楚，在附圖中:
[0012]圖1示出根據本實用新型實施例的電荷栗驅動電路的示意性電路圖。
【具體實施方式】
[0013]以下將參照附圖更詳細地描述本實用新型的各種實施例。在各個附圖中，相同的元件采用相同或類似的附圖標記來表示。為了清楚起見，附圖中的各個部分沒有按比例繪制。
[0014]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0015]圖1示出根據本實用新型實施例的電荷栗驅動電路的示意性電路圖。該電荷驅動電路包括電荷栗模塊101、比較器102、采樣電路103、濾波電路104和時鐘控制模塊105。
[0016]電荷栗模塊101包括開關和電容。該開關例如是功率開關管，該電容例如是陶瓷電容。在工作中，電荷栗模塊101接收使能信號EN和時鐘控制信號0SC_CTRL。電荷栗模塊101在使能信號EN使能之后開始工作，開關在時鐘控制信號0SC_CTRL的控制下導通或斷開，使得電容交替儲存和釋放電能，從而產生高輸出電壓HV_0UT。
[0017]比較器102的同相輸入端連接至采樣電路103，反相輸入端連接至參考電壓源，輸出端經由時鐘控制電路104連接至電荷栗模塊11.在工作中，比較器電路102從采樣電路103接收高輸出電壓HV_0UT的采樣信號HV_DIV，從參考電壓源接收參考電壓VREF，并且將采樣信號HV_DIV和參考電壓VREF相比較，從而產生誤差信號C0MP_0UT。當采樣信號HV_DIV大于參考電壓VREF時，誤差信號C0MP_0UT為高電平。當采樣信號HV_DIV小于參考電壓VREF時，誤差信號C0MP_0UT為低電平。
[0018]采樣電路103連接至電荷栗模塊101的輸出端。采樣電路103例如是包括電阻Rl和R2的分壓網絡。在該實施例中，電阻Rl和R2串聯連接在輸出端和地之間，從而采樣信號HV_DIV是與高輸出電壓HV_0UT成比例的電壓信號。
[0019]濾波電路104連接在電荷栗模塊1I的輸出端和負載之間。例如，濾波電路104例如是包括電阻R3和電容Cl的電阻電容網絡。在該實施例中，電阻R3串聯連接在輸出端和負載之間，電容Cl連接在電阻R3和負載之間的節點和地之間。電阻R3和電容Cl組成RC濾波器，以提供穩定平滑的高輸出電壓HV_0UT。
[0020]時鐘控制模塊105連接在比較器102和電荷栗模塊101之間。時鐘控制模塊105例如是或非門。時鐘控制模塊105的一個輸入端接收例如由晶振電路產生的恒定頻率的時鐘信號0SC_IN，另一個輸入端從比較器102接收誤差信號C0MP_0UT，并且在輸出端提供時鐘控制信號 0SC_CTRL。
[0021]該電荷栗驅動電路的根據輸出電壓的反饋控制電荷栗時鐘開啟。在系統上電后，開啟使能信號EN，提供時鐘信號0SC_IN，電荷栗電路開始工作。輸出電壓HV_0UT電壓開始升高。在升高到大于(R1+R2)*VREF/R1這個電壓時，誤差信號C0MP_0UT信號從低電平變成高電平，從而通過時鐘控制模塊105的或非門，關閉時鐘控制信號0SC_CTRL信號。輸出電壓HV_OUT維持(R1+R2 )*VREF/R1電壓。隨著時間的推移，輸出電壓HV_0UT被后面的負載消耗掉一定的電荷，輸出電壓HV_0UT降低。在輸出電壓HV_0UT降低到低于(RI +R2) * VREF/RI這個電壓時，誤差信號C0MP_0UT信號為低電平。通過時鐘控制模塊105的或非門，開啟時鐘控制信號0SC_CTRL信號，輸出電壓HV_0UT開始上升。
[0022]該電荷栗驅動電路在上述負反饋系統中周而復始的工作，產生一個穩定的輸出電壓HV_0UT。由于采用或非門選擇電荷栗的時鐘開啟時刻，在提供穩定的高輸出電壓的同時，可以降低系統功耗。
[0023]依照本實用新型的實施例如上文所述，這些實施例并沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該實用新型僅為所述的具體實施例。顯然，根據以上描述，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本實用新型的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地利用本實用新型以及在本實用新型基礎上的修改使用。本實用新型的保護范圍應當以本實用新型權利要求所界定的范圍為準。
【主權項】
1.一種電荷栗驅動電路，其特征在于，包括: 電荷栗模塊，用于產生輸出電壓； 采樣電路，連接至所述電荷栗模塊的輸出端，用于獲得表征所述輸出電壓的采樣信號； 比較器，連接至所述采樣電路，用于將所述采樣信號和參考電壓相比較以產生誤差信號； 時鐘控制模塊，連接在所述比較器和所述電荷栗模塊之間，用于根據外部的時鐘信號和所述誤差信號產生時鐘控制信號， 其中，所述采樣電路和所述比較器組成反饋路徑，使得時鐘控制模塊產生的時鐘控制信號根據輸出電壓的變化而調節。2.根據權利要求1所述的電荷栗驅動電路，其特征在于，還包括濾波電路，所述濾波電路連接在所述電荷栗模塊和外部負載之間，用于對所述輸出電壓進行濾波。3.根據權利要求1所述的電荷栗驅動電路，其特征在于，所述采樣電路是包括至少兩個電阻的分壓網絡，所述至少兩個電阻串聯連接在所述電荷栗模塊的輸出端和地之間。4.根據權利要求1所述的電荷栗驅動電路，其特征在于，所述時鐘控制模塊是或非門，所述或非門包括用于接收外部時鐘信號的第一輸入端和用于接收所述誤差信號的第二輸入端。5.根據權利要求4所述的電荷栗驅動電路，其特征在于，所述或非門根據所述輸出電壓選擇電荷栗的時鐘開啟時刻。
【文檔編號】H02M1/00GK205693559SQ201620642046
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月22日 公開號201620642046.8, CN 201620642046, CN 205693559 U, CN 205693559U, CN-U-205693559, CN201620642046, CN201620642046.8, CN205693559 U, CN205693559U
【發明人】張登軍, 李迪, 張亦鋒, 李建球, 郭潤森, 余作歡
【申請人】珠海泓芯科技有限公司