[发明专利]电荷泵系统控制电路、方法以及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电荷泵控制领域，特别是涉及一种电荷泵系统控制电路、方法以及系统。

背景技术

在电池/电能管理应用中，P沟道金属氧化物半导体场效应管(P-channel metal oxide semiconductor field effect transistors，简称PMOSFET)可以用作高侧开关以控制充电和放电回路。由于具有相同的导通电阻PMOSFET比NMOSFET昂贵，有时NMOSFET也可被用作高侧开关。如果在例如电池操作系统等电子系统中将NMOSFET用作高侧开关，为了完全打开NMOSFET(即使电池电压较低)，可使用电荷泵。然而，在操作过程中电池电压可能变化，当电池电压较高时，通过电荷泵产生的驱动电压可能过高，甚至可能击穿NMOSFET。为了解决这个问题，使用额外的电压钳可以将驱动电压限制在一预定值。然而，电压钳会消耗额外功率，导致电子系统的功效降低。

发明内容

本发明的要解决的技术问题在于提供一种电荷泵系统控制电路、方法以及系统，其能够实现安全充电/放电操作，并降低电子系统的功耗，进而提高电子系统的功效。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种电荷泵系统控制电路，其至少包括：电荷泵，与开关耦合，用于给所述开关提供控制电压；以及反馈电路，与所述电荷泵耦合，用于接收所述控制电压，并根据所述控制电压调节所述电荷泵的工作频率，其中通过所述反馈电路调节所述电荷泵的工作频率，以将所述控制电压调节到预设目标电压。

本发明所述的电荷泵系统控制电路，所述反馈电路进一步包括：转换器，与所述开关耦合，用于根据所述控制电压产生监测电流；以及振荡器，与所述转换器耦合，用于根据所述监测电流输出所述工作频率。

本发明所述的电荷泵系统控制电路，所述电荷泵系统控制电路还包括：第二开关，与所述开关耦合；第二电荷泵，与所述第二开关耦合，用于向所述第二开关提供第二控制电压；以及第二转换器，与所述第二开关耦合，用于根据所述第二控制电压产生第二监测电流，其中所述振荡器根据所述监测电流和所述第二监测电流输出所述工作频率，所述电荷泵和所述第二电荷泵共享所述工作频率。

本发明所述的电荷泵系统控制电路，其中所述反馈电路还包括：监测器，与所述开关耦合，用于产生用于指示所述控制电压的监测电压，其中所述监测电流与所述监测电压和参考电压之间的差分电压成正比。

本发明所述的电荷泵系统控制电路，所述转换器包括P沟道金属氧化物半导体场效应管，其中所述参考电压为所述P沟道金属氧化物半导体场效应管的阈值电压。

本发明所述的电荷泵系统控制电路，当所述控制电压小于预设钳位电压时，没有监测电流产生。

本发明所述的电荷泵系统控制电路，当所述控制电压小于预设钳位电压时，所述电荷泵的工作频率为预设最大频率。

本发明所述的电荷泵系统控制电路，所述开关包括N沟道金属氧化物半导体场效应管，所述控制电压为所述N沟道金属氧化物半导体场效应管的栅源电压。

本发明还提供一种电荷泵系统控制方法，其包括以下步骤：通过电荷泵提供控制电压；根据所述控制电压控制开关的状态；根据所述控制电压调节所述电荷泵的工作频率；以及通过调节所述电荷泵的工作频率，将所述控制电压调节至预设目标电压。

本发明所述的电荷泵系统控制方法还包括：根据所述控制电压产生监测电流；以及根据所述监测电流产生所述电荷泵的工作频率。

本发明所述的电荷泵系统控制方法还包括：产生指示所述控制电压的监测电压，其中所述监测电流与所述监测电压和参考电压之间的差分电压成正比。

本发明所述的电荷泵系统控制方法还包括：当所述控制电压小于预设钳位电压时，没有监测电流产生。

本发明所述电荷泵系统控制方法还包括：当所述控制电压小于预设钳位电压时，所述电荷泵的工作频率为预设最大频率。

本发明所述的电荷泵系统控制方法，所述开关包括N沟道金属氧化物半导体场效应管，所述控制电压为所述N沟道金属氧化物半导体场效应管的栅源电压。

本发明还提供一种电荷泵系统控制系统，其至少包括：电源；开关，与所述电源耦合，用于根据控制电压控制所述电源与电子元件的连接；电荷泵，与所述开关耦合，用于提供所述控制电压；以及反馈电路，耦合于所述开关与所述电荷泵之间，用于根据控制电压将所述电荷泵的工作频率调节至平衡频率。