[发明专利]一种电荷泵电路

说明书

本申请公开了一种电荷泵电路，包括依次串联连接于电压输入端和地之间的第一至第四开关、飞电容、输出电容、驱动电路以及控制电路，控制电路适于输出一控制信号，驱动电路适于根据所述控制信号输出驱动信号以控制各个开关的导通和关断。其中，在所述电荷泵电路启动的第一时间段所述控制信号的占空比逐渐增大，以及在所述第一时间段之后的第二时间段所述控制信号的占空比不变，从而可在电荷泵电路200启动时减小电荷泵在每个充电周期中的充电时间，延长电荷泵电路200的启动时间，避免电荷泵电路启动时瞬间电流过大，减小对电源的冲击，提高电路稳定性。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，更具体地，涉及一种电荷泵电路。

背景技术

电荷泵又称为开关负载电容式电压变换器，是一种利用所谓的“快速”或“泵送”负载电容来储能的变换器。可以使得输入电压升高或降低，也可以用于产生负电压，广泛应用于电源、存储器以及射频芯片中。

图1示出根据现有技术的电荷泵电路的结构示意图。如图1所示，电荷泵电路100包括依次连接于电压输入端Vin和地之间的第一至第四开关Q1-Q4、飞电容CFly、输出电容Cout和驱动电路110。飞电容CFly的第一端与第一开关Q1和第二开关Q2的中间节点连接，第二端与第三开关Q3和第四开关Q4的中间节点连接。输出电容Cout连接于电压输出端Vout和地之间。驱动电路110用于输出驱动信号以控制第一至第四开关Q1-Q4的导通和关断，从而得到稳定的输出电压。

开关电容型电荷泵的一个完整的充电周期包括充电阶段和续流阶段，当电荷泵电路100处于充电阶段时，第一开关Q1与第三开关Q3导通，电流经过第一开关Q1和飞电容CFly到第三开关Q3的源端，然后流过第三开关Q3给输出电容Cout充电；当电荷泵电路100处于续流阶段时，第二开关Q2与第四开关Q4导通，电流从飞电容CFly的上端流过第二开关Q2到达输出电容Cout的第一端，然后流入输出电容Cout，再从地流过第四开关Q4的源端到达飞电容CFly电容的第二端。开关电容型电荷泵的工作原理即为通过连续不断的重复充电周期以达到快速高效率的大电流充电。

现有技术的电荷泵电路100存在以下问题：在电荷泵电路100刚上电时，飞电容CFly上的电荷是逐渐充满的，因此此时的充电电流较大，由于电路中存在寄生电感，会对电源电压产生较大的波动，可能会导致内部控制电路工作不正常。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种电荷泵电路，解决电荷泵电路启动时瞬间电流过大的问题。

根据本发明实施例提供了一种电荷泵电路，包括：依次串联连接于电压输入端和地之间的第一开关、第二开关、第三开关和第四开关；飞电容，所述飞电容的第一端与所述第一开关和所述第二开关的中间节点连接，所述飞电容的第二端与所述第三开关和所述第四开关的中间节点连接；输出电容，所述输出电容连接在电压输出端和地之间；控制电路，适于输出一控制信号；以及驱动电路，适于根据所述控制信号输出驱动信号以控制各个开关的导通和关断，其中，在所述电荷泵电路启动的第一时间段所述控制信号的占空比逐渐增大，以及在所述第一时间段之后的第二时间段所述控制信号的占空比不变。

可选的，所述控制电路包括：参考电压生成模块，适于根据第一参考电压生成第二参考电压；三角波信号生成模块，适于生成一三角波电压信号；控制信号生成模块，适于根据所述第二参考电压和所述三角波电压信号生成所述控制信号；以及占空比调节模块，用于根据电源电压生成一调节信号，所述调节信号通过调节所述第二参考电压以改变所述控制信号的占空比。

可选的，所述参考电压生成模块包括：运算放大器，所述运算放大器的正相输入端用于接收所述第一参考电压，反相输入端与输出端连接；第一电阻和第二电阻，依次连接于所述运算放大器的输出端和地之间，所述第一电阻和第二电阻之间的第一节点用于提供所述第二参考电压。