[实用新型]一种新型的基于电荷泵的稳压型驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电荷泵技术领域，特别是涉及一种新型的基于电荷泵的稳压型驱动电路。

背景技术

电荷泵常被应用于电子产品的驱动电路中，例如内存驱动电路、液晶显示器(LCD)的背光驱动电路或发光二极管LED驱动电路。电荷泵也称为开关电容式电压变换器，是一种利用所谓的“快速”(flying)或“泵送”电容(而非电感或变压器)来储能的DC-DC电压变换器.它能使输入电压升高或降低，也可以用于产生负电压，其内部的FET开关阵列以一定方式控制快速电容器的充电和放电，从而使输入电压以一定因数倍增或降低，从而得到所需要的输出电压。

如图1所示，是美国专利US6873203提出的一种基于电荷泵的驱动电路，包括两个电荷泵，主电荷泵12和从电荷泵14，主电荷泵12具有输出电压V1，从电荷泵14具有输出电压V2，运算放大器U3的正输入端接主电荷泵12的输出端，运算放大器U3的负输入端接从电荷泵14的输出端，运算放大器U3的输出端与PMOS晶体管M2的栅极连接，U3产生的电压差控制M2的栅极，同时M2的源极连接从电荷泵14的输出，M2的漏极与接地的恒流源16连接；此外还包括一个线性调整PMOS晶体管M3和电流受控电压源U4，U4的一个输入端连接到PMOS晶体管M2的漏极和恒流源16之间，其输出端连接PMOS晶体管M3的栅极，PMOS晶体管M3的源极和漏极串联在电源18和两个电荷泵之间，PMOS晶体管M3的作用是根据电流受控电压源U4感测的流过M2的电流Imodel与恒流源的基准电流Iref之间的不平衡，调节加在负载上的多余电压，也就是通过调整M3的栅源电压Vgs来改变M3的导通电阻以调整它的导通程度，从而让多余的电压落在M3上，但是这个晶体管M3在集成电路芯片的制造中是要占用很多额外面积的，因此提高了芯片的制造成本。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种新型的基于电荷泵的稳压型驱动电路，不需要额外设置线性调整管，而是通过调整电荷泵中的部分晶体管的导通程度，使这些晶体管来承受多余电压，极大地节省了芯片版图面积，降低了芯片制造成本。

本实用新型的技术方案是：

一种新型的基于电荷泵的稳压型驱动电路，包括电荷泵，所述电荷泵的输出端并联有负载以及控制负载电流大小的电流源，其特征在于，还包括晶体管导通程度控制电路，所述晶体管导通程度控制电路的输入端连接在串联的负载和电流源之间，晶体管导通程度控制电路的输出端与所述电荷泵中的由MOS管组成的开关阵列的部分MOS管的栅极连接，所述栅极与晶体管导通程度控制电路连接的MOS管的源极均与电荷泵的输入端连接。

所述晶体管导通程度控制电路包括顺次连接的差分放大器、缓冲器和预驱动器，所述差分放大器的正输入端连接在串联的负载和电流源之间，负输入端与参考电压源连接，将电流源上的电压降与参考电压做比较，差分放大器比较后的输出信号经过缓冲器的作用后作为输入给预驱动器的虚拟地线信号，预驱动器的输出信号即为控制栅极与预驱动器输出端连接的MOS管导通程度的低电平时钟信号。

所述电荷泵为工作在1X/1.5X/2X三种工作模式下的多模式电荷泵，包括由6个PMOS管M0、M1A、M1B、M2、M3A、M3B和2个NMOS管M4、M5组成的开关阵列以及两个泵电容C1和C2，其中M0、M2、M3A、M3B的栅极与晶体管导通程度控制电路连接，M0、M2、M3A、M3B的源极均连接在电荷泵的输入端；M0的漏极直接连接电荷泵的输出端；M2的漏极连M1A的源极，M1A的漏极连接电荷泵的输出端；M3A的漏极连M5的漏极，M5的源极再接M1B的源极，M1B的漏极连接电荷泵的输出端；M3B的漏极接M4的漏极，M4的源极接地；第一泵电容C1的一端连接在M2的漏极和M1A的源极之间，另一端连接在M3A的漏极和M5的漏极之间；第二泵电容C2的一端连接在M5的源极和M1B的源极之间，另一端连接在M3B的漏极和M4的漏极之间。

所述缓冲器为增益为1的运算放大器。

所述预驱动器为两个串联连接的反相器。

所述负载为发光二极管LED。

本实用新型的技术效果：