[發(fā)明專利]一種高壓電荷泵

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011161840.8
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112134456B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 權(quán)磊;羅晟;任羅偉
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫中微愛芯電子有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07;H02M1/088
• 代理公司: 北京科家知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11427
• 代理人: 宮建華

本發(fā)明公開了電荷泵技術(shù)領(lǐng)域的一種高壓電荷泵，包括控制邏輯電路、泵電路開關(guān)管驅(qū)動電路、防止電荷回流電路和泵電路，所述泵電路開關(guān)管驅(qū)動電路連接至所述控制邏輯電路上，所述防止電荷回流電路連接至所述泵電路開關(guān)管驅(qū)動電路上，所述泵電路連接至所述泵電路開關(guān)管驅(qū)動電路和所述防止電荷回流電路上，所述泵電路開關(guān)管驅(qū)動電路包括電平轉(zhuǎn)換N電路、電平轉(zhuǎn)換P電路，PMOS管P14與NMOS管N12，本發(fā)明降低了驅(qū)動電路的翻轉(zhuǎn)損耗，并且能夠在降低開關(guān)管導(dǎo)通損耗的同時，也降低了泵電路開關(guān)管的翻轉(zhuǎn)損耗，避免了在非交疊時鐘死區(qū)時間內(nèi)電荷的回流，從而整體上提高了高壓電荷泵的轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電荷泵技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種高壓電荷泵。

背景技術(shù)

電荷泵是一種可以提供高于或低于輸入電源電壓的電容式開關(guān)電源電路，由于其具有便于集成，低電磁干擾等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于LCD/OLED顯示驅(qū)動芯片的電源管理系統(tǒng)中。

在電荷泵中，增加泵電路開關(guān)管跨壓，以降低開關(guān)管導(dǎo)通電阻，進而降低開關(guān)管導(dǎo)通損耗，是提高電荷泵轉(zhuǎn)換效率的常用方式。

傳統(tǒng)高壓電源荷泵中，通過增加開關(guān)管跨壓，降低了導(dǎo)通電阻，進而降低了開關(guān)導(dǎo)通損耗，提高效率；但是開關(guān)驅(qū)動電路與泵電路存在著過量的開關(guān)翻轉(zhuǎn)損耗，不利于電荷泵整體效率的提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高壓電荷泵，以解決上述背景技術(shù)中提出的傳統(tǒng)高壓電源荷泵中的開關(guān)驅(qū)動電路與泵電路存在著過量的開關(guān)翻轉(zhuǎn)損耗，不利于電荷泵整體效率的提高的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種高壓電荷泵，包括控制邏輯電路、泵電路開關(guān)管驅(qū)動電路、防止電荷回流電路和泵電路，所述泵電路開關(guān)管驅(qū)動電路連接至所述控制邏輯電路上，所述防止電荷回流電路連接至所述泵電路開關(guān)管驅(qū)動電路上，所述泵電路連接至所述泵電路開關(guān)管驅(qū)動電路和所述防止電荷回流電路上；

所述控制邏輯電路用于產(chǎn)生非交疊時鐘信號CLK1、CLK1_RS、CLK2、CLK2_RS、CLK3、CLK3_RS與CLK4、CLK1_RS；

所述泵電路開關(guān)管驅(qū)動電路包括電平轉(zhuǎn)換N電路、電平轉(zhuǎn)換P電路，PMOS管P14與NMOS管N12構(gòu)成Class AB輸出驅(qū)動級，其中，電平轉(zhuǎn)換N電路輸入、輸出信號同相，其輸出信號連接到P14柵極，正電源與輸出驅(qū)動級正電源相連，負(fù)電源為零電位VSSB；電平轉(zhuǎn)換P電路輸入、輸出信號同相，其輸出信號連接到N12柵極，負(fù)電源與輸出驅(qū)動級負(fù)電源相連，正電源為零電位VSSB，其中VGL為輸入負(fù)電源，且VGL小于AVEE，所述泵電路開關(guān)管驅(qū)動電路中，輸入非交疊時鐘信號被轉(zhuǎn)換成不同電壓域的信號后，分別獨立地控制輸出驅(qū)動級PMOS管與NMOS管的柵極；

所述防止電荷回流電路包括PMOS管P15，用于開關(guān)管P11的防止電荷回流電路，其柵極與開關(guān)管P11源極連接到AVDD，其源極與開關(guān)管P11漏極連接到飛線電容Cf正極CPf，其漏極連接到開關(guān)管P11的柵極，用于防止飛線電容正極CPf節(jié)點電荷向AVDD回流，同樣的所述防止電荷回流電路作用于開關(guān)管P12，其柵極與開關(guān)管P12源極連接到飛線電容Cf正極CPf，其源極與開關(guān)管P12漏極連接到輸出端VGH，其漏極連接于開關(guān)管P12的柵極，用于防止輸出VGH端電荷向飛線電容回流；

所述泵電路包括開關(guān)管P11、開關(guān)管P12、開關(guān)管P13、開關(guān)管N11與飛線電容Cf，輸入AVDD為正電源，AVEE為負(fù)電源，用于產(chǎn)生輸出電壓VGH，所述開關(guān)管P12的輸出電壓VGH上連接有電容C_OUT。

優(yōu)選的，所述開關(guān)管P11的驅(qū)動電路中，輸出驅(qū)動級正電源連接到CPf，負(fù)電源連接到VGL，CLK1被轉(zhuǎn)換為電壓域為VSSB~VCPf的信號，控制輸出驅(qū)動級PMOS管，CLK1_RS被轉(zhuǎn)換為電壓域為VSSB~VGL的信號，控制輸出驅(qū)動級NMOS管。