[發明專利]一種負電源轉正電源轉換電路及正電源轉負電源轉換電路

有效

• 申請號: 201710388383.8
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107017771B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 孔謀夫;張丙可;陳星弼
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 甘茂

本發明涉及半導體集成電路及電源技術領域，提供一種負電源轉正電源轉換電路及正電源轉負電源轉換電路，用以克服現有正負電源轉換電路轉換速度慢、效率低的缺點；本發明轉換電路均包括輸入控制端、第一單元轉換模塊、第二單元轉換模塊、輸出儲能電容及供電電源，第一單元轉換模塊與第二單元轉換模塊并聯后連接于輸入控制端與輸出儲能電容之間，第二單元轉換模塊由第一單元轉換模塊串聯一個反相器構成，所述反相器連接于輸入控制端與第一單元轉換模塊之間。本發明采用兩個單元轉換模塊并聯構成，能夠實現在控制信號整個周期內交替對輸出儲能電容充電，即高效地實現電源正負極性轉換；大大提高轉換速度和效率。

技術領域

本發明涉及半導體集成電路及電源技術領域，尤其涉及正負低壓電源，具體提供一種負電源轉正電源轉換電路及正電源轉負電源轉換電路。

背景技術

目前，半導體集成電路中為滿足電路對性能的要求，需要采用正負電源進行供電；而在電源技術領域，為滿足被供電電路的需求，也需要電源管理芯片提供正負電源輸出端；同時當現有一種正電源，而電路需要是的負電源時，則需要將正電源轉換為負電源；而當現有一種負電源，而電路需要的是正電源時，則需要將負電源轉換為正電源。所需的正負電壓源相互轉換雖然可以通過現有倍壓整流技術實現，但此方式存在轉換速度慢，效率低的缺點。

如圖1所示為現有技術中利用倍壓整流電路實現正電源轉換為負電源的電路原理圖；其中Mp1和Mn1構成一個反相器，反相器的輸入信號為脈沖信號V₀，反相器的電源電壓為穩壓器輸出的正電源V_CC，電路中還包括兩個二極管D1和D2、以及兩個電容C1和C2；當反相器輸入信號V₀為低電平時，Mp1導通，反相器輸出V₁為V_CC，并經電容C1及D1組成的回路對電容C1充電，電容兩端的電壓為V₁-V₂接近于電源電壓V_CC；當反相器輸入信號V₀變為高電平時，反相器輸出V₁為0，但由于此過程電容兩端的電壓不能突變，因此，V₂的電位約為-V_CC，此時由C2、D2及C1組成對電容C2的充電回路，電容C2兩端得到負電壓，即V_EE輸出為負電壓；在該電路中，要保證電容C1的值要大于C2的值，以保證C1上存儲的電量能將C2充滿。但該方式僅在輸入脈沖信號半個周期內對電容C2充電，效率低，速度慢。

發明內容

本發明的目的在于針對現有正負電源轉換電路轉換速度慢、效率低的缺點，提供一種負電源轉正電源轉換電路及正電源轉負電源轉換電路，該相互轉換電路能夠在控制信號整個周期內高效地實現電源正負極性轉換。為實現該目的，本發明采用的技術方案為：

負電源轉正電源轉換電路，包括輸入控制端、第一單元轉換模塊、第二單元轉換模塊、輸出儲能電容(Co)及供電電源，所述第一單元轉換模塊與第二單元轉換模塊并聯后連接于輸入控制端與輸出儲能電容之間；所述第二單元轉換模塊由第一單元轉換模塊串聯一個反相器構成，所述反相器連接于輸入控制端與第一單元轉換模塊之間；所述第一單元轉換模塊由第一NMOS管(Mn1)、第二NMOS管(Mn2)、單元反相器及單元儲能電容(Ca)構成，所述第一、第二NMOS管的襯底電極均接供電電源低電位或者接介于供電電源低電位與源極及漏極最低電位間的任意電位(該電位可將供電電源采用多個電阻分壓或多個二極管連接的晶體管分壓得到)，所述第二NMOS管以二極管形式連接構成二極管、所述二極管反向端與輸出儲能電容(Co)連接、正相端連接第一NMOS管的源極，所述第一NMOS管柵極連接輸入控制端、漏極連接電源地或零電位，所述單元反相器輸入端連接輸入控制端、輸出端連接單元儲能電容，所述單元儲能電容另一端連接第一NMOS管的源極。

負電源轉正電源轉換電路的第一單元轉換模塊和第二單元轉換模塊，均可單獨使用，實現負電源轉正電源。