[發明專利]電荷泵電路及電子設備

有效

• 申請號: 202010545911.8
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111585432B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 王肖
• 申請（專利權）人: 奉加微電子（上海）有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 上海晨皓知識產權代理事務所(普通合伙) 31260
• 代理人: 成麗杰

本發明實施例涉及集成電路領域，公開了一種電荷泵電路及電子設備。本發明中，通過設置第一比較器，將供電單元與第一電荷泵的輸出端分別連接第一比較器的第一輸入端、第二輸入端，從而可以通過第一比較器比較供電單元與第一電荷泵輸出端的電壓的大小，且將兩者中較大的電壓作為第一電荷泵的輸入電壓，且當第一電荷泵的輸出端的電壓大于第一電荷泵的輸入端電壓時，形成一個反饋環路，使得第一電荷泵的輸入端電壓增大，而根據MOS管的特性可知，電壓越大，電阻越小，損耗也就越少；因此，通過本申請的電路可以在供電單元的電壓不變的情況下，降低電荷泵的損耗，提高了電荷泵整體的工作效率。

技術領域

本發明實施例涉及集成電路領域，特別涉及一種電荷泵電路及電子設備。

背景技術

電荷泵是一種直流-直流轉換器，主要是利用電容器作為儲能元件，用來產生比輸入電壓大的輸出電壓，電荷泵電路的電效率很高，且電路結構也較為簡單，在生產中有著廣泛的應用?，F有技術中通常采用的電荷泵電路結構是設置電容和MOS開關管，并通過MOS開關管的導通與斷開不斷使得電容在充電和放點這兩個狀態之間切換，從而實現電荷泵輸出端的高電壓輸出。

發明人發現現有技術中至少存在如下問題：MOS開關管導通狀態下是存在電阻的，且輸入電壓越小，阻值越大，電荷泵的損耗也就越高，從而影響電荷泵的工作效率。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種電荷泵電路及電子設備，使得在供電單元的電壓不變的情況下，降低電荷泵中MOS開關管的損耗，提高電荷泵的工作效率。

為解決上述技術問題，本發明的實施例提供了一種電荷泵電路，包括：第一電荷泵、第一比較器、第一開關、第二開關；所述第一電荷泵的輸入端通過所述第一開關連接供電單元的第一供電端；所述第一電荷泵的輸出端通過所述第二開關連接所述第一電荷泵的輸入端；所述第一比較器的第一輸入端連接所述供電單元，所述第一比較器的第二輸入端連接所述第一電荷泵的輸出端，所述第一比較器的輸出端連接所述第一開關、所述第二開關；所述第一比較器用于當所述第一輸入端的電壓小于所述第二輸入端的電壓時，控制所述第一開關斷開、第二開關閉合，當所述第一輸入端的電壓大于第二輸入端的電壓時，控制所述第一開關閉合，第二開關斷開。

本發明的實施例還提供了一種電子設備，包括上述的電荷泵電路。

現有技術中的電荷泵通過內部多個MOS開關管的切換，實現將低電壓轉換為高電壓，但在工作過程中，內部的MOS開關管也會存在電阻，在導通狀態下會消耗部分的電能，使得電荷泵的工作效率降低。本發明實施例相對于現有技術而言，通過設置第一比較器，將供電單元與第一電荷泵的輸出端分別連接第一比較器的第一輸入端、第二輸入端，從而可以通過第一比較器比較供電單元與第一電荷泵輸出端的電壓的大小，且將兩者中較大的電壓作為第一電荷泵的輸入電壓，且當第一電荷泵的輸出端的電壓大于第一電荷泵的輸入端電壓時，形成一個反饋環路，使得第一電荷泵的輸入端電壓增大，而根據MOS管的特性可知，電壓越大，電阻越小，損耗也就越少；因此，通過本申請的電路可以在供電單元的電壓不變的情況下，降低電荷泵的損耗，提高了電荷泵整體的工作效率。

另外，所述電荷泵電路還包括第二比較器、頻率變換單元；所述第二比較器的第一輸入端連接所述第一電荷泵的輸出端，所述第二比較器的第二輸入端連接外接參考電壓，所述第二比較器的輸出端連接所述頻率變換單元；所述第二比較器用于在所述第一電荷泵輸出端的電壓小于所述外接參考電壓的預設參考電壓時，開啟所述頻率變換單元；所述頻率變換單元的輸入端連接所述供電單元的第二供電端，所述頻率變換單元的輸出端連接所述第一電荷泵的輸入端；所述頻率變換單元用于在開啟時，產生控制頻率并輸入至所述第一電荷泵輸入端。在第一電荷泵的輸出端電壓小于外接參考電壓的預設參考電壓的情況下，表示當前的第一電荷泵的輸出端電壓無法繼續支持驅動負載，因此，通過設置第二比較器、頻率變換單元，當第一電荷泵的輸出電壓小于預設的參考電壓時，通過頻率變換單元增加第一電荷泵的輸入端電壓的頻率，從而加快第一電荷泵內部MOS開關管的切換頻率，使得第一電荷泵的輸出電壓增大，從而驅動負載。