[發明專利]四開關管升降壓變換器自適應電荷泵控制電路及控制方法

在審

• 申請號: 202110392471.1
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113315371A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 王紅義;陳帥謙;劉童博;陶韜;毛豪
• 申請（專利權）人: 西安拓爾微電子有限責任公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M1/08;H03K17/687
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 金鳳

本發明提供了一種四開關管升降壓變換器自適應電荷泵控制電路及控制方法，電流鏡電路提供偏置電流，并提供外部固定的電流偏置，通過調整開關管的柵極電壓，調節電荷泵電路模塊使能端的開關，保證四開關管升降壓變換器上開關管工作在正常狀態，并且根據開關管的工作狀態正常與否來決定是否打開電荷泵，在開關管正常工作時，自適應電荷泵控制電路關閉電荷泵，這樣在開關管正常工作時可以減少不必要的功耗。本發明有效保證升降壓電路正常工作，采用自適應的控制方法，在電路正常工作的時候該控制電路模塊不工作，在減少電路的功耗情況下提升了升降壓電路工作的可靠性。

技術領域

本發明涉及電子電路領域，尤其是一種自適應的電荷泵控制電路，適合應用于四開關管升降壓變換器。

背景技術

隨著當今科學技術的不斷發展，電子設備的大規模普及應用，四開關管升降壓變換器的應用范圍也越來越廣，同時對于集成電路在工作時的可靠性要求也越來越如何確保四開關管升降壓變換器正常工作正在漸漸的成為一個重要的議題。同時，如何確保四開關管升降壓變換器在工作時開關管工作是保證四開關管升降壓電路正常工作的關鍵。

雖然市面上目前很多四開關管管升降壓變換器已經比較成熟，由于四開關管管升降壓變換器內部電路模塊工作狀態比較復雜，且工作狀態有時比較苛刻，外界條件變化比較極端時，變換器的開關管兩個上開關管的工作電壓就會受到影響。當上開關管的柵極電壓與源極電壓的差變得比較小時，上開關管的等效阻抗就會變大，嚴重影響了升降壓變換器的工作狀態。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種四開關管升降壓變換器自適應電荷泵控制電路及控制方法，保證四開關管升降壓變換器上開關管工作在正常狀態，并且可以根據開關管的工作狀態正常與否來決定是否打開電荷泵，在開關管正常工作時，自適應電荷泵控制電路關閉電荷泵，這樣在開關管正常工作時可以減少不必要的功耗。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種四開關管升降壓變換器自適應電荷泵控制電路，包括P溝道增強型MOS管MP1-MP13，N溝道增強型MOS管MN1-MN12，分壓電阻R1-R4，反相器I1-I2，還包括VCC端口、SWBAT端口、BTBAT端口、電荷泵電路模塊和固定偏置電流模塊，所述VCC端口與電源輸入端連接，所述SWBAT端口與開關管上管子連接；

所述P溝道增強型高壓MOS管MP1源極端連接BTAT端，柵極漏極接外部固定電路模塊和P溝道增強型高壓MOS管MP2的柵極；所述P溝道增強型高壓MOS管MP3源極端連接MP1的漏極，柵極漏極接外部固定電路模塊和P溝道增強型高壓MOS管MP4的柵極；所述電阻R1一端與MP3漏極端相連，另外一端與SWBAT端相連；所述P溝道增強型高壓MOS管MP12、MP13還有電阻R4串聯，其中M12源極端與M13的漏極端相連，電阻R1和P溝道增強型高壓MOS管MP1，MP2，MP3和MP4共同組成電流鏡電路，把BTAT端與SWBAT的壓差鏡像到電流鏡右端，所述電阻R4和P溝道增強型高壓MOS管MP12和MP13將電流鏡電流導通到地。

所述P溝道增強型MOS管MP5源極連接所述電源VCC端，P溝道增強型MOS管MP5的柵極漏極連接P溝道增強型MOS管MP6的柵極，它的源極連接電源VCC端，共同構成一個電流鏡電路模塊，P溝道增強型MOS管MP7連接P溝道增強型MOS管MP6的漏極，以電流鏡的輸出作為MP7的柵極電壓；

所述P溝道增強型MOS管MP9源極連接所述電源VCC端，P溝道增強型MOS管MP9的柵極漏極連接P溝道增強型MOS管MP10的柵極，它們共同構成一個電流鏡電路模塊，P溝道增強型MOS管MP11的源極連接P溝道增強型MOS管MP10的漏極，P溝道增強型MOS管MP8的柵極連接反相器I2的輸出端，源極連接電源端VCC，漏極連接電阻R3的上端；