[发明专利]一种用于电荷泵的自监测电路

说明书

本发明属于功率集成电路技术领域，具体地说是涉及一种电荷泵自监测电路。由于电荷泵外接电容直接连接在VCP和VM之间，如果不对其限制，VCP的电压值将上升为两倍VM的电压值。本发明通过监测VCP与VM的差值，将其转换为相应电流再通过可调电阻输出与VCP与VM差值线性相关的电压，实现V‑I‑V的转换。通过VCP‑VM线性相关的输出电压与基准电压作比较，可以控制VCP的电压在一定范围内，并且在达到设定值后在开启后续驱动模块，大大增加了设计的可靠性和安全性。

技术领域

本发明属于功率集成电路技术领域，具体地说是涉及一种用于电荷泵的自监测电路。

背景技术

当H桥中的高侧功率管导通时，源极电压与漏极电压接近，其大小约为外部电源电压，此时为了能够使功率管充分导通，则需要电荷泵电路产生一个高于外部电源的电压从而使得高侧功率管能继续工作。由于工艺水平限制，电荷泵不能无限升压，否则会使得后级电路中器件栅源压差超过耐压值。因此在电荷泵升压阶段需要一种电路能够监测电荷泵电压，并在达到设定值后，使电荷泵停止工作；在电荷泵放电过程中，外界抽取电荷使得电荷泵输出电压降低，当低于监测设定值时，电荷泵恢复工作，从而对电荷进行补充。

发明内容

针对上述需求，本发明提出了一种用于电荷泵的自监测电路，可以满足对不同功率管的驱动需求。

本发明的技术方案是：

一种用于电荷泵的自监测电路，包括第一齐纳管、第二齐纳管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管、第一比较器、第二比较器、第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器；第一电阻的第一端口连接母线电压，第二端口连接第一PMOS管的源极；第一PMOS管的栅极与漏极相连并连接到第一齐纳管的阳极、第二PMOS管的栅极和第三PMOS管的源极；第二电阻的第一端口连接电荷泵的输出电压，第二电阻的第二端口连接第一齐纳管的阴极、第二PMOS管的源极和第五NMOS管的漏极；第二PMOS管的漏极连接第二齐纳管的阴极以及第四PMOS管的源极；第三PMOS管的栅极与漏极相连并连接到第二齐纳管的阳极、第四PMOS管的栅极和第一NMOS管的漏极；第一NMOS管的栅极连接第二NMOS管的栅极并连接电源，源极连接到第三NMOS管的漏极；第三NMOS管的栅极连接第四NMOS管的栅极并连接到输入偏置电压，源极连接到地；第二NMOS管的漏极与第四PMOS管的漏极相连并连接到第五NMOS管的栅极；第四NMOS管的漏极连接第二NMOS管的源极，第四NMOS管的源极连接到地；第三电阻的第一端口与第五NMOS管的源极相连并作为第一比较器和第二比较器的反相端输入，第三电阻的第二端口连接到地；第一比较器同相端连接第一基准电压，第一比较器的输出经第一反相器、第二反相器得到第一输出信号；第二比较器同相端连接输入第二基准电压，输出经第三反相器、第四反相器得到第二输出信号；所述第一输出信号用于控制电荷泵建立使后级驱动电路正常工作的电压值，所述第二输出信号用于控制前级电荷泵关断，使得电荷泵输出电压值保持在设定的安全范围内。

本发明的有益效果为：在使用单一外部电源对电荷泵电容充电时，本电路可以在电荷泵升压阶段对其进行监测，使电荷泵输出保持在一定安全范围内，从而提高芯片可靠性。

附图说明

图1是本发明提出的一种用于电荷泵的自监测电路实现结构图。

具体实施方式

下面结合附图描述本发明的技术方案：

在电荷泵充电阶段，VCP(输出电压)节点的电压会一直上升，由于VCP是在VM(母线电压)的基础上升压的，而VM并不是一个定值，因此不能直接监测VCP的电压值，而是利用他们的差值进行采样，采样到的电压转换为电流再转换为电压，送到比较器与基准电压比较，从而实现对VCP电压的限制。