[发明专利]稳压电荷泵装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路设计技术领域，尤其涉及一种稳压电荷泵装置及其控制方法。

背景技术

目前电荷泵电路被普遍应用于TFT-LCD领域，电荷泵电路是一种DC-DC电路，可以将低的输入电压经过倍压来产生高的输出电压，从而给对工作电压要求较高的模块提供电源。为了降低成本，电荷泵电路所需的外置电容已逐步由内置电容所替代。为了最大化利用芯片内部的面积，需要采用多个电荷泵电路分布在LCD驱动芯片的各处，形成分布式电荷泵电路的结构。尽管如此，有限的电容大小以及寄生电阻因素等的影响会大大降低电荷泵电路的效率，因此，如何提高电荷泵电路的充电效率成为设计关键之处。

发明内容

本发明的目的在于提供一稳压电荷泵装置及其控制方法，解决现有技术中电荷泵电路效率低的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种稳压电荷泵装置，包括：

多个并联的电荷泵电路，每个所述电荷泵电路的输出端相连，并连接至一分压模块；

低阻抗充电通路，所述低阻抗充电通路的一端连接所述分压模块，另一端分别通过一开关单元连接至各个电荷泵电路的输入端；

高阻抗充电通路，所述高阻抗充电通路的一端连接所述分压模块，另一端通过一电压调节模块分别连接至各个电荷泵电路的输入端。

可选的，所述低阻抗充电通路包括一比较器，所述比较器的一输入端连接所述分压模块，另一输入端连接第一参考电压，输出端依次连接各个开关单元的控制端。

可选的，所述开关单元为第一PMOS晶体管，所述第一PMOS晶体管的源极连接所述工作电源，漏极连接所述电荷泵电路的输入端，栅极连接所述比较器的输出端。

可选的，所述高阻抗充电通路还包括一运算放大器，所述运算放大器的一输入端连接所述分压模块，另一输入端连接第二参考电压，输出端通过所述电压调节模块依次连接各个电荷泵电路的输入端。

可选的，所述电压调节模块为第二PMOS晶体管，所述第二PMOS晶体管的源极连接所述工作电源，漏极连接各个电荷泵电路的输入端，栅极连接所述运算放大器的输出端。

可选的，所述第一参考电压低于所述第二参考电压。

可选的，所述分压模块为一电阻，所述电阻的第一端连接所述电荷泵电路的输出端，第二端连接地端，第三端连接所述比较器的正输入端及所述运算放大器的正输入端，所述第三端和所述第一端之间电阻与所述第三端和所述第二端之间的电阻为一预设比例系数。

可选的，当所述电荷泵电路输出端的电压低于所述第一参考电压×(1+预设比例系数)，各个开关单元导通，所述工作电源对各个电荷泵电路充电。

可选的，当所述电荷泵电路输出端的电压高于所述第一参考电压×(1+预设比例系数)，各个开关单元断开，所述电荷泵电路的输出端的电压为第二参考电压×(1+预设比例系数)。

相应的，本发明还提供一种上述稳压电荷泵装置的控制方法，包括：

在第一时间段内，各个开关单元导通，工作电源通过低阻抗充电通路对各个电荷泵电路充电；

在第二时间段内，各个开关单元断开，所述工作电源通过高阻抗充电通路中的电压调节模块对各个电荷泵电路充电。所述第二时间段内的充电电流小于第一时间段内的充电电流。

相对于现有技术，本发明的稳压电荷泵装置及其控制方法具有以下有益效果：

本发明中，当所述电荷泵电路的输出端的电压低于第一参考电压×(1+预设比例系)，各个开关单元导通，所述工作电源通过低阻抗充电通路直接对各个电荷泵电路充电，此时充电电流较大，电荷泵电路的充电速度快、效率高、电源损耗低。当所述电荷泵电路的输出端的电压高于第一参考电压×(1+预设比例系数)，各个开关单元断开，工作电源通过高阻抗充电通路中的电压调节模块对各个电荷泵电路充电，所述电荷泵电路的输出端的电压逐渐稳定在第二参考电压×(1+预设比例系数)，此时充电电流较小、功耗低，并达到稳压的目的。

附图说明

图1为本发明一实施例中稳压电荷泵装置的电路示意图；

图2为本发明一实施例中改进的稳压电荷泵装置的电路示意图；

图3为本发明一实施例中低阻抗充电通路的电流通路；

图4为本发明一实施例中充电电流与电压之间的关系曲线；

图5为本发明一实施例中高阻抗充电通路的电流通路。

具体实施方式