应用于电荷泵功率管的输出电源产生电路、芯片及设备制造技术

本技术公开了应用于电荷泵功率管的输出电源产生电路、芯片及设备。其中，该输出电源产生电路包括电源输入端、时钟信号输入端、驱动信号输入端、第二自举电路、二分频电路与充电电路。其中，输入的低电压驱动信号经第二自举电路升压，可以升压为高电压驱动信号，高电压驱动信号可以为后级二分频电路与充电电路的工作提供供电电源，同时，时钟信号经芯片内置的第一自举电路升压输入二分频电路，二分频电路可以基于时钟信号与高电压驱动信号，输出分频驱动信号。充电电路可以基于分频驱动信号与电源输入端输入的第一电压产生输出电源。本技术旨在解决现有电荷泵电路无法保证功率管完全导通的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及集成电路，特别涉及一种应用于电荷泵功率管的输出电源产生电路、芯片及设备。

技术介绍

1、电荷泵芯片广泛应用于便携式电子设备、移动通信设备以及各种需要高压驱动的场合，是一种用来提供电源的集成电路芯片。它通过利用电荷泵技术将低电压升高为所需的高电压，从而为设备中的其他电路和元件提供所需的工作电压。

2、以双相电荷泵为例，现有电荷泵功率管的输出电源的产生方法有两种。第一种方法可以在充电电路设置自举电容，但是这种方法存在自举电容两端的电压差可能不足以让功率管完全导通的问题。第二种方法可以采用分时复用的结构，通过在合适的时间周期将电荷泵的输出信号输出到对应的充电电路节点，以提供驱动电压来驱动功率管，但是这种方法由于寄生电容的不确定性，存在部分时间周期功率管不能完全导通的问题。

技术实现思路

1、本技术的主要目的是提供一种应用于电荷泵功率管的输出电源产生电路，旨在解决现有的电荷泵的输出电源的产生电路无法保证功率管完全导通的问题。

2、为实现上述目的，本技术提出的应用于电荷泵功率管的输出电源产生电路，应用于芯片，所述芯片包括第一自举电路，所述应用于电荷泵功率管的输出电源产生电路包括：

3、电源输入端，所述电源输入端连接所述第一自举电路的第一端；所述电源输入端用于输入第一电压；

4、时钟信号输入端，所述时钟信号输入端连接所述第一自举电路的第二端；所述时钟信号输入端用于输入时钟信号；

5、驱动信号输入端，用于输入低电压驱动信号；</p>

6、第二自举电路，所述第二自举电路的第一端连接所述电源输入端；所述第二自举电路的第二端连接所述驱动信号输入端，所述第二自举电路用于将所述低电压驱动信号升压为高电压驱动信号输出；

7、二分频电路，所述二分频电路分别连接所述电源输入端、所述第一自举电路的输出端与所述第二自举电路的输出端；所述二分频电路用于根据所述时钟信号与所述高电压驱动信号，输出分频驱动信号；

8、充电电路，所述充电电路分别连接所述电源输入端与所述二分频电路；所述充电电路用于根据所述分频驱动信号与所述第一电压产生输出电源。

9、可选地，所述二分频电路包括第一输出端与第二输出端，所述二分频电路的第一输出端用于输出第一驱动信号，所述二分频电路的第二输出端用于输出第二驱动信号；所述第一驱动信号与所述第二驱动信号互为相反；

10、所述充电电路包括第一充电电路、第二充电电路与控制信号输入端；

11、所述第一充电电路分别连接所述电源输入端、所述控制信号输入端与所述二分频电路的第一输出端；所述第一充电电路用于根据所述第一驱动信号与所述控制信号输入端输入的控制信号产生所述输出电源；

12、所述第二充电电路分别连接所述电源输入端、所述控制信号输入端、所述第一充电电路的输出端与所述二分频电路的第二输出端；所述第二充电电路用于根据所述第二驱动信号与所述控制信号输入端输入的控制信号产生所述输出电源。

13、可选地，所述二分频电路包括：

14、触发器，所述触发器的高侧电源端连接所述第二自举电路的输出端；所述触发器的时钟输入端连接所述第一自举电路的输出端；所述触发器的输出端连接所述触发器的第一输入端；

15、第一缓冲器，所述第一缓冲器的低侧电源端连接所述触发器的低侧电源端；所述第一缓冲器的输入端连接所述触发器的输出端；所述第一缓冲器的高侧电源端连接所述第二自举电路的输出端；所述第一缓冲器的输出端连接所述第一充电电路；

16、反相器，所述反相器的高侧电源端连接所述第二自举电路的输出端；所述反相器的低侧电源端连接所述电源输入端；所述反相器的输入端连接所述第一缓冲器的输出端；所述反相器的输出端连接所述第二充电电路。

17、可选地，所述控制信号输入端包括第一控制信号输入端与第二控制信号输入端；所述第一控制信号输入端用于输入第一控制信号；所述第二控制信号输入端用于输入第二控制信号；所述第一控制信号与所述第二控制信号互为反相；

18、所述第一充电电路包括第一功率管、第二功率管、第三功率管、第四功率管、第一泵送电容、第二缓冲器、第三缓冲器、第四缓冲器与第五缓冲器；

19、其中，所述第一功率管的漏极连接所述电源输入端；所述第一功率管的源极、所述第一泵送电容的一端与所述第二功率管的漏极连接；所述第二功率管的源极、所述第三功率管的漏极与所述第一充电电路的输出端连接；所述第三功率管的源极、所述第一泵送电容的另一端与所述第四功率管的漏极连接；所述第四功率管的源极接地；

20、所述第二缓冲器的高侧电源端连接所述第一缓冲器的输出端；所述第二缓冲器的低侧电源端连接所述第一功率管的源极；所述第二缓冲器的输出端连接所述第一功率管的栅极；所述第二缓冲器的输入端连接所述第一控制信号输入端；

21、所述第三缓冲器的高侧电源端连接所述电源输入端；所述第三缓冲器的低侧电源端连接所述第二功率管的源极；所述第三缓冲器的输出端连接所述第二功率管的栅极；所述第三缓冲器的输入端连接所述第二控制信号输入端；

22、所述第四缓冲器的高侧电源端连接所述第一功率管的源极；所述第四缓冲器的低侧电源端连接所述第三功率管的源极；所述第四缓冲器的输出端连接所述第三功率管的栅极；所述第四缓冲器的输入端连接所述第一控制信号输入端；

23、所述第五缓冲器的高侧电源端连接所述第二功率管的源极；所述第五缓冲器的低侧电源端连接所述第四功率管的源极；所述第五缓冲器的输出端连接所述第四功率管的栅极；所述第五缓冲器的输入端连接所述第一控制信号输入端。

24、可选地，所述第二充电电路包括第五功率管、第六功率管、第七功率管、第八功率管、第二泵送电容、第六缓冲器、第七缓冲器、第八缓冲器与第九缓冲器；

25、其中，所述第五功率管的漏极连接所述电源输入端；所述第五功率管的源极、所述第二泵送电容的一端与所述第六功率管的漏极连接；所述第六功率管的源极、所述第七功率管的漏极与所述第二充电电路的输出端连接；所述第七功率管的源极、所述第二泵送电容的另一端与所述第八功率管的漏极连接；所述第八功率管的源极接地；

26、所述第六缓冲器的高侧电源端连接所述反相器的输出端；所述第六缓冲器的低侧电源端连接所述第五功率管的源极；所述第六缓冲器的输出端连接所述第五功率管的栅极；所述第六缓冲器的输入端连接所述第二控制信号输入端；

27、所述第七缓冲器的高侧电源端连接所述电源输入端；所述第七缓冲器的低侧电源端连接所述第六功率管的源极；所述第七缓冲器的输出端连接所述第六功率管的栅极；所述第七缓冲器的输入端连接所述第一控制信号输入端；

28、所述第八缓冲器的高侧电源端连接所述第五功率管的源极；所述第八缓冲器的低侧电源端连接所述第七功率管的源极；所述第八缓冲器的输出端连接所述第七功率管的栅极；所述第八缓冲器的输入端连接所述第二控制信号输入端；

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【技术保护点】

1.一种应用于电荷泵功率管的输出电源产生电路，应用于芯片，所述芯片包括第一自举电路，其特征在于，所述应用于电荷泵功率管的输出电源产生电路包括：

2.如权利要求1所述的应用于电荷泵功率管的输出电源产生电路，其特征在于，所述二分频电路包括第一输出端与第二输出端，所述二分频电路的第一输出端用于输出第一驱动信号，所述二分频电路的第二输出端用于输出第二驱动信号；所述第一驱动信号与所述第二驱动信号互为反相；

3.如权利要求2所述的应用于电荷泵功率管的输出电源产生电路，其特征在于，所述二分频电路包括：

4.如权利要求3所述的应用于电荷泵功率管的输出电源产生电路，其特征在于，所述控制信号输入端包括第一控制信号输入端与第二控制信号输入端；所述第一控制信号输入端用于输入第一控制信号；所述第二控制信号输入端用于输入第二控制信号；所述第一控制信号与所述第二控制信号互为反相；

5.如权利要求4所述的应用于电荷泵功率管的输出电源产生电路，其特征在于，所述第二充电电路包括第五功率管、第六功率管、第七功率管、第八功率管、第二泵送电容、第六缓冲器、第七缓冲器、第八缓冲器与第九缓冲器；

6.如权利要求1至5任意一项所述的应用于电荷泵功率管的输出电源产生电路，其特征在于，所述第二自举电路包括第一二极管与第一自举电容；所述第一二极管的正极连接所述电源输入端；所述第一二极管的负极连接所述第一自举电容的一端与所述第二自举电路的输出端；所述第一自举电容的另一端连接所述驱动信号输入端。

7.如权利要求5所述的应用于电荷泵功率管的输出电源产生电路，其特征在于，所述第一功率管、所述第二功率管、所述第三功率管、所述第四功率管、所述第五功率管、所述第六功率管、所述第七功率管与所述第八功率管均为NMOS管。

8.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括第一自举电路和如权利要求1至7任一项所述的应用于电荷泵功率管的输出电源产生电路。

9.如权利要求8所述的芯片，其特征在于，所述第一自举电路包括第二二极管与第二自举电容；所述第二二极管的正极连接所述电源输入端；所述第二二极管的负极连接所述第二自举电容的一端与所述第一自举电路的输出端；所述第二自举电容的另一端连接所述时钟信号输入端。

10.一种设备，其特征在于，所述设备包括如权利要求8至9任意一项所述的芯片。

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【技术特征摘要】

1.一种应用于电荷泵功率管的输出电源产生电路，应用于芯片，所述芯片包括第一自举电路，其特征在于，所述应用于电荷泵功率管的输出电源产生电路包括：

2.如权利要求1所述的应用于电荷泵功率管的输出电源产生电路，其特征在于，所述二分频电路包括第一输出端与第二输出端，所述二分频电路的第一输出端用于输出第一驱动信号，所述二分频电路的第二输出端用于输出第二驱动信号；所述第一驱动信号与所述第二驱动信号互为反相；

3.如权利要求2所述的应用于电荷泵功率管的输出电源产生电路，其特征在于，所述二分频电路包括：

4.如权利要求3所述的应用于电荷泵功率管的输出电源产生电路，其特征在于，所述控制信号输入端包括第一控制信号输入端与第二控制信号输入端；所述第一控制信号输入端用于输入第一控制信号；所述第二控制信号输入端用于输入第二控制信号；所述第一控制信号与所述第二控制信号互为反相；

5.如权利要求4所述的应用于电荷泵功率管的输出电源产生电路，其特征在于，所述第二充电电路包括第五功率管、第六功率管、第七功率管、第八功率管、第二泵送电容、第六缓冲器、第七缓冲器、第八缓冲器与第九缓冲器；

【专利技术属性】
技术研发人员：黎刚，陈高正，陈嘉为，
申请(专利权)人：辰芯半导体深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：