[发明专利]一种电压倍增电路

说明书

本发明涉及一种电压倍增电路，属于DC‑DC变换器领域。本发明所述的电压倍增电路包括时钟升压电路和2倍压电荷泵电路，所述的时钟升压电路的输入为两相不交叠时钟clk和clkn，输出为两对非交叠时钟ph1和ph1n，ph2和ph2n；所述的2倍压电荷泵电路采用两路互补结构，2倍压电荷泵电路的输入为电源电压Vin和时钟升压电路输出的两对非交叠时钟ph1和ph1n，ph2和ph2n。采用本发明所述的电路，可有效提高电荷泵的效率和减小输出电压的纹波，并且所有MOS器件都采用低压器件，而没有耐压问题，可有效减小芯片面积及损耗，提高电压转换效率。

技术领域

本发明属于DC-DC(直流-直流)变换器领域，涉及一种集成电路电压产生电路，具体涉及一种半导体晶体管的电压倍增电路。

背景技术

电压倍增电路是电荷泵电路的核心电路，它应用于一些需用高电压、小电流的地方，或者芯片片外供电单一，片内还需要一高压才能维持整个电路正常工作的地方。近年来常用Dickson电荷泵电路实现电压倍增和升压电路。该电路在技术文献(John F.DicksonOn-chip High-Voltage Generation inMNOS Integrated Circuits Using an ImprovedVoltage Multiplier Technique IEEEJOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS，VOL.SC-11，NO.3pp.374-378JUNE1976.)中有详细记载。上述Dickson电荷泵电路，以二极管作为开关元件、将电荷渐次向次级传送进行升压。Dickson电荷泵具有不需要电感线圈的长处，但具有效率低，纹波大的缺点。

现有技术中，中国专利文献CN105790574B(公开日2018.03.30)公开了一种电压倍增电路，包括反相器、充电电容、低压充电电路、高压充放电电路，该电压倍增电路还包括一隔离电路，所述隔离电路一端接电源，另一端接充电电容与所述低压充电电路、高压充放电电路之间的节点，以减弱所述充电电容与所述低压充电电路、高压充放电电路之间的高压节点向电源漏电。另一中国专利文献CN107634647A(公开日2018.01.26)一种电压倍增电路，包括：充电控制电路，用于在输入信号A的高电平控制下开启充电电路；充电电路，用于在所述充电控制电路的输出的控制下将所述充电电路的MOS电容充电至电源电压；电压提升电路，用于在所述输入信号A为低电平时输出高电平从而将所述充电电路的MOS电容的另一端的电压即节点VDDx21的电压提升1倍；倍增电压传输电路，用于在所述输入信号A为低电平时将所述充电电路的MOS电容的另一端的电压输出，所述充电控制电路与所述倍增电压传输电路中采用的MOS管均为低压MOS管。上述两个技术方案虽然一定程度上节省了电路面积，改善了电压倍增电路的倍增效果，但还是存在电荷泵中开关的导通电阻大，电路损耗大，电压转换效率低，输出电压纹波大等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种电压倍增电路，以有效提高电荷泵的效率和减小输出电压的纹波，并且所有MOS器件都采用低压器件，而没有耐压问题，可有效减小芯片面积及损耗，提高电压转换效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种电压倍增电路，包括时钟升压电路和2倍压电荷泵电路，所述的时钟升压电路的输入为两相不交叠时钟clk和clkn，输出为两对非交叠时钟ph1和ph1n，ph2和ph2n；所述的2倍压电荷泵电路采用两路互补结构，2倍压电荷泵电路的输入为电源电压Vin和时钟升压电路输出的两对非交叠时钟ph1和ph1n，ph2和ph2n。

进一步，所述的非交叠时钟ph1和ph1n的高低电压范围为0到Vin；所述的非交叠时钟ph2和ph2n的高低电压范围为Vin到2Vin-Vth。

进一步，所述的时钟升压电路由MP1，MP2，MN1，MN2，MN3，MN4，C1和C2组成，其中，所述的MP1，MP2为PMOS管；所述的MN1，MN2，MN3，MN4为NMOS管；所述的C1，C2为电容；