[发明专利]多模式电压增益的电荷泵电路及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及电荷泵技术，具体是指一种能实现多种电压增益模式的电荷泵电路。

背景技术

应用于白光LED驱动芯片的电荷泵电路属于开关电容DC/DC变换器的一种，可实现各种倍数的电压转换。由于不含电感元件，因此适合制作成集成电路，并广泛用于对元件效率要求较高的白光LED驱动芯片等由电池供电的便携式设备中。目前，主流的白光LED驱动芯片采用的是1x/1.5x/2x三种电压增益模式电荷泵，其只需要外接2个充电电容，便可具备1倍、1.5倍和2倍的升压功能。

图1为已知的1x/1.5x/2x三模式电荷泵电路，C₁、C₂为快速充电电容，C_HOLD为输出电容，S₁～S₈为功率开关管。当已知的1x/1.5x/2x三模式电荷泵中，功率开关管S₁～S₈的控制信号如图2中M₁-M₈所示时，V_IN＝V_OUT，实现1倍升压功能。当已知的1x/1.5x/2x三模式电荷泵中，功率开关管S₁～S₈的控制信号如图3中M₁～M₈所示时，V_OUT＝1.5V_IN，实现1.5倍升压功能。当已知的1x/1.5x/2x三模式电荷泵中，功率开关管S₁～S₈的控制信号如图4中M₁-M₈所示时，V_OUT＝2V_IN，实现2倍升压功能。

目前LED驱动芯片中采用的只具备三种升压功能的电荷泵电路已渐渐不能满足发展所需。因此，本发明提出的电荷泵电路，只需使用2个充电电容，一个输出电容，通过8个功率开关管的有机结合，可提供1倍、1.25倍、1.5倍和2倍等四种模式的电压增益。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种新型的电荷泵电路，本电荷泵电路能实现1倍、1.25倍、1.5倍和2倍等多种电压增益模式。

本发明的另一目的在于提供上述多模式电压增益的电荷泵电路实现多模式电压增益的方法。

为达上述目的，本发明采用如下的技术方案来实现：多模式电压增益的电荷泵电路，如图5所示，包括功率开关管S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆、S₇和S₈，相同的充电电容C₁和C₂，以及输出电容C_HOLD；

其中，电压输入端V_IN与功率开关管S₁的漏极连接，功率开关管S₁的源极同时与功率开关管S₄的漏极、充电电容C₁的第一端C₁₁连接；

电压输入端V_IN与功率开关管S₅的漏极连接，功率开关管S₅的源极同时与功率开关管S₇的漏极，以及功率开关管S₂的漏极连接；

功率开关管S₂的漏极与充电电容C₁的第二端C₁₂连接；

功率开关管S₇的源极同时与充电电容C₂的第一端C₂₁，以及功率开关管S₃的漏极连接，功率开关管S₃的源极接地；