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CN100361377C - 用于脉冲频率调制控制电荷泵的突流限制电路 - Google Patents

用于脉冲频率调制控制电荷泵的突流限制电路 Download PDF

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Abstract

在PFM控制电荷泵电路内部提供用于检测输入电压的输入电压检测电路，响应于来自输入电压检测电路的信号，通过栅压控制电路减小出现在栅端的电位和出现在源端的电位之间的电位差，抑制电荷泵的开关晶体管的栅压，以便抑制突流值，从而减小电流，防止噪声的产生。

Description

用于脉冲频率调制控制电荷泵的突流限制电路
技术领域
本发明涉及用于电荷泵的突流限制和噪声减小电路，用于限制PFM(脉冲频率调制)控制电荷泵电路中的突流和减小噪声。
背景技术
至今，在图2所示的PFM控制电荷泵电路中，在电源的激励或电荷泵电路工作(打开时)的激励下，会引起大的突流从输入电源流到泵电容器或输出电容器中。此外，在PFM控制的情况下，即使在正常的振荡周期中，在工作过程中输入电压的变化也会增加峰值电流，使得GND电位变化，成为噪声的产生源。
然而，在常规的PFM控制电荷泵电路中，在电源的激励下会引起大的突流流动。此外，由于即使在正常工作期间，输入电压的变化也会引起大电流流动，这种大电流引起输入电源的电压下降，并且成为噪声的发生源。结果，有一种可能性是与电荷泵电路的相同输入电源连接的其它电路发生故障。
发明内容
根据前面的描述，作出了本发明，为的是解决与现有技术相关的上述问题。因此，本发明的目的是提供一种用于PFM控制电荷泵的突流限制和噪声减小电路，能够抑制突流和噪声的产生，以便防止与PFM控制电荷泵电路的相同输入电源连接的其它电路发生故障。
为了解决上述问题，根据本发明，提供了用于PFM控制电荷泵的突流限制电路，该电路包括：用于检测输入电压的输入电压检测电路；用于给泵电容器或输出电容器提供电荷的驱动器电路；和用于响应来自输入电压检测电路的信号驱动驱动器电路的栅压控制电路，其中驱动器电路具有开关晶体管，用于调整提供给泵电容器或输出电容器的所述电荷量；和栅压控制电路，输出用来在开关晶体管接通时抑制驱动器电路的开关晶体管的栅压的信号。
在上述用于PFM控制电荷泵的突流限制电路中，进一步包括PFM控制电路，PFM控制电路输入PFM控制电荷泵的输出电压并输出信号到栅压控制电路。
在上述用于PFM控制电荷泵的突流限制电路中，在栅压控制电路中包括：倒相器电路，具有一连接到PFM控制电路的输入终端和一连接到驱动器电路的开关晶体管的输出终端；MOS晶体管，串联连接到倒相器电路连接，具有相互连接的栅极和漏极；以及，与MOS晶体管并联的开关电路，具有一连接到输入电压检测电路的输入终端。
根据本发明，提供了一种电压检测电路，用于检测PFM控制电荷泵电路内部的输入电压，其中响应于来自输入电压检测电路的信号，减小出现在栅端处的电位和出现在源端处的电位之间的电位差，通过抑制电荷泵的开关晶体管的栅压来抑制突流值，从而减小电流以便防止噪声的产生。
根据本发明，在PFM控制电荷泵电路内部提供用于检测输入电压的电压检测电路，而且响应于来自输入电压检测电路的信号，抑制了电荷泵电路中开关晶体管的栅压。结果，即使输入电压变化，也能够保持突流在最低值，以便抑制电流，从而抑制噪声的产生。结果，还排除了与电荷泵电路的相同输入电源连接的其它电路发生故障的可能性。
附图说明
从下面结合形成本申请一部分的附图的描述，通过本发明实现的前述和其它目的将是显而易见的，其中：
图1是电路图，部分是方框图，示出了根据本发明实施例的用于PFM控制电荷泵的突流限制和噪声减小电路的结构；
图2是电路图，部分是方框图，示出了常规的电荷泵电路的结构；
图3是电路图，部分是方框图，示出了根据本发明另一个实施例的用于PFM控制电荷泵的突流限制和噪声减小电路的结构；
图4是电路图，示出了栅压控制电路的具体例子的结构；和
图5是电路图，部分是方框图，示出了根据本发明再一个实施例的用于PFM控制电荷泵的突流限制和噪声减小电路的结构。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本发明的用于PFM控制电荷泵的突流限制和噪声减小电路的最佳实施例。图1是电路图，部分是方框图，示出了根据本发明实施例的用于PFM控制电荷泵的突流限制和噪声减小电路的结构。这里，电荷泵电路15包含用于分别给泵电容器4和输出电容器3提供电荷的驱动器电路5和5a、分别用于驱动驱动器电路5和5a的栅压控制电路7和7a、PFM控制电路6及输入电压检测电路8。
下面将参考图1详细描述本实施例的用于PFM控制电荷泵的突流限制和噪声减小电路的工作。当通过给电源端1施加高压提供电荷泵电路的激励时，由输入电压检测电路8检测输入电压，然后将检测的输入信号发送给每个栅压控制电路7和7a。结果，进行调整使得出现在各个驱动器电路5和5a的开关的栅端处的电位和出现在各个开关的电源端1侧和GND端侧的源端处的电位之间的电位差分别变小。结果，即使给电源端1施加高电源电压，也能防止大的突流流到泵电容器4和输出电容器3中，因此排除了其它电路由于电源电压的下降和噪声的产生而发生故障的可能性。
此外，即使在正常工作期间，也限制了所引起的流过驱动器电路5和5a的电流，从而即使施加高电源电压，也能防止大的突流流到泵电容器4或输出电容器3中，因此排除了其它电路由于电源电压的下降或噪声的产生而发生故障的可能性。
图3是电路图，部分是方框图，示出了根据本发明的另外实施例的用于PFM控制电荷泵的突流限制和噪声减小电路的结构。这里，通过电荷泵电路15构成用于PFM控制电荷泵的突流限制和噪声减小电路，所述电荷泵电路15包含用于分别给泵电容器4和输出电容器3提供电荷的驱动器电路5和5a、分别用于驱动驱动器电路5和5a的栅压控制电路7和7a、PFM控制电路6和用于检测输入电压的输入电压检测电路8，输入电压检测电路8具有检测电阻器10、比较器11和参考电压12。
下面将参考图3详细描述根据本发明另外实施例的用于PFM控制电荷泵的突流限制和噪声减小电路的工作。当通过给电源端1施加高压提供电荷泵电路15的激励时，通过输入电压电测电路8检测输入电压，输入电压检测电路8用于基于通过检测电阻器10分压得到的电压与比较器11中的参考电压12比较检测将发送给每个栅压控制电路7和7a的具体电压。
这里，图4示出了栅压控制电路7或7a的例子。在图4中，附图标记13表示p沟道MOS晶体管，附图标记141、142、143表示N沟道MOS晶体管，附图标记16表示栅压控制电路的输入端，附图标记17表示栅压控制电路的输出端，附图标记18表示栅压控制电路的输入电压检测信号输入端。
如图所示，输入端16与栅极连接，所述栅极由串联连接的晶体管13和141共有，输出端17与晶体管13和141之间的接点连接。此外，两个N沟道MOS晶体管142、143彼此并联在上述晶体管141和GND端之间。然后，并联连接的一个晶体管143具有彼此连接的栅端和漏端，并联连接的另一个晶体管142具有与输入电压检测信号输入端18连接的栅端。注意将来自PFM控制电路的信号输入到栅压控制电路的输入端16，将用来控制栅压的信号通过栅压控制电路的输出端17输出到每个驱动器电路5和5a，并且将来自输入电压检测电路8的信号输入到栅压控制电路的输入电压检测信号输入端18。
结果，进行调整，使得出现在各个驱动器电路5和5a的开关的栅端处的电位和出现在各个开关的电源端1侧和GND端侧处的源端的电位之间的电位差分别变小。这样，即使当给电源端1施加高电源电压时，也能够防止出现的大的突流流到泵电容器4或输出电容器3中，因此，排除了其它电路由于电源电压的下降或噪声的产生而发生故障的可能性。此外，即使在正常工作过程中，也限制了电流流过驱动器电路5和5a，从而即使当施加高电源电压时，也防止了大的突流流到泵电容器4或输出电容器3中，因此排除了其它电路由于电源电压的下降或噪声的产生而发生故障的可能性。
图5是电路图，部分是方框图，示出了根据本发明再一个实施例的用于PFM控制电荷泵的突流限制和噪声减小电路的结构。这里，用于PFM控制电荷泵的突流限制和噪声减小电路由电荷泵电路15构成，电荷泵电路15包含用于分别给泵电容器4和输出电容器3提供电荷的驱动器电路5和5a、分别适于驱动驱动器电路5和5a的栅压控制电路7和7a、PFM控制电路6和适于检测输入电压的输入电压检测电路8，每个栅压控制电路7和7a都具有n个p沟道MOS晶体管13和n个N沟道MOS晶体管14，输入电压检测电路8具有n个检测电阻器10、n个比较器11和参考电压12。注意从输入电压电路8的第k(1≤k≤n)个比较器11输出的信号k被输入到栅压控制电路7和7a的第k个输入电压检测电路的每个中。
下面将参考图5详细描述根据本实施例的用于PFM控制电荷泵的突流限制和噪声减小电路的工作。当通过给电源端1施加高压提供电荷泵电路15的激励时，通过输入电压检测电路8检测n个输入电压，所述输入电压检测电路用于基于通过几个检测电阻器10分压得到的n个电压与n个比较器11中的参考电压12比较检测n个具体的电压，以便将检测的n个信号输出给每个栅压控制电路7和7a。构成每个栅压控制电路，使得每个都具有彼此连接的栅端和漏端的n个P沟道MOS晶体管13或n个N沟道MOS晶体管14与预驱动器倒相器电路的P沟道MOS晶体管13或N沟道MOS晶体管14的源端连接。P沟道MOS晶体管13或N沟道MOS晶体管14的开关与每个都具有彼此连接的栅端和漏端的n个P沟道MOS晶体管13或n个N沟道MOS晶体管14并联连接，将来自输入电压检测电路8的n个信号分别发送给P沟道MOS晶体管13或N沟道MOS晶体管14的栅端，以便使施加给用于具体电源电压的栅端的电压单独可变。结果，对于具体的电源电压来说，进行调整使得出现在各个驱动器电路5和5a的开关的栅端处的电位和出现在各个开关的电源端1侧和GND端侧上的源端处的电位之间的电位差分别变小。结果，即使当给电源端1施加高电源电压时，也能够防止大的突流流到泵电容器4或输出电容器3中，因此排除了其它电路由于电源电压的下降或噪声的产生而产生故障的可能性。
此外，即使在正常的工作期间，对于具体的电压来说，也能够限制引起的电流流过驱动器电路5和5a，从而即使当给电源端1施加高电源电压时，也防止了引起大的突流流到泵电容器4或输出电容器3中，因此排除了其它电路由于电源电压的下降或噪声的产生而发生故障的可能性。
如上所述，本发明具有抑制突流和噪声产生的效果，从而防止与PFM控制电荷泵电路的相同输入电源连接的其它电路发生故障。
在不离开本发明的精神和范围的情况下，当作出了本发明的许多显然宽泛的不同实施例时，应理解本发明并不限于具体的实施例，而是如附加的权利要求所限定的。

Claims (3)

1.一种用于PFM控制电荷泵的突流限制电路，包括：
用于检测输入电压的输入电压检测电路；
用于给泵电容器或输出电容器提供电荷的驱动器电路；和
用于响应来自输入电压检测电路的信号驱动驱动器电路的栅压控制电路，
其中驱动器电路具有开关晶体管，用于调整提供给泵电容器或输出电容器的所述电荷量；和
栅压控制电路，输出用来在开关晶体管接通时抑制驱动器电路的开关晶体管的栅压的信号。
2.根据权利要求1的用于PFM控制电荷泵的突流限制电路，其中进一步包括PFM控制电路PFM控制电路输入PFM控制电荷泵的输出电压并输出信号到栅压控制电路。
3.根据权利要求2的用于PFM控制电荷泵的突流限制电路，其中在栅压控制电路中包括：
倒相器电路，具有一连接到PFM控制电路的输入终端和一连接到驱动器电路的开关晶体管的输出终端；
MOS晶体管，串联连接到倒相器电路，具有相互连接的栅极和漏极；以及
与MOS晶体管并联的开关电路，具有一连接到输入电压检测电路的输入终端。
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