[發明專利]一種基于電荷泵的高壓驅動電路

有效

• 申請號: 201910574987.0
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110224586B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 韓方;楊曉萍;王俊峰;王云
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: H02M3/04
• 分類號: H02M3/04;H02P6/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

1.一種基于電荷泵的高壓驅動電路，其特征在于，包括依次連接的電荷泵電路、電平轉換電路和MOSFET關斷電路；

所述的電荷泵電路用于根據連接的功率電源V_P輸出高于功率電源V_P且連續穩定的浮動電源；

所述的電平轉換電路用于根據連接的高壓控制信號V_IN，將接入的浮動電源轉化為高壓驅動電壓；

所述的MOSFET關斷電路用于接入高壓驅動電壓并對輸出端連接的VDMOS進行驅動和保護；

所述電荷泵電路包括電阻R1、電容C1與反相器組成的振蕩器單元，以及電容C2、C3和二極管D1、D2；電容C1一端接地，另一端接反相器的輸入端；電阻R1兩端分別接反相器的輸入端和輸出端；反相器的輸出端連接電容C3的一端，二極管D1陰極和二極管D2陽極與電容C3另一端連接，功率電源V_P、二極管D1陽極與電容C2一端相連，二極管D2陰極、電容C2另一端與電荷泵電路的輸出相連；

所述電平轉換電路包括NPN雙極晶體管Q1、PNP雙極晶體管Q2、以及電阻R2、R3、R4；電源電壓V_DD接NPN雙極晶體管Q1的基極，電阻R2的一端接NPN雙極晶體管Q1的發射極，電阻R2另一端接高壓控制信號V_IN，NPN雙極晶體管Q1的集電極接電阻R3一端及PNP雙極晶體管Q2的基極，電阻R3另一端及電阻R4一端接電荷泵電路的輸出，PNP雙極晶體管Q2的發射極接電阻R4另一端，PNP雙極晶體管Q2的集電極接電平轉換電路的輸出。

2.根據權利要求1所述的一種基于電荷泵的高壓驅動電路，其特征在于，所述電荷泵電路中電容C3、C2的容值范圍均為0.1μF～100μF。

3.根據權利要求1所述的一種基于電荷泵的高壓驅動電路，其特征在于，所述電平轉換電路中，電源電壓V_DD、NPN雙極晶體管Q1及電阻R2決定了電流源的電流值，電阻R2的值通過式R₂＝(V_DD-V_BE)/I₁確定，其中V_DD作為NPN雙極晶體管Q1的基極電壓，V_BE為NPN雙極晶體管Q1的基極-發射極結壓降，I₁為電流源電流設計值。

4.根據權利要求1所述的一種基于電荷泵的高壓驅動電路，其特征在于，所述電平轉換電路中，電流源電流I₁、PNP雙極晶體管Q2及電阻R3和電阻R4決定了電平轉換電路輸出的電流值，電阻R4的值通過式R₄＝(R₃×I₁-V_EB)/I₂確定，其中V_DD作為PNP雙極晶體管Q2的基極電壓，V_EB為PNP雙極晶體管Q2的發射極-基極結壓降，I₂為電平轉換電路輸出的電流值。

5.根據權利要求1所述的一種基于電荷泵的高壓驅動電路，其特征在于，所述MOSFET關斷電路包括二極管D3、穩壓管D4、電阻R5、電阻R6、NPN雙極晶體管Q4和PNP雙極晶體管Q3；電平轉換電路的輸出接二極管D3的陽極、電阻R5的一端、NPN雙極晶體管Q4的集電極和PNP雙極晶體管Q3的基極；穩壓管D4的陽極連接R5另一端、NPN雙極晶體管Q4的發射極和電阻R6的一端；NPN雙極晶體管Q4的基極連接電阻R6的另一端及PNP雙極晶體管Q3的集電極；二極管D3的陰極、PNP雙極晶體管Q3的發射極和穩壓管D4的陰極連接高壓驅動電路的輸出V_O。