[发明专利]一种带有死区控制功能的自举电荷泵

说明书

本发明涉及电子电路技术，具体涉及一种带有死区控制功能的自举电荷泵电路，包含浮动电源轨电路，死区控制电路，自举电荷泵主体电路；浮动电源轨电路用于产生一个以自举电容的负端为参考地的电源轨，以此作为死区控制电路的正端供电电源轨；死区控制电路包含电平移位电路、非交叠时钟产生电路、反馈逻辑控制电路，用于产生自举电荷泵主体电路中控制上管和下管开启和关断信号的死区时间，以防止上管和下管同时开启而产生过大的穿通电流，并减少了自举过程中的电荷损耗。本发明通过结合Dickson电荷泵、浮动电源轨、自举技术、死区控制技术实现了一款高效率、低电荷损耗的自举电荷泵电路，可实现较高电压的自举，以作为高侧功率NMOS管的栅压驱动。

技术领域

本发明涉及电子电路技术，具体涉及一种带有死区控制功能的自举电荷泵。

背景技术

自举技术广泛应用于桥式逆变器、高侧开关、半桥驱动、三相桥驱等，可提供一个高于供电电压的浮动电源轨，用于驱动高侧N型功率管。相较于传统的高频变压器，自举技术具有体积小、高可靠性、成本低等优势。

然而，传统的自举技术通常采用半桥结构，需要对自举电容进行周期性地充电和放电，因而不能达到100％的占空比，无法适用于某些需要功率管常开的应用。一种方法是将自举技术和电荷泵技术进行结合，使其实现自举功能的同时还能维持100％占空比的栅极驱动电压。不过该方法涉及到自举电容和自举管栅极的充放电过程，进而存在自举管和放电管同时开启的问题，因此就需要加入死区时间控制，否则会在充放电过程和自举过程中带来过大的电荷损耗。

发明内容

针对上述充放电过程和自举过程中涉及到的死区控制问题，本发明提供一种带有死区控制功能的自举电荷泵电路。其中，自举电荷泵主体电路实现了电压的泵升与自举；浮动电源轨电路模块提供了一个以自举电容负极作为参考地的供电电压，该电压作为自举管的逻辑控制模块的供电；死区控制模块包含电平移位电路、非交叠时钟产生电路、反馈逻辑控制电路等子电路，主要用于提供自举电荷泵主体电路在充放电和自举过程中所需的死区控制。

本发明的技术方案如下：

带有死区控制功能的自举电荷泵，包含自举电荷泵主体电路，浮动电源轨电路，死区控制电路；

所述自举电荷泵主体电路包括电压源V1、浮动电源轨(Floating Rail)、死区控制模块(Dead Time Control)、负载(LOAD)、第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4、第一电容C1、第二电容C2、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4；其中，M1的栅极接时钟CLK_AVDD，其漏极与D3的阴极、M2的漏极和M3的栅极互连，源极接地AGND；M2的栅极接高侧时钟CLK_PG_VDDL，其源极连接浮动电源轨VDDL；M3的漏极与M4的源极和负载LOAD的正端互连，其源极与D3的阳极、C2的负极板互连；M4的栅极与D4的阴极连接，其漏极接功率电源PVDD；负载LOAD的负端接功率地PGND；D1的阳极接电源V1，其阴极与C1的正极板和D2的阳极互连；D2的阴极与C2的正极板、D4的阳极、高侧电源轨VDDH互连；C1的负极板接时钟CLK_AVDD；