【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电荷泵，尤其涉及一种多级电荷泵、芯片及电子设备。
技术介绍
1、在汽车领域中，通常利用电荷泵为高边开关驱动电路供电，使高边开关驱动电路可以驱动高边开关的导通或关断。在实际应用中，电荷泵的输入电压和输出电压之间的电压差需要在10v～15v之间。如此，高边开关驱动电路才可以满足高边开关的驱动要求。
2、相关技术中，电荷泵可以将输出电压抬升为2倍的输入电压。然而，在输入电压较小的情况下，输出电压也较小，导致高边开关的过驱动电压较小，使高边开关的导通阻抗变大。从而，使高边开关驱动电路不能满足高边开关的驱动要求。
技术实现思路
1、本申请提供一种多级电荷泵、芯片及电子设备，能够在输入电压较小的情况下，将输出电压抬升至3倍的输入电压，使高边开关驱动电路能够满足高边开关的驱动要求。
2、第一方面，本申请提供一种多级电荷泵，该多级电荷泵应用于高边开关驱动电路中。该多级电荷泵包括：第一电荷泵电路、第二电荷泵电路和控制电路。
3、第一电荷泵电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第一电容器和第一电流输出电路；第一开关管的控制端、第一电流输出电路的控制端和第二电荷泵电路的控制端分别与控制电路电连接，第一开关管的第一端和第三开关管的第二端均与多级电荷泵的输入电压电连接，第一开关管的第二端与第二电荷泵电路的输入端电连接，第一电容器的第一端电连接于第一开关管的第二端与第二电荷泵电路的输入端之间，第一电容器的第二端与第二开关管的第一端电连接，第二开关管的控制端与
4、控制电路，用于在多级电荷泵的输入电压小于第一阈值电压的情况下，根据第一时钟信号，控制第一电流输出电路以导通第二开关管，以利用多级电荷泵的输入电压对第一电容器进行充电；以及，根据第二时钟信号，控制第二电荷泵电路利用第一电荷泵电路的输出电压进行充电。
5、当第一时钟信号时，第一开关管导通，以使第一电容器充电；第二电荷泵电路，用于对第一电荷泵电路的输出电压进行升压，得到多级电荷泵的输出电压，多级电荷泵的输出电压为3倍的多级电荷泵的的输入电压。
6、当第二时钟信号时，第三开关管导通，以使第一电荷泵电路对多级电荷泵的输入电压进行升压，得到第一电荷泵电路的输出电压，第一电荷泵电路的输出电压为2倍的多级电荷泵的输入电压；第二电荷泵电路，用于利用第一电荷泵电路的输出电压进行充电。
7、其中，第一时钟信号和第二时钟信号是互不交叠且占空比为50％的两相时钟。
8、通过第一方面提供的多级电荷泵，在多级电荷泵的输入电压小于第一阈值电压的情况下，控制电路可以根据第一时钟信号控制第一电流输出电路导通第二开关管，使第一电荷泵电路利用多级电荷泵的输入电压对第一电容器进行充电，使第一电荷泵电路能够对多级电荷泵的输入电压进行升压。并且，控制电路可以根据第二时钟信号控制第二电荷泵电路利用第一电荷泵电路的输出电压进入充电，使第二电荷泵电路能够对第一电荷泵电路的输出电压进行升压。如此，当第一时钟信号时，第一电荷泵电路可以利用多级电荷泵的输入电压对第一电容器进行充电，第二电荷泵电路可以对第一电荷泵电路的输出电压进行升压，得到多级电荷泵电路的输出电压。当第二时钟信号时，第一电荷泵电路可以对多级电荷泵的输入电压进行升压，得到第一电荷泵电路的输出电压。第二电荷泵电路可以利用第一电荷泵电路的输出电压进行充电。由于第一电荷泵电路的输出电压为2倍的多级电荷泵的输入电压。因此，第二电荷泵电路得到的多级电荷泵的输出电压为3倍多级电荷泵的输入电压。从而，多级电荷泵能够将多级电荷泵的输出电压抬升至3倍的多级电荷泵的输入电压，使高边开关驱动电路在多级电荷泵的输出电压的作用下，能够满足高边开关的驱动要求。
9、在一种可能的设计中，控制电路，还用于在多级电荷泵的输入电压大于第一阈值电压的情况下，控制第一开关管始终导通，以及控制第一电流输出电路始终关断；并根据第二时钟信号，控制第二电荷泵电路利用多级电荷泵的输入电压进行充电。
10、当第一时钟信号时，第二电荷泵电路，用于对多级电荷泵的输入电压进行升压，得到多级电荷泵的输出电压，多级电荷泵的输出电压为2倍的多级电荷泵的输入电压。
11、当第二时钟信号时，第三开关管导通，以使第二电荷泵电路利用多级电荷泵的输入电压进行充电。
12、在一种可能的设计中，第二电荷泵电路包括：第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第二电容器、第三电容器和第二电流输出电路。
13、第二电流输出电路的控制端与控制电路电连接，第四开关管的第一端与第一开关管的第二端电连接，第四开关管的第二端与第五开关管的第一端电连接，第五开关管的第二端与第二电容器的第一端电连接，第三电容器的第一端电连接于第四开关管的第二端与第五开关管的第一端之间，第三电容器的第二端与第六开关管的第一端电连接，第六开关管的控制端与第二电流输出电路的第一端电连接，第七开关管的第一端电连接于第三电容器的第二端与第六开关管的第一端之间，第七开关管的第二端与第二电容器的第二端电连接，第二电流输出电路的第二端和第六开关管的第二端均接地。
14、控制电路，用于根据第二时钟信号，控制第二电流输出电路导通，以导通第六开关管。
15、当第一时钟信号时，第五开关管和第七开关管均导通，以使第三电容器向第二电容器放电。
16、当第二时钟信号时，第四开关管导通，以使第三电容器进行充电。
17、在一种可能的设计中，控制电路包括：第一子控制电路、第二子控制电路和第三子控制电路。
18、第一子控制电路的输出端与第一电流输出电路的控制端电连接，第二子控制电路的输出端与第二电流输出电路的控制端电连接，第三子控制电路的输出端分别与第一开关管的控制端和第一电流输出电路的控制端电连接。
19、第一子控制电路，用于在多级电荷泵的输入电压小于第一阈值电压的情况下，根据第一时钟信号，控制第一电流输出电路导通。
20、第二子控制电路，用于根据第二时钟信号，控制第二电流输出电路导通。
21、第三子控制电路，用于在多级电荷泵的输入电压大于第一阈值电压的情况下，控制第一开关管始终导通，以及控制第一电流输出电路始终关断。
22、在一种可能的设计中，多级电荷泵还包括：第一过压保护电路和第二过压保护电路。
23、第一过压保护电路的输入端与第一电容器的第一端电连接，第一过压保护电路的输出端与第一子控制电路的输入端电连接，第二过压保护电路的输入端与第三电容器的第一端电连接，第二过压保护电路的输出端与第二子控制电路的输入端电连接。
24、第一过压保护电路，用于在第一电容器上存储的电压大于第一预设电压时本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多级电荷泵，其特征在于，应用于高边开关驱动电路中，所述多级电荷泵包括：第一电荷泵电路、第二电荷泵电路和控制电路；
2.根据权利要求1所述的多级电荷泵，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的多级电荷泵，其特征在于，所述第二电荷泵电路包括：第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第二电容器、第三电容器和第二电流输出电路；
4.根据权利要求3所述的多级电荷泵，其特征在于，所述控制电路包括：第一子控制电路、第二子控制电路和第三子控制电路；
5.根据权利要求4所述的多级电荷泵，其特征在于，所述多级电荷泵还包括：第一过压保护电路和第二过压保护电路；
6.根据权利要求5所述的多级电荷泵，其特征在于，所述第一电流输出电路包括：恒流源、第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管；
7.根据权利要求5所述的多级电荷泵，其特征在于，所述第二电流输出电路包括：第一采样电路、运算放大器、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管；
8.根据权利要求4所述的多级电荷泵，其特征在于，所述多级电荷泵还包括：过压保护电路；p>
9.根据权利要求8所述的多级电荷泵，其特征在于，所述第一电流输出电路包括：第一采样电路、第一运算放大器、第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管；
10.根据权利要求8所述的多级电荷泵，其特征在于，所述第二电流输出电路包括：第二采样电路、第二运算放大器、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管；
11.根据权利要求4所述的多级电荷泵，其特征在于，所述多级电荷泵还包括：过压保护电路；
12.根据权利要求11所述的多级电荷泵，其特征在于，所述第一电流输出电路包括：第一采样电路、第一运算放大器、第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管；
13.根据权利要求11所述的多级电荷泵，其特征在于，所述第二电流输出电路包括：第二采样电路、第二运算放大器、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管；
14.根据权利要求1-13任一项所述的多级电荷泵，其特征在于，所述多级电荷泵还包括栅极驱动装置；
15.根据权利要求14所述的多级电荷泵，其特征在于，所述栅极驱动装置包括：驱动电路、电平转换电路、第一串联支路、第二串联支路、第四电容器、第五电容器、第七晶体管、第八晶体管、第九晶体管、第十晶体管和反向器；
16.根据权利要求15所述的多级电荷泵，其特征在于，所述栅极驱动装置还包括：第一电阻、第二电阻和第三电阻；
17.根据权利要求15所述的多级电荷泵，其特征在于，所述第一串联支路包括：第一N型晶体管、第二N型晶体管、第一二极管和第一电流源；
18.根据权利要求17所述的多级电荷泵，其特征在于，所述第一N型晶体管的耐压值大于预设耐压值。
19.根据权利要求17所述的多级电荷泵，其特征在于，所述栅极驱动装置还包括：耗尽型晶体管，所述耗尽型晶体管的第一端与所述高侧电源电压电连接，所述耗尽型晶体管的控制端与所述第一二极管的第二端电连接，所述耗尽型晶体管的第二端与所述第十晶体管的第二端电连接。
20.根据权利要求15所述的多级电荷泵，其特征在于，所述第二串联支路包括：第四电阻、第三N型晶体管、第四N型晶体管和第二电流源；
21.根据权利要求20所述的多级电荷泵，其特征在于，所述第三N型晶体管的耐压值大于预设耐压值。
22.根据权利要求14-21任一项所述的多级电荷泵，其特征在于，所述栅极驱动装置还包括：第二二极管；
23.根据权利要求14-21任一项所述的多级电荷泵，其特征在于，所述第十晶体管的耐压值大于预设耐压值。
24.一种芯片，其特征在于，包括：如权利要求1-23任一项所述的多级电荷泵。
25.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求24所述的芯片。
...【技术特征摘要】
1.一种多级电荷泵，其特征在于，应用于高边开关驱动电路中，所述多级电荷泵包括：第一电荷泵电路、第二电荷泵电路和控制电路；
2.根据权利要求1所述的多级电荷泵，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的多级电荷泵，其特征在于，所述第二电荷泵电路包括：第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第二电容器、第三电容器和第二电流输出电路；
4.根据权利要求3所述的多级电荷泵，其特征在于，所述控制电路包括：第一子控制电路、第二子控制电路和第三子控制电路；
5.根据权利要求4所述的多级电荷泵，其特征在于，所述多级电荷泵还包括：第一过压保护电路和第二过压保护电路；
6.根据权利要求5所述的多级电荷泵，其特征在于，所述第一电流输出电路包括：恒流源、第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管；
7.根据权利要求5所述的多级电荷泵，其特征在于，所述第二电流输出电路包括：第一采样电路、运算放大器、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管；
8.根据权利要求4所述的多级电荷泵，其特征在于，所述多级电荷泵还包括：过压保护电路；
9.根据权利要求8所述的多级电荷泵，其特征在于，所述第一电流输出电路包括：第一采样电路、第一运算放大器、第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管；
10.根据权利要求8所述的多级电荷泵，其特征在于，所述第二电流输出电路包括：第二采样电路、第二运算放大器、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管；
11.根据权利要求4所述的多级电荷泵，其特征在于，所述多级电荷泵还包括：过压保护电路；
12.根据权利要求11所述的多级电荷泵，其特征在于，所述第一电流输出电路包括：第一采样电路、第一运算放大器、第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管；
13.根据权利要求11所述的多级电荷泵，其特征在于，所述第二电流输出电路包括：第二采样电路、第...
【专利技术属性】
技术研发人员：易磊，马俊，
申请(专利权)人：珠海楠欣半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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