[发明专利]开关电源转换器及提高电荷泵充放电电流匹配度的电路

说明书

技术领域

本发明涉及电荷泵技术，尤其涉及一种开关电源转换器及提高电荷泵充放电电流匹配度的电路。

背景技术

目前，在开关电源转换器电路中广泛通过控制电荷泵充电、放电电流的比例关系来控制恒流输出。

图1为现有技术中的一种CMOS电荷泵充电、放电电路，该电路由多个共源共栅的晶体管连接而成。其中，基准电流I0被镜像为充电基准电流I1和放电电流Idisch，充电基准电流I1再镜像为充电电流Ich。由于CMOS器件的匹配度较差，充电电流Ich、放电电流Idisch和基准电流Iin之间存在较大的失配。

图2为现有技术中的一种循环切换CMOS电荷泵充电、放电电路，该电路由多个共源共栅的晶体管连接而成。基准电流I0被镜像为与该基准电流I0相等的充电基准电流I1和M个放电基准电流，其中M为大于1的整数，M个放电基准电流经过第一电流循环切换阵列201循环选择一个放电基准电流作为放电电流Idisch，充电基准电流I1镜像为与所述充电基准电流I1相等的N个镜像充电基准电流，其中N为大于1的整数，N个镜像充电基准电流经过第二电流循环切换阵列202循环选择一个镜像充电基准电流作为充电电流Ich。

第一电流循环切换阵列201包含M个镜像电流输入端和一个电流循环阵列输出端，第二电流循环阵列202包含N个镜像电流输入端和一个电流循环阵列输出端，每个镜像电流输入端与电流循环阵列输出端之间都有一个控制开关。通过从M个放电基准电流循环选出一个放电电流Idisch和从N个镜像充电基准电流循环选出一个充电电流Ich，相当于将M个放电基准电流和N个镜像充电基准电流分别求平均值，使得失配度有所下降，但从基准电流I0镜像为与所述基准电流I0相等的充电基准电流I1的过程仍然存在较大误差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种开关电源转换器及提高电荷泵充放电电流匹配度的电路，能够解决晶体管之间的偏差导致的充电电流与放电电流失配的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种提高电荷泵充放电电流匹配度的电路，包括：

第一电流镜阵列，用于将基准电流镜像为2个与该基准电流相等的第一镜像电流；

第一电流循环切换阵列，具有2个电流输入端和2个循环电流输出端，所述第一电流循环切换阵列的2个电流输入端分别接收所述第一电流镜阵列输出的2个第一镜像电流，所述第一电流循环切换阵列对所述2个第一镜像电流进行循环切换，使二者交替导通至所述第一电流循环切换阵列的2个循环电流输出端；

第二电流镜阵列，包含N个电流源，用于将所述基准电流镜像为N-1个与该基准电流相等的第二镜像电流，其中N为大于1的整数；

第二电流循环切换阵列，具有N个电流输入端和2个循环电流输出端，所述第二电流循环切换阵列的N个电流输入端分别连接所述第二电流镜阵列中的N个电流源，所述第二电流循环切换阵列对所述N个电流源进行循环切换，使所述N个电流源其中之一作为电流镜的参考源而其他N-1个电流源作为电流镜的输出源，所述第二电流循环阵列的2个循环电流输出端分别连接至所述参考源和其中一个输出源；

第三电流循环切换阵列，具有2个电流输入端和2个循环电流输出端，所述第三电流循环切换阵列的2个电流输入端分别连接所述第二电流循环切换阵列的2个循环电流输出端，所述第三电流循环切换阵列对所述第二循环切换阵列的2个循环电流输出端进行循环切换，使所述第二电流循环切换阵列的2个循环电流输出端交替作为电流镜的输入端和输出端；

充电放电开关，具有2个输入端和1个输出端，该2个输入端分别连接到所述第一电流循环切换阵列的2个循环电流输出端其中之一以及所述第三电流循环切换阵列的2个循环电流输出端其中之一，该输出端连接至外部电容以对其进行充电或放电。

根据本发明的一个实施例，所述第一电流循环切换阵列包括：

第一开关，其第一端接收所述第一电流镜阵列输出的一个第一镜像电流，其第二端作为所述第一电流循环切换阵列的一个循环电流输出端；

第二开关，其第一端接收所述第一电流镜阵列输出的另一个第一镜像电流，其第二端连接所述第一开关的第二端；

第三开关，其第一端连接所述第二开关的第一端，其第二端作为所述第一电流循环切换阵列的另一个循环电流输出端；

第四开关，其第一端连接所述第一开关的第一端，其第二端连接所述第三开关的第二端；

其中，所述第一开关和第三开关的控制端接收同一控制信号，所述第二开关和第四开关的控制端接收所述控制信号的反相信号。