[實用新型]一種新型的基于電荷泵的穩壓型驅動電路

有效

• 申請號: 201120403669.7
• 申請日: 2011-10-21
• 公開（公告）號: CN202364120U
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 郝躍國;唐婭
• 申請（專利權）人: 唐婭;郝躍國
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 張濤

技術領域

本實用新型涉及電荷泵技術領域，特別是涉及一種新型的基于電荷泵的穩壓型驅動電路。

背景技術

電荷泵常被應用于電子產品的驅動電路中，例如內存驅動電路、液晶顯示器(LCD)的背光驅動電路或發光二極管LED驅動電路。電荷泵也稱為開關電容式電壓變換器，是一種利用所謂的“快速”(flying)或“泵送”電容(而非電感或變壓器)來儲能的DC-DC電壓變換器.它能使輸入電壓升高或降低，也可以用于產生負電壓，其內部的FET開關陣列以一定方式控制快速電容器的充電和放電，從而使輸入電壓以一定因數倍增或降低，從而得到所需要的輸出電壓。

如圖1所示，是美國專利US6873203提出的一種基于電荷泵的驅動電路，包括兩個電荷泵，主電荷泵12和從電荷泵14，主電荷泵12具有輸出電壓V1，從電荷泵14具有輸出電壓V2，運算放大器U3的正輸入端接主電荷泵12的輸出端，運算放大器U3的負輸入端接從電荷泵14的輸出端，運算放大器U3的輸出端與PMOS晶體管M2的柵極連接，U3產生的電壓差控制M2的柵極，同時M2的源極連接從電荷泵14的輸出，M2的漏極與接地的恒流源16連接；此外還包括一個線性調整PMOS晶體管M3和電流受控電壓源U4，U4的一個輸入端連接到PMOS晶體管M2的漏極和恒流源16之間，其輸出端連接PMOS晶體管M3的柵極，PMOS晶體管M3的源極和漏極串聯在電源18和兩個電荷泵之間，PMOS晶體管M3的作用是根據電流受控電壓源U4感測的流過M2的電流Imodel與恒流源的基準電流Iref之間的不平衡，調節加在負載上的多余電壓，也就是通過調整M3的柵源電壓Vgs來改變M3的導通電阻以調整它的導通程度，從而讓多余的電壓落在M3上，但是這個晶體管M3在集成電路芯片的制造中是要占用很多額外面積的，因此提高了芯片的制造成本。

實用新型內容

本實用新型針對現有技術存在的不足，提供一種新型的基于電荷泵的穩壓型驅動電路，不需要額外設置線性調整管，而是通過調整電荷泵中的部分晶體管的導通程度，使這些晶體管來承受多余電壓，極大地節省了芯片版圖面積，降低了芯片制造成本。

本實用新型的技術方案是：

一種新型的基于電荷泵的穩壓型驅動電路，包括電荷泵，所述電荷泵的輸出端并聯有負載以及控制負載電流大小的電流源，其特征在于，還包括晶體管導通程度控制電路，所述晶體管導通程度控制電路的輸入端連接在串聯的負載和電流源之間，晶體管導通程度控制電路的輸出端與所述電荷泵中的由MOS管組成的開關陣列的部分MOS管的柵極連接，所述柵極與晶體管導通程度控制電路連接的MOS管的源極均與電荷泵的輸入端連接。

所述晶體管導通程度控制電路包括順次連接的差分放大器、緩沖器和預驅動器，所述差分放大器的正輸入端連接在串聯的負載和電流源之間，負輸入端與參考電壓源連接，將電流源上的電壓降與參考電壓做比較，差分放大器比較后的輸出信號經過緩沖器的作用后作為輸入給預驅動器的虛擬地線信號，預驅動器的輸出信號即為控制柵極與預驅動器輸出端連接的MOS管導通程度的低電平時鐘信號。

所述電荷泵為工作在1X/1.5X/2X三種工作模式下的多模式電荷泵，包括由6個PMOS管M0、M1A、M1B、M2、M3A、M3B和2個NMOS管M4、M5組成的開關陣列以及兩個泵電容C1和C2，其中M0、M2、M3A、M3B的柵極與晶體管導通程度控制電路連接，M0、M2、M3A、M3B的源極均連接在電荷泵的輸入端；M0的漏極直接連接電荷泵的輸出端；M2的漏極連M1A的源極，M1A的漏極連接電荷泵的輸出端；M3A的漏極連M5的漏極，M5的源極再接M1B的源極，M1B的漏極連接電荷泵的輸出端；M3B的漏極接M4的漏極，M4的源極接地；第一泵電容C1的一端連接在M2的漏極和M1A的源極之間，另一端連接在M3A的漏極和M5的漏極之間；第二泵電容C2的一端連接在M5的源極和M1B的源極之間，另一端連接在M3B的漏極和M4的漏極之間。

所述緩沖器為增益為1的運算放大器。

所述預驅動器為兩個串聯連接的反相器。

所述負載為發光二極管LED。

本實用新型的技術效果：