[发明专利]一种高压电荷泵控制电路

说明书

技术领域

本发明属于模拟集成电源芯片技术领域，具体涉及一种高压电荷泵电路。

背景技术

随着电子便携式产品的飞速发展，电源管理芯片的需求量也急剧增加。在直流转直流升压方面通常有电感式升压DC-DC和电荷泵升压DC-DC。电感式升压DC-DC效率较高，但是含有电感，因此PCB板面积大，成本高。电荷泵利用电容实现电荷和能量的转移，从而具备无电感元件、成本低、PCB板面积小等优点，因此这类电源管理芯片相对于电感式DC-DC具有独特的优势。

发明内容

本发明采用如下技术方案：

一种高压电荷泵控制电路，其特征在于：包括电荷泵电路、驱动电路、逻辑控制电路、温度保护电路、振荡器、比较器、基准电压电路、分压电阻R1、R2、反馈电容C1；所述逻辑控制电路，用于控制电荷泵工作和关断；所述驱动电路用于增强所述逻辑控制电路的输出信号驱动电荷泵的电容；所述温度保护电路用于在温度超过设定温度即关断电路；所述振荡器、温度保护电路、比较器的输出分别连接所述逻辑控制电路的输入端，所述逻辑控制电路的输出端与所述驱动电路的输入端相连接，所述驱动电路的输出端与所述电荷泵电路的驱动端相连接，所述分压电阻R1、R2串联，分压电阻R1的一端与所述电荷泵电路的输出端相连接，另一端与分压电阻R2的一端相连，所述分压电阻R2的另一端接地；所述反馈电容C1与分压电阻R1并联；所述分压电阻R1、R2的连接点与所述比较器的输入端相连接，所述比较器另一输入端与所述基准电压电路输出端相连接。

其进一步特征在于：所述电荷泵电路由12级电荷泵单元组成，前一级的输出为后一级的输入，输入电压为4V~6V；所述基准电压电路的输出为1.2V；可以调节所述分压电阻R1和R2的比值，从而得到不同的输出电压；所述振荡器的频率为2MHz，占空比约为50%。

进一步的所述温度保护电路在温度保护温度为145℃。

本发明能够输入较低的电压升高至30V以上，同时具有成本低、面积和厚度小等优点。

附图说明

图 1 为本发明电路框图；

图2为12级电荷泵单元示意图；

图3为温度保护电路图；

图4温度保护电路的仿真输出图；

图5振荡器电路图；

图6振荡器电路仿真结果图；

图7为本发明输出电压的波形图；

1、电荷泵电路；2、驱动电路；3、逻辑控制电路；4、温度保护电路；5、振荡器；6、比较器；7、基准电压电路。

具体实施方式

如图1所示一种高压电荷泵控制电路，包括电荷泵电路1、驱动电路2、逻辑控制电路3、温度保护电路4、振荡器5、比较器6、基准电压电路7、分压电阻R1、R2、反馈电容C1；所述温度保护电路4用于在温度超过设定温度即关断电路；所述振荡器5、温度保护电路4、比较器6的输出分别连接所述逻辑控制电路3的输入端，所述逻辑控制电路3的输出端与所述驱动电路2的输入端相连接，所述驱动电路2的输出端与所述电荷泵电路1的驱动端相连接，所述分压电阻R1、R2串联，分压电阻R1的一端与所述电荷泵电路1的输出端相连接，另一端与分压电阻R2的一端相连，所述分压电阻R2的另一端接地；所述反馈电容C1与分压电阻R1并联；所述分压电阻R1、R2的连接点与所述比较器6的输入端相连接，所述比较器6另一输入端与所述基准电压电路7输出端相连接。

所述电荷泵电路由12级电荷泵单元组成，前一级的输出为后一级的输入，输入电压为5V；所述基准电压电路的输出为1.2V；所述振荡器的频率为2MHz，占空比约为50%。所述温度保护电路在温度保护温度为145℃。

本发明电压基准为帯隙基准，温度系数约为0，在不同的电源电压和温度下，输出电压都恒定为1.2V。当输出电压高于预设的电压时，电阻R2上的压降大于电压基准，比较器输出高电平，此信号通过逻辑控制电路和驱动电路，使电荷泵不工作，这样输出电压下降。当输出电压低于预设电压值时，电阻R2上的压降低于电压基准，比较器输出低电平，电荷泵工作，输出电压升高。反馈电容C1和电阻R1并联，因为电容的电压不会突变，当输出电压突然增加或减少时，电容下极板也会跟随上极板增加或减少，这样比较器的正输入端可以及时反应输出电压的变化，以增加系统环路的响应速度。