【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于集成電路領域，涉及集成電路中芯片電源的啟動，具體涉及一種用于電容式負壓電荷泵的開、閉環模式選擇電路。
技術介紹
1、近年來，隨著集成電路的不斷發展，tft-lcd的應用也越來越廣泛。為了產生tft-lcd所需的電源電壓，電荷泵電路是關鍵之一。而電荷泵的輸出紋波、電流能力、調整精度和穩定性等性能直接影響了tft-lcd的畫面質量。因此，目前國內外學者對于電荷泵的研究也在如火如荼進行。而基于低功耗、低成本、低emi的考慮，電荷泵在集成電路中的應用越來越來廣泛了。
2、電荷泵是一種dc/dc的電壓轉換電路，是電子電路中重要的驅動元器件，其廣泛應用于各個領域集成電路的電源電路中。電荷泵的原理是利用電容的充放電來實現電壓的升高。在實際應用中，電荷泵能夠將輸入的正電壓輸出為負電壓，即正轉負電荷泵；或者將輸入電壓的大小增大甚至翻倍。目前，電路設計中常用的電荷泵電路為正轉負電荷泵，其電路原理如圖1所示，該電路的核心是快速電容cfky、輸入電容cin、輸出電容cout,以及反相器u和第一開關s1至第四開關s4，其中第一開關s1至第四開關s4為開關功率管，它們的關斷與開啟由電荷泵前級輸入的周期變化的方波信號與反相器u控制，且開關狀態總是成對出現，即第一開關s1、第二開關s2的開閉一致，第三開關s3與第四開關s4的開閉一致，當前級輸入為高電平時第一開關s1、第二開關s2閉合，第三開關s3、第四開關s4斷開，輸入電壓對快速電容cfky進行充電，而當前級輸入為低電平時，第一開關s1、第二開關s2斷開，第三開關s3、第四開關s4閉
3、而目前市面上負壓電荷泵芯片大多以開環系統工作，即只能輸入電壓vin，輸出電壓-vin,且隨著負載電流的變化，輸出電壓也會隨之變化。但大型集成電路的高速發展，對電源精度要求越來越高，對負壓電荷泵的精度要求也越來越高。該類芯片不能滿足需要高精度負電壓的應用，也不能自由設置輸出電壓，在許多應用場景受到限制，通用性很差。為了解決輸出電壓不可調的問題，一些電荷泵采用閉環系統工作，電荷泵的輸出電壓可以通過調解反饋電阻進行調解，這種電荷泵的設計雖然可以解決輸出電壓不可調的問題，但應用的場景比較單一，無法滿足各種應用場景的使用要求。因此急需設計一種新的電路，以滿足電荷泵具有輸出電壓可調、輸出電壓不隨負載電流變化而變化、外圍器件少、紋波低、易于集成的要求。
技術實現思路
1、本專利技術的目的，旨在提供一種用于電容式負壓電荷泵的開、閉環模式選擇電路，以實現不同應用場景下相應選擇開環模式或閉環模式。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是：
3、一種用于電容式負壓電荷泵的開、閉環模式選擇電路，包括提供由高至低的軟啟動電壓的軟啟動和參考電壓信號產生電路、模式控制電路、差分運算放大器電路、驅動電壓可調驅動電路，所述軟啟動和參考電壓產生電路的使能信號端外接外部驅動的激勵信號，其產生的軟啟動信號和兩個參考電壓信號分別連接模式控制電路，所述模式控制電路通過檢測反饋信號的值產生邏輯信號反饋至軟啟動和參考電壓產生電路，同時模式控制電路將軟啟動信號與反饋信號根據系統工作模式進行選擇后依次傳送給差分運算放大器電路、驅動電壓可調驅動電路，所述驅動電壓可調驅動電路的輸出端控制連接電荷泵電路中的第三開關功率管柵極。
4、作為對本專利技術中軟啟動和參考電壓信號產生電路的限定：所述軟啟動和參考電壓信號產生電路包括軟啟動電壓信號產生電路、參考電壓信號產生電路，其中軟啟動電壓信號產生電路與參考電壓信號產生電路并接，第一反相器的輸入端作為所述用于電容式負壓電荷泵的開、閉環模式選擇電路的使能信號端。
5、作為對本專利技術中軟啟動電壓信號產生電路的限定：所述軟啟電壓信號產生電路包括第一n溝道場效應管、第一p溝道場效應管、第一斯密特反相器、第二反向器，所述第一反相器的輸出端連接第一n溝道場效應管的柵極，第一n溝道場效應管的漏極通過第一斯密特反相器、第二反相器連接第一p溝道場效應管的柵極，第一p溝道場效應管的漏極作為所述用于電容式負壓電荷泵的開、閉環模式選擇電路的反饋信號輸入端，其源極輸出軟啟動電壓；所述第一n溝道場效應管、第一p溝道場效應管的源極均接地。
6、作為對本專利技術中參考電壓信號產生電路的限定：所述參考電壓信號產生電路包括第三反相器、第二n溝道場效應管、第二p溝道場效應管、第三p溝道場效應管，第一電阻至第四電阻構成的電阻網絡，所述第一反相器的信號輸出端分別連接第二p溝道場效應管與第三p溝道場效應管的柵極，第二p溝道場效應管的源極連接第一電阻與第二電阻的串聯電路，第三p溝道場效應管的源極連接第三電阻與第四電阻的串聯電路，第一電阻、第二電阻的串聯電路與第三電阻、第四電阻的串聯電路并聯；
7、第一p溝道場效應管的柵極依次串接第三反相器、或門后連接第二n溝道場效應管的柵極，第二n溝道場效應管的漏極連接外部反饋信號，其源極連接第三電阻、第四電阻串聯電路的中間節點；所述第一電阻與第二電阻串聯電路的中間節點輸出第一參考電壓，第三電阻與第四電阻串聯電路的中間節點輸出第二參考電壓；第一n溝道場效應管、第二p溝道場效應管、第三p溝道場效應管的漏極分別連接外部輸入電壓。
8、作為對本專利技術中電阻網絡的限定：所述電阻網絡中第一電阻：第二電阻：第三電阻：第四電阻＝20：21:18:21。
9、作為對本專利技術中默哀是控制電路的限定：所述模式控制電路包括反饋電壓選擇電路、軟啟動電壓選擇電路，所述反饋電壓選擇電路包括第一比較器電路、第一二選一電路，所述第一比較器電路的負向輸入端連接參考電壓信號產生電路的第一參考電壓輸出端，輸出端連接第一二選一電路，同時輸出端產生邏輯信號連接參考電壓信號產生電路的或門第二輸入端，第一二選一電路的開關的一個靜觸點分別連接參考電壓信號產生電路的第二參考電壓輸出端，另一個靜觸點連接外部反饋信號，動觸點輸出模式控制電路選擇后的反饋信號；軟啟動電壓選擇電路包括第二比較器電路、第二二選一電路，第二比較器電路的正向輸入端連接第一二選一電路的開關的動觸點，負向輸入端作為基準0.26v電壓端，輸出端連接第二二選一電路，第二二選一電路的開關的一個靜觸點分別連接軟啟動電壓信號產生電路的軟啟動電壓信號輸出端，另一個靜觸點作為基準0.25v電壓端，動觸點輸出選擇后的軟啟動電壓。
10、作為對本專利技術中差分運算放大器電路與驅動電壓可調驅動電路的限定：
11、所述差分運算放大器電路為二級差分運算放大器，其正向輸入端輸入模式控制電路選擇后的反饋信號，負向輸入端輸入模式控制電路選擇后的軟啟動信號；
12、所述驅動電壓可調驅動電路包括兩個串接的源隨器，兩個所述源隨器的串接電路的輸入端連接差分運算放大器電路的輸出端，其輸出端信號輸出v-adj驅動信號，同時驅動電壓可調驅動電路的時鐘信號端受占空比為50％的方波時鐘信號的控制。
13、由于采用了上述技術方案，本專利技術與現有技術相比，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.用于電容式負壓電荷泵的開、閉環模式選擇電路，其特征在于，包括提供由高至低的軟啟動電壓的軟啟動和參考電壓信號產生電路、模式控制電路、差分運算放大器電路、驅動電壓可調驅動電路，所述軟啟動和參考電壓產生電路的使能信號端外接外部驅動的激勵信號，其產生的軟啟動信號和兩個參考電壓信號分別連接模式控制電路，所述模式控制電路通過檢測反饋信號的值產生邏輯信號反饋至軟啟動和參考電壓產生電路，同時模式控制電路將軟啟動信號與反饋信號根據系統工作模式進行選擇后依次傳送給差分運算放大器電路、驅動電壓可調驅動電路，所述驅動電壓可調驅動電路的輸出端控制連接電荷泵電路中的第三開關功率管柵極。
2.根據權利要求1所述的用于電容式負壓電荷泵的開、閉環模式選擇電路，其特征在于，所述軟啟動和參考電壓信號產生電路包括軟啟動電壓信號產生電路、參考電壓信號產生電路，其中軟啟動電壓信號產生電路與參考電壓信號產生電路并接，第一反相器的輸入端作為所述用于電容式負壓電荷泵的開、閉環模式選擇電路的使能信號端。
3.根據權利要求2所述的用于電容式負壓電荷泵的開、閉環模式選擇電路，其特征在于，所述軟啟電壓信號產生
4.根據權利要求3所述的用于電容式負壓電荷泵的開、閉環模式選擇電路，其特征在于，所述參考電壓信號產生電路包括第三反相器、第二N溝道場效應管、第二P溝道場效應管、第三P溝道場效應管，第一電阻至第四電阻構成的電阻網絡，所述第一反相器的信號輸出端分別連接第二P溝道場效應管與第三P溝道場效應管的柵極，第二P溝道場效應管的源極連接第一電阻與第二電阻的串聯電路，第三P溝道場效應管的源極連接第三電阻與第四電阻的串聯電路，第一電阻、第二電阻的串聯電路與第三電阻、第四電阻的串聯電路并聯；
5.根據權利要求4所述的用于電容式負壓電荷泵的開、閉環模式選擇電路，其特征在于，所述電阻網絡中第一電阻：第二電阻：第三電阻：第四電阻=20：21:18:21。
6.根據權利要求4或5所述的用于電容式負壓電荷泵的開、閉環模式選擇電路，其特征在于，所述模式控制電路包括反饋電壓選擇電路、軟啟動電壓選擇電路，所述反饋電壓選擇電路包括第一比較器電路、第一二選一電路，所述第一比較器電路的負向輸入端連接參考電壓信號產生電路的第一參考電壓輸出端，輸出端連接第一二選一電路，同時輸出端產生邏輯信號連接參考電壓信號產生電路的或門第二輸入端，第一二選一電路的開關的一個靜觸點分別連接參考電壓信號產生電路的第二參考電壓輸出端，另一個靜觸點連接外部反饋信號，動觸點輸出模式控制電路選擇后的反饋信號；軟啟動電壓選擇電路包括第二比較器電路、第二二選一電路，第二比較器電路的正向輸入端連接第一二選一電路的開關的動觸點，負向輸入端作為基準0.26V電壓端，輸出端連接第二二選一電路，第二二選一電路的開關的一個靜觸點分別連接軟啟動電壓信號產生電路的軟啟動電壓信號輸出端，另一個靜觸點作為基準0.25V電壓端，動觸點輸出選擇后的軟啟動電壓。
7.根據權利要求6所述的用于電容式負壓電荷泵的開、閉環模式選擇電路，其特征在于，所述差分運算放大器電路為二級差分運算放大器，其正向輸入端輸入模式控制電路選擇后的反饋信號，負向輸入端輸入模式控制電路選擇后的軟啟動信號；
...【技術特征摘要】
1.用于電容式負壓電荷泵的開、閉環模式選擇電路，其特征在于，包括提供由高至低的軟啟動電壓的軟啟動和參考電壓信號產生電路、模式控制電路、差分運算放大器電路、驅動電壓可調驅動電路，所述軟啟動和參考電壓產生電路的使能信號端外接外部驅動的激勵信號，其產生的軟啟動信號和兩個參考電壓信號分別連接模式控制電路，所述模式控制電路通過檢測反饋信號的值產生邏輯信號反饋至軟啟動和參考電壓產生電路，同時模式控制電路將軟啟動信號與反饋信號根據系統工作模式進行選擇后依次傳送給差分運算放大器電路、驅動電壓可調驅動電路，所述驅動電壓可調驅動電路的輸出端控制連接電荷泵電路中的第三開關功率管柵極。
2.根據權利要求1所述的用于電容式負壓電荷泵的開、閉環模式選擇電路，其特征在于，所述軟啟動和參考電壓信號產生電路包括軟啟動電壓信號產生電路、參考電壓信號產生電路，其中軟啟動電壓信號產生電路與參考電壓信號產生電路并接，第一反相器的輸入端作為所述用于電容式負壓電荷泵的開、閉環模式選擇電路的使能信號端。
3.根據權利要求2所述的用于電容式負壓電荷泵的開、閉環模式選擇電路，其特征在于，所述軟啟電壓信號產生電路包括第一n溝道場效應管、第一p溝道場效應管、第一斯密特反相器、第二反向器，所述第一反相器的輸出端連接第一n溝道場效應管的柵極，第一n溝道場效應管的漏極通過第一斯密特反相器、第二反相器連接第一p溝道場效應管的柵極，第一p溝道場效應管的漏極作為所述用于電容式負壓電荷泵的開、閉環模式選擇電路的反饋信號輸入端，其源極輸出軟啟動電壓；所述第一n溝道場效應管、第一p溝道場效應管的源極均接地。
4.根據權利要求3所述的用于電容式負壓電荷泵的開、閉環模式選擇電路，其特征在于，所述參考電壓信號產生電路包括第三反相器、第二n溝道場效應管、第二p溝道場效應管、第三p溝道場...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉歡，陳君濤，甄建宇，李飛宇，周爵，朱安康，王滔，孫詩強，向星明，呂子豪，袁江華，李濤，
申請(專利權)人：三微電子科技蘇州有限公司，
類型：發明
國別省市：
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