[發明專利]一種基于開關電容的反向降壓型負壓直流-直流變換器

有效

• 申請號: 202110574867.8
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113241948B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 陰亞東;蘇東來;王紀鵬;許亦云
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M1/08
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學俊

本發明涉及一種基于開關電容的反向降壓型負壓直流?直流變換器。該變換器利用了開關電容特性采用簡單電路便可實現負壓驅動信號的產生，無需使用外部恒定負電壓源；且變換器電路中壓控開關器件無需采用耐高壓高壓器件實現，且無需額外產生直流負壓電源以實現壓控開關器件的驅動，電路結構簡單易實現。

技術領域

本發明涉及一種基于開關電容的反向降壓型負壓直流-直流變換器。

背景技術

負壓直流-直流變換器（DC-DC）廣泛用在OLED顯示中。當前負壓DC-DC變換器大多采用反向升壓-降壓(Boost-Buck)電路結構或基于開關電容結構進行實現。在這些電路結構中如何實現負壓開關管的驅動，是設計的關鍵之一。當前設計要求采用外部恒定負電壓源或者利用復雜的電荷泵電路來產生負壓驅動信號以實現對負壓開關管的驅動。有鑒于此，本發明提出了一種基于開關電容的反向降壓型負壓直流-直流變換器電路，該電路利用了開關電容特性采用簡單電路便可實現負壓驅動信號的產生，無需使用外部恒定負電壓源。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于開關電容的反向降壓型負壓直流-直流變換器，該變換器電路中壓控開關器件無需采用耐高壓高壓器件實現，且無需額外產生直流負壓電源以實現壓控開關器件的驅動，電路結構簡單易實現。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種基于開關電容的反向降壓型負壓直流-直流變換器，包括電壓控制模塊、緩沖器、第1至第7壓控開關器件、第1電容、第2電容；電壓控制模塊的輸入端作為電壓E的輸入端，電壓控制模塊的輸出端與第7壓控開關器件的第二端連接，緩沖器的輸入端作為時鐘控制信號D的輸入端，緩沖器的輸出端與第1電容第二端連接，第2電容第一端與第2壓控開關器件的第二端、第3壓控開關器件的第一端、第7壓控開關器件的第一端連接，第1壓控開關器件的第一端與第2電容第二端、第6壓控開關器件的第一端連接，并作為整個變換器的輸出端，第1壓控開關器件的第二端與第2壓控開關器件的第一端、第6壓控開關器件的控制端連接，第1壓控開關器件的控制端、第2壓控開關器件的控制端分別作為電壓B、電壓C的輸入端，第3壓控開關器件的第二端作為電壓D的輸入端，第3壓控開關器件的控制端作為時鐘控制信號C的輸入端，第4壓控開關器件的第一端作為電壓A的輸入端，第4壓控開關器件的第二端與第5壓控開關器件的第一端、第2電容第一端連接，第4壓控開關器件的控制端作為時鐘控制信號A的輸入端，第5壓控開關器件的第二端連接至GND，第5壓控開關器件的控制端作為時鐘控制信號B的輸入端，第6壓控開關器件的第二端連接至GND，第7壓控開關器件的控制端作為時鐘控制信號E的輸入端。

在本發明一實施例中，所述第1至第7壓控開關器件均為3端口器件，其端口分別為a、b、c，即分別對應控制端、第一端、第二端；所述第1至第2電容均為2端口器件，其端口分別為a、b，即分別對應其第一端、第二端。

在本發明一實施例中，第1、3、5、6壓控開關器件的工作原理為：當其a端與b端或者c端之間的電壓差高于閾值電壓V_TH1時導通；否則斷開；第2、4、7壓控開關器件的工作原理為：當其b端或者c端與a端之間的電壓差高于閾值電壓V_TH2時導通；否則斷開。

在本發明一實施例中，電壓A為電源電壓；電壓B和D低于閾值電壓V_TH1；電壓C低于閾值電壓V_TH2；電壓E高于閾值電壓V_TH2和V_TH1。

在本發明一實施例中，當電壓控制模塊的輸出端電壓低于輸入端電壓時，將強制性把電壓控制模塊的輸出電壓抬升到接近輸入電壓；當電壓控制模塊的輸出端電壓高于輸入端電壓時，電壓控制模塊將停止工作。

在本發明一實施例中，時鐘控制信號A、時鐘控制信號B、時鐘控制信號C、時鐘控制信號D和時鐘控制信號E為方波信號。

在本發明一實施例中，電壓A、電壓B、電壓C、電壓D和電壓E為直流電壓。