一种高转换效率的高压电荷泵制造技术

本发明专利技术公开了电荷泵技术领域的一种高转换效率的高压电荷泵，包括控制逻辑电路、泵电路开关管驱动电路、防止电荷回流电路和泵电路，所述泵电路开关管驱动电路连接至所述控制逻辑电路上，所述防电荷回流电路连接至所述泵电路开关管驱动电路上，所述泵电路连接至所述泵电路开关管驱动电路和所述防止电荷回流电路上，所述泵电路开关管驱动电路包括电平转换N电路、电平转换P电路，PMOS管P14与NMOS管N12，本发明专利技术降低了驱动电路的翻转损耗，并且能够在降低开关管导通损耗的同时，也降低了泵电路开关管的翻转损耗，避免了在非交叠时钟死区时间内电荷的回流，从而整体上提高了高压电荷泵的转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高转换效率的高压电荷泵
本专利技术涉及电荷泵
，具体为一种高转换效率的高压电荷泵。
技术介绍
电荷泵是一种可以提供高于或低于输入电源电压的电容式开关电源电路，由于其具有便于集成，低电磁干扰等优点，广泛应用于LCD/OLED显示驱动芯片的电源管理系统中。在电荷泵中，增加泵电路开关管跨压，以降低开关管导通电阻，进而降低开关管导通损耗，是提高电荷泵转换效率的常用方式。传统高压电源荷泵中，通过增加开关管跨压，降低了导通电阻，进而降低了开关导通损耗，提高效率；但是开关驱动电路与泵电路存在着过量的开关翻转损耗，不利于电荷泵整体效率的提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高转换效率的高压电荷泵，以解决上述
技术介绍
中提出的传统高压电源荷泵中的开关驱动电路与泵电路存在着过量的开关翻转损耗，不利于电荷泵整体效率的提高的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高转换效率的高压电荷泵，包括控制逻辑电路、泵电路开关管驱动电路、防止电荷回流电路和泵电路，所述泵电路开关管驱动电路连接至所述控制逻辑电路上，所述防电荷回流电路连接至所述泵电路开关管驱动电路上，所述泵电路连接至所述泵电路开关管驱动电路和所述防止电荷回流电路上；所述制逻辑电路用于产生非交叠时钟信号CLK1、CLK1_RS、CLK2、CLK2_RS、CLK3、CLK3_RS与CLK4、CLK1_RS；所述泵电路开关管驱动电路包括电平转换N电路、电平转换P电路，PMOS管P14与NMOS管N12构成ClassAB输出驱动级，其中，电平转换N电路输入、输出信号同相，其输出信号连接到P14栅极，正电源与输出驱动级正电源相连，负电源为零电位VSSB；电平转换P电路输入、输出信号同相，其输出信号连接到N12栅极，负电源与输出驱动级负电源相连，正电源为零电位VSSB，其中VGL为输入负电源，且VGL小于AVEE，所述泵电路开关管驱动电路中，输入非交叠时钟信号被转换成不同电压域的信号后，分别独立地控制输出驱动级PMOS管与NMOS管的栅极；所述防止电荷回流电路包括PMOS管P15，用于开关管P11的防止电荷回流电路，其栅极与开关管P11源极连接到AVDD，其源极与开关管P11漏极连接到飞线电容Cf正极CPf，其漏极连接到开关管P11的栅极，用于防止飞线电容正极CPf节点电荷向AVDD回流，同样的所述防止电荷回流电路作用于开关管P12，其栅极与开关管P12源极连接到飞线电容Cf正极CPf，其源极与开关管P12漏极连接到输出端VGH，其漏极连接于开关管P12的栅极，用于防止输出VGH端电荷向飞线电容回流；所述泵电路包括开关管P11、开关管P12、开关管P13、开关管N11与飞线电容Cf，输入AVDD为正电源，AVEE为负电源，用于产生输出电压VGH，所述开关管P12的输出电压VGH上连接有电容COUT。优选的，所述开关管P11的驱动电路中，输出驱动级正电源连接到CPf，负电源连接到VGL，CLK1被转换为电压域为VSSB～VCPf的信号，控制输出驱动级PMOS管，CLK1_RS被转换为电压域为VSSB～VGL的信号，控制输出驱动级NMOS管。优选的，所述开关管N11的驱动电路中，输出驱动级正电源连接到VGH，负电源连接到AVEE，CLK2被转换为电压域为VSSB～VGH的信号，控制输出驱动级PMOS管，CLK2_RS被转换为电压域为VSSB～AVEE的信号，控制输出驱动级NMOS管。优选的，所述开关管P12的驱动电路中，输出驱动级正电源连接到VGH，负电源连接到VGL，CLK4被转换为电压域为VSSB～VGH的信号，控制输出驱动级PMOS管，CLK4_RS被转换为电压域为VSSB～VGL的信号，控制输出驱动级NMOS管。优选的，所述开关管P13的驱动电路中，输出驱动级正电源连接到AVDD，负电源连接到VGL，CLK3被转换为电压域为VSSB～AVDD的信号，控制输出驱动级PMOS管，CLK3_RS被转换为电压域为VSSB～VGL的信号，控制输出驱动级NMOS管。优选的，所述泵电路开关管驱动电路(200)把每个开关管的时钟信号转换到两个不同电压域，分别独立控制开关管驱动电路的PMOS驱动管与NMOS驱动管。优选的，所述防止电荷回流电路(300)在非交叠时钟死区时间内，通过关断其所作用的开关管，避免了存储在飞线电容与电容COUT上的电荷出现回流导致的损耗。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过泵电路开关管驱动电路把每个开关管的时钟信号转换到两个不同电压域，分别独立控制开关管驱动电路的PMOS驱动管与NMOS驱动管，从而降低了驱动电路的翻转损耗；同时根据泵电路各个开关管所处的电压范围，选择相应大小的关断与导通电源，在降低开关管导通损耗的同时，也降低了泵电路开关管的翻转损耗；防止电荷回流电路避免了在非交叠时钟死区时间内电荷的回流；从而整体上提高了高压电荷泵的转换效率。附图说明图1为本专利技术电路示意图；图2为本专利技术电荷泵非交叠时钟时序示意图。图中：100控制逻辑电路、200泵电路开关管驱动电路、300防止电荷回流电路、400泵电路。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种高转换效率的高压电荷泵，降低了驱动电路的翻转损耗，并且能够在降低开关管导通损耗的同时，也降低了泵电路开关管的翻转损耗，避免了在非交叠时钟死区时间内电荷的回流，从而整体上提高了高压电荷泵的转换效率；请参阅图1，包括：控制逻辑电路100、泵电路开关管驱动电路200、防止电荷回流电路300和泵电路400；泵电路开关管驱动电路200连接至控制逻辑电路100上，防电荷回流电路300连接至泵电路开关管驱动电路200上，泵电路400连接至泵电路开关管驱动电路200和防止电荷回流电路300上；制逻辑电路100用于产生非交叠时钟信号CLK1、CLK1_RS、CLK2、CLK2_RS、CLK3、CLK3_RS与CLK4、CLK1_RS；泵电路开关管驱动电路200包括电平转换N电路、电平转换P电路，PMOS管P14与NMOS管N12构成ClassAB输出驱动级，其中，电平转换N电路输入、输出信号同相，其输出信号连接到P14栅极，正电源与输出驱动级正电源相连，负电源为零电位VSSB；电平转换P电路输入、输出信号同相，其输出信号连接到N12栅极，负电源与输出驱动级负电源相连，正电源为零电位VSSB，其中VGL为输入负电源，且VGL小于AVEE，泵电路开关管驱动电路200中，输入非交叠时钟信号被转换成不同电压域的信号后，分别独立地控制输出驱动级PMOS管与NMOS管的栅极；防止电荷回流电路300包括PMOS本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高转换效率的高压电荷泵，其特征在于：包括控制逻辑电路(100)、泵电路开关管驱动电路(200)、防止电荷回流电路(300)和泵电路(400)，所述泵电路开关管驱动电路(200)连接至所述控制逻辑电路(100)上，所述防电荷回流电路(300)连接至所述泵电路开关管驱动电路(200)上，所述泵电路(400)连接至所述泵电路开关管驱动电路(200)和所述防止电荷回流电路(300)上；/n所述制逻辑电路(100)用于产生非交叠时钟信号CLK1、CLK1_RS、CLK2、CLK2_RS、CLK3、CLK3_RS与CLK4、CLK1_RS；/n所述泵电路开关管驱动电路(200)包括电平转换N电路、电平转换P电路，PMOS管P14与NMOS管N12构成Class AB输出驱动级，其中，电平转换N电路输入、输出信号同相，其输出信号连接到P14栅极，正电源与输出驱动级正电源相连，负电源为零电位VSSB；电平转换P电路输入、输出信号同相，其输出信号连接到N12栅极，负电源与输出驱动级负电源相连，正电源为零电位VSSB，其中VGL为输入负电源，且VGL小于AVEE，所述泵电路开关管驱动电路(200)中，输入非交叠时钟信号被转换成不同电压域的信号后，分别独立地控制输出驱动级PMOS管与NMOS管的栅极；/n所述防止电荷回流电路(300)包括PMOS管P15，用于开关管P11的防止电荷回流电路，其栅极与开关管P11源极连接到AVDD，其源极与开关管P11漏极连接到飞线电容Cf正极CPf，其漏极连接到开关管P11的栅极，用于防止飞线电容正极CPf节点电荷向AVDD回流，同样的所述防止电荷回流电路(300)作用于开关管P12，其栅极与开关管P12源极连接到飞线电容Cf正极CPf，其源极与开关管P12漏极连接到输出端VGH，其漏极连接于开关管P12的栅极，用于防止输出VGH端电荷向飞线电容回流；/n所述泵电路(400)包括开关管P11、开关管P12、开关管P13、开关管N11与飞线电容Cf，输入AVDD为正电源，AVEE为负电源，用于产生输出电压VGH，所述开关管P12的输出电压VGH上连接有电容C...

【技术特征摘要】
1.一种高转换效率的高压电荷泵，其特征在于：包括控制逻辑电路(100)、泵电路开关管驱动电路(200)、防止电荷回流电路(300)和泵电路(400)，所述泵电路开关管驱动电路(200)连接至所述控制逻辑电路(100)上，所述防电荷回流电路(300)连接至所述泵电路开关管驱动电路(200)上，所述泵电路(400)连接至所述泵电路开关管驱动电路(200)和所述防止电荷回流电路(300)上；
所述制逻辑电路(100)用于产生非交叠时钟信号CLK1、CLK1_RS、CLK2、CLK2_RS、CLK3、CLK3_RS与CLK4、CLK1_RS；
所述泵电路开关管驱动电路(200)包括电平转换N电路、电平转换P电路，PMOS管P14与NMOS管N12构成ClassAB输出驱动级，其中，电平转换N电路输入、输出信号同相，其输出信号连接到P14栅极，正电源与输出驱动级正电源相连，负电源为零电位VSSB；电平转换P电路输入、输出信号同相，其输出信号连接到N12栅极，负电源与输出驱动级负电源相连，正电源为零电位VSSB，其中VGL为输入负电源，且VGL小于AVEE，所述泵电路开关管驱动电路(200)中，输入非交叠时钟信号被转换成不同电压域的信号后，分别独立地控制输出驱动级PMOS管与NMOS管的栅极；
所述防止电荷回流电路(300)包括PMOS管P15，用于开关管P11的防止电荷回流电路，其栅极与开关管P11源极连接到AVDD，其源极与开关管P11漏极连接到飞线电容Cf正极CPf，其漏极连接到开关管P11的栅极，用于防止飞线电容正极CPf节点电荷向AVDD回流，同样的所述防止电荷回流电路(300)作用于开关管P12，其栅极与开关管P12源极连接到飞线电容Cf正极CPf，其源极与开关管P12漏极连接到输出端VGH，其漏极连接于开关管P12的栅极，用于防止输出VGH端电荷向飞线电容回流；
所述泵电路(400)包括开关管P11、开关管P12、开关管P13、开关管N11与飞线电容Cf，输入AVDD为正电源，AVEE为负电源，用于产生输出电压VGH，所述开关管P12...

【专利技术属性】
技术研发人员：权磊，罗晟，任罗伟，
申请(专利权)人：无锡中微爱芯电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32