[發明專利]用于場效應功率管柵極驅動的低功耗電荷泵

無效

• 申請號: 201310147866.0
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103199696A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 包興坤
• 申請（專利權）人: 蘇州硅智源微電子有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于場效應功率管柵極驅動的低功耗電荷泵，該電路包括：

一個電容式電壓倍增器具有一個用來接收振蕩信號的輸入端和一個產生提升電壓的輸出端，倍增器運行來將提升電壓以某一速率(至少部分取決于振蕩信號頻率)增加至超過電源電壓；

一個振蕩器與倍增器耦合，以第一頻率或另一個較低頻率產生振蕩信號來響應控制信號的接收，第一及第二頻率分別以第一第二速率將提升電壓增加至超出電源電壓；

耦合裝置感應場效應晶體管的柵極電壓，相應地產生控制信號，以便于當柵極電壓小于頻率切換電壓時，振蕩器以第一頻率產生振蕩信號，且當柵極電壓超過頻率切換電壓時，振蕩器以第二頻率產生振蕩信號，即當柵極電壓超過頻率切換電壓時，電路的功耗降低；

振蕩器包括一個電流控制振蕩器且控制信號是電流形式的；

電壓傳感裝置包括一個電壓比較器。

2.一個將場效應晶體管的柵極充電至提升電壓(超過電源電壓)的方法，該方法包括步驟：

產生一個提升電壓來響應以某一頻率的信號振蕩，該提升電壓以某一速率(至少部分由振蕩信號的振蕩頻率決定)增加至超過電源電壓；

以第一頻率或一個較低第二頻率產生振蕩頻率來響應控制信號，第一及第二頻率分別以第一第二速率將提升電壓增加至超過電源電壓；

感應場效應晶體管的柵極電壓以產生控制信號，當所述柵極電壓小于頻率切換電壓時，它使振蕩器產生第一頻率的振蕩信號，而當柵極電壓超過頻率切換電壓時，它使振蕩器產生第二頻率的振蕩信號，即當柵極電壓超過頻率切換電壓時，產生功耗降低；

控制信號是電流信號；且電壓感應步驟，還包括將柵極電壓與預定電壓作比較。

3.一種用于場效應功率管柵極驅動的低功耗電荷泵，該電路包括：

用來產生提升電壓以響應振蕩信號接收的電壓倍增裝置，所述裝置運行以便于提升電壓以某一速率(至少部分由振蕩信號振蕩頻率決定)增加至超過電源電壓；

振蕩裝置用來產生第一頻率或另一個較低頻率(由控制信號選擇)的振蕩信號，所述第一及第二頻率分別以第一第二速率將電壓倍增器產生的提升電壓增加至超出電源電壓；

感應場效應晶體管柵極電壓的耦合裝置，相應地產生控制信號，當柵極電壓小于頻率切換電壓時，它使振蕩裝置產生的第一頻率，而當柵極電壓超過頻率切換電壓時，它使振蕩裝置產生第二頻率，即當柵極電壓超過頻率切換電壓時，產生電路的功耗降低；

該振蕩裝置包括一個電流控制振蕩器，其中控制信號是電流信號；且

電壓感應裝置包括一個電壓比較器。

4.一種改進的方法通過運行電荷泵電路作用到將場效應管柵極的電壓提升至超過電源電壓，該電荷泵電路包括一個電容倍增器，它產生提升電壓以響應與倍增器耦合的振蕩信號，該方法的改進包括以下步驟：

最初產生的第一頻率的振蕩信號，是為了使柵極電壓以第一速率提升至超過電源電壓；

且當該晶體管的柵極電壓已初步足夠提升時，產生第二頻率的振蕩信號，該第二頻率低于第一頻率以達到降低電路功耗的目的，且使柵極電壓以第二速率(足以至少維持柵極電壓超過電源電壓)增加至超過電源電壓；

當那個電壓達到一個值(在其預期的運行條件下，該值引起晶體管驅動并增強)時，該柵極電壓已經足夠提升。

5.一個改善后的用于場效應功率管柵極驅動的低功耗電荷泵用來將作用到場效應晶體管柵極的電壓提升至超過電源電壓，該電路包括一個電容倍增器，它用作產生提升電壓來響應與倍增器耦合的振蕩信號，提升速率至少部分取決于振蕩信號的頻率，該電路的改善包括：

一個可變頻率振蕩器，它用來產生第一頻率的振蕩信號并以第一速率提升柵極電壓；

當柵極電壓已初步足夠提升時，裝置用來檢測；

且裝置響應所述檢測裝置，是為了當所述柵極電壓已初步充分提升至將所述頻率變為低于第一頻率的第二頻率時，產生控制信號，所述第二頻率被選擇用來降低電路功耗和以第二速率(至少足以維持提升電壓高于電源電壓)提升柵極電壓。