CN108233701A - 一种升降压电压转换电路 - Google Patents

一种升降压电压转换电路 Download PDF

Info

Publication number
CN108233701A
CN108233701A CN201711382783.4A CN201711382783A CN108233701A CN 108233701 A CN108233701 A CN 108233701A CN 201711382783 A CN201711382783 A CN 201711382783A CN 108233701 A CN108233701 A CN 108233701A
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
bias current
current sources
voltage
source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711382783.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108233701B (zh
Inventor
冯国友
曹余新
葛艳磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Praran semiconductor (Shanghai) Co.,Ltd.
Original Assignee
Pu Ran Semiconductor (shanghai) Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pu Ran Semiconductor (shanghai) Co Ltd filed Critical Pu Ran Semiconductor (shanghai) Co Ltd
Priority to CN201711382783.4A priority Critical patent/CN108233701B/zh
Publication of CN108233701A publication Critical patent/CN108233701A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108233701B publication Critical patent/CN108233701B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters

Abstract

本发明公开了一种升降压电压转换电路，包含：带电源检测的源跟随电路，用于根据输入不同的电源电压值，输出对应的高/低电平；带输出电压检测电荷泵电路；连接于带电源检测的源跟随电路的开关电路，开关电路根据带电源检测的源跟随电路输出的高/低电平，选择带电源检测的源跟随电路或带输出电压检测电荷泵电路给输出充电，使得输出电压Vout稳定在目标电压的范围内。本发明能够有效的将输出电压稳定在目标电压范围内。

Description

一种升降压电压转换电路
技术领域
本发明涉及半导体电路技术领域，特别涉及一种升降压电压转换电路。
背景技术
在半导体电路输出领域中，需要精确地控制目标电压的输出值，然而现有技术的电路芯片很难有效的将输出电压稳定在目标电压范围内。
发明内容
本发明的目的是提供一种升降压电压转换电路，针对宽输入电压应用范围，生成一个稳定的输出电压，有效的将输出电压稳定在目标电压范围内。
为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种升降压电压转换电路，其特征在于，包含：
带电源检测的源跟随电路，用于根据输入不同的电源电压值，输出对应的高/低电平；
带输出电压检测电荷泵电路，其包含一电荷泵，当输出电压高于或低于目标电压时，电荷泵相应地关闭或打开；
连接于带电源检测的源跟随电路的开关电路，所述的开关电路根据带电源检测的源跟随电路输出的高/低电平，选择带电源检测的源跟随电路或带输出电压检测电荷泵电路给输出充电，使得输出电压Vout稳定在目标电压的范围内。
所述的带电源检测的源跟随电路包含：
第一偏置电流源、第二偏置电流源、第三偏置电流源、第四偏置电流源、第一NMOS管、第一PMOS镜像管、第二PMOS镜像管、第一本征管和第二本征管；
所述第二偏置电流源一端连接于第三偏置电流源一端，且与电源端相连；
所述第一本征管的门极与漏极短接后连接于第二偏置电流源另一端；
所述第二本征管的漏极连接于电源端，其源极连接于第四偏置电流源一端，门极连接于第一本征管漏极；
所述第一PMOS镜像管和第二PMOS镜像管门极连接一参考电压Vref，其源极连接于第一本征管的源极，所述第一PMOS镜像管漏极与第一偏置电流源一端相连；
所述的第一NMOS管漏极连接于第三偏置电流源另一端，其门极连接于第一PMOS镜像管漏极；
所述的第一NMOS管源极、第一偏置电流源另一端、第二PMOS镜像管漏极和第四偏置电流源另一端分别接地。
所述的开关电路包含：开关管和第一缓冲器；
所述的第一缓冲器一端连接于第一NMOS管漏极，另外两端分别连接开关管的门极和源极；
所述的开关管漏极连接于第二本征管源极；
所述开关管源极连接输出电压Vout。
所述的带输出电压检测电荷泵电路包含：
第五偏置电流源、第六偏置电流源、第二NMOS管、PMOS管、第二缓冲器和电荷泵；
所述的第六偏置电流源一端连接电源端，另一端连接于第二NMOS管漏极；
所述PMOS管源极连接于开关管源极，漏极连接于第二NMOS管源极和第五偏置电流源一端；
所述的第二NMOS管源极连接于第五偏置电流源另一端并接地；
所述的缓冲器一端连接于第二NMOS漏极，另一端通过电荷泵连接于PMOS管源极。
所述的开关电路由第一NMOS管漏极电压Vddldet控制：
当电源电压＞Vref+VthP0+VthN1时，Vddldet置低，开关电路开启，Vout由所述带电源检测的源跟随电路产生；
当电源电压＞Vref+VthP0+VthN1时，Vddldet置高，开关电路关闭，Vout由电荷泵产生；
VthP0为第一PMOS镜像管的阈值电压，VthN1为第一本征管的阈值电压。
所述的PMOS管阈值电压小于第一PMOS镜像管、第二PMOS镜像管的阈值电压；
当检测到Vout＞Vref+VthP2时电荷泵关闭，反之电荷泵开启；
VthP2为PMOS管的阈值电压。
所述的第一PMOS镜像管、第二PMOS镜像管为两电流镜像管。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、针对宽输入电压应用范围，生成一个稳定的输出电压，使得输出电压大于最小输入电压，小于最大输入电压，有效的将输出电压稳定在目标电压范围内。
2、当VDD大于目标输出电压时，由源跟随电路产生输出电压；当VDD小于目标电压时，源跟随电路断开，由电荷泵电路产生输出电压。
附图说明
图1为本发明一种升降压电压转换电路的电路图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
如图1所示，一种升降压电压转换电路，包含：带电源检测的源跟随电路，用于根据输入不同的电源电压值，输出对应的高/低电平；连接于带电源检测的源跟随电路的开关电路和带输出电压检测电荷泵电路，所述的开关电路根据带电源检测的源跟随电路输出的高/低电平，选择带电源检测的源跟随电路或带输出电压检测电荷泵电路给输出充电，使得输出电压Vout稳定在目标电压的范围内。
所述的带电源检测的源跟随电路包含：第一偏置电流源I0、第二偏置电流源I1、第三偏置电流源I2、第四偏置电流源I3、第一NMOS管N0、第一PMOS镜像管P0、第二PMOS镜像管P1、第一本征管N1和第二本征管N2；
所述第二偏置电流源I1一端连接于第三偏置电流源I2一端，且与电源端相连；
所述第一本征管N1的门极与漏极短接后连接于第二偏置电流源I1另一端；
所述第二本征管N2的漏极连接于电源端，其源极连接于第四偏置电流源I3一端，门极连接于第一本征管N1漏极；
所述第一PMOS镜像管P0和第二PMOS镜像管P1门极连接一参考电压Vref，其源极连接于第一本征管N1的源极，所述第一PMOS镜像管P0漏极与第一偏置电流源I0一端相连；
所述的第一NMOS管N0漏极连接于第三偏置电流源I2另一端，其门极连接于第一PMOS镜像管P0漏极；
所述的第一NMOS管N0源极、第一偏置电流源I0另一端、第二PMOS镜像管P1漏极和第四偏置电流源I3另一端分别接地。
所述的开关电路包含：开关管P3和第一缓冲器；
所述的第一缓冲器一端连接于第一NMOS管N0漏极，另外两端分别连接开关管P3的门极和源极；
所述的开关管P3漏极连接于第二本征管N2源极；
所述开关管P3源极连接输出电压Vout。
所述的带输出电压检测电荷泵电路包含：
第五偏置电流源I4、第六偏置电流源I5、第二NMOS管N3、PMOS管P2、第二缓冲器和电荷泵；
所述的第六偏置电流源I5一端连接电源端，另一端连接于第二NMOS管N3漏极；
所述PMOS管P2源极连接于开关管P3源极，漏极连接于第二NMOS管N3源极和第五偏置电流源I4一端；
所述的第二NMOS管源极连接于第五偏置电流源另一端并接地；
所述的缓冲器一端连接于第二NMOS漏极，另一端通过电荷泵连接于PMOS管源极。
所述的第一PMOS镜像管P0、第二PMOS镜像管P1为两电流镜像管。
设计中，要求I1>2*I0，P0、P1为两电流镜像管，处于饱和区时，流过的电流相等。当电源电压>Vref+VthP0+VthN1时，N2门极电压被钳位Vref+VthP0+VthN1电位上，VLDO＝Vref+VthP0，VLDO为N2的源极电压，同时IP0＝I1/2>I0，N0门极电压被拉高，Vddldet置低；当电源电压<Vref+VthP0+VthN1时，N2门极电压＝VDD，VLDO＝VDD-VthN2<Vref+VthP0，同时N1、P0、P1无法开启，IP0电流小于I0，因此N0门极电压被拉低，Vddldet置高。
所述的开关电路由第一NMOS管漏极电压Vddldet控制：
当电源电压＞Vref+VthP0+VthN1时，Vddldet置低，开关电路开启，Vout由所述带电源检测的源跟随电路产生；
当电源电压＞Vref+VthP0+VthN1时，Vddldet置高，开关电路关闭，Vout由电荷泵产生；
VthP0为第一PMOS镜像管的阈值电压，VthN1为第一本征管的阈值电压。
所述的PMOS管阈值电压小于第一PMOS镜像管、第二PMOS镜像管的阈值电压；
当检测到Vout＞Vref+VthP2时电荷泵关闭，反之电荷泵开启；
VthP2为PMOS管P2的阈值电压。即当电源电压>Vref+VthP0+VthN1时，Vout＝VLDO＝Vref+VthP0>Vref+VthP2，电荷泵关闭；当电源电压<Vref+VthP0+VthN1时，由电荷泵产生Vout，并维持在Vref+VthP2附近。
综上所述，本发明一种升降压电压转换电路，针对宽输入电压应用范围，生成一个稳定的输出电压，有效的将输出电压稳定在目标电压范围内。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种升降压电压转换电路，其特征在于，包含：
带电源检测的源跟随电路，用于根据输入不同的电源电压值，输出对应的高/低电平；
带输出电压检测电荷泵电路，其包含一电荷泵，当输出电压高于或低于目标电压时，电荷泵相应地关闭或打开；
连接于带电源检测的源跟随电路的开关电路，所述的开关电路根据带电源检测的源跟随电路输出的高/低电平，选择带电源检测的源跟随电路或带输出电压检测电荷泵电路给输出充电，使得输出电压Vout稳定在目标电压的范围内。
2.如权利要求1所述的升降压电压转换电路，其特征在于，所述的带电源检测的源跟随电路包含：
第一偏置电流源、第二偏置电流源、第三偏置电流源、第四偏置电流源、第一NMOS管、第一PMOS镜像管、第二PMOS镜像管、第一本征管和第二本征管；
所述第二偏置电流源一端连接于第三偏置电流源一端，且与电源端相连；
所述第一本征管的门极与漏极短接后连接于第二偏置电流源另一端；
所述第二本征管的漏极连接于电源端，其源极连接于第四偏置电流源一端，门极连接于第一本征管漏极；
所述第一PMOS镜像管和第二PMOS镜像管门极连接一参考电压Vref，其源极连接于第一本征管的源极，所述第一PMOS镜像管漏极与第一偏置电流源一端相连；
所述的第一NMOS管漏极连接于第三偏置电流源另一端，其门极连接于第一PMOS镜像管漏极；
所述的第一NMOS管源极、第一偏置电流源另一端、第二PMOS镜像管漏极和第四偏置电流源另一端分别接地。
3.如权利要求2所述的升降压电压转换电路，其特征在于，所述的开关电路包含：开关管和第一缓冲器；
所述的第一缓冲器一端连接于第一NMOS管漏极，另外两端分别连接开关管的门极和源极；
所述的开关管漏极连接于第二本征管源极；
所述开关管源极连接输出电压Vout。
4.如权利要求3所述的升降压电压转换电路，其特征在于，所述的带输出电压检测电荷泵电路包含：
第五偏置电流源、第六偏置电流源、第二NMOS管、PMOS管和第二缓冲器；
所述的第六偏置电流源一端连接电源端，另一端连接于第二NMOS管漏极；
所述PMOS管源极连接于开关管源极，漏极连接于第二NMOS管源极和第五偏置电流源一端；
所述的第二NMOS管源极连接于第五偏置电流源另一端并接地；
所述的缓冲器一端连接于第二NMOS漏极，另一端通过电荷泵连接于PMOS管源极。
5.如权利要求4所述的升降压电压转换电路，其特征在于，所述的开关电路由第一NMOS管漏极电压Vddldet控制：
当电源电压＞Vref+VthP0+VthN1时，Vddldet置低，开关电路开启，Vout由所述带电源检测的源跟随电路产生；
当电源电压＞Vref+VthP0+VthN1时，Vddldet置高，开关电路关闭，Vout由电荷泵产生；
VthP0为第一PMOS镜像管的阈值电压，VthN1为第一本征管的阈值电压。
6.如权利要求4所述的升降压电压转换电路，其特征在于，所述的PMOS管阈值电压小于第一PMOS镜像管、第二PMOS镜像管的阈值电压；
当检测到Vout＞Vref+VthP2时电荷泵关闭，反之电荷泵开启；
VthP2为PMOS管的阈值电压。
7.如权利要求2所述的升降压电压转换电路，其特征在于，所述的第一PMOS镜像管、第二PMOS镜像管为两电流镜像管。
CN201711382783.4A 2017-12-20 2017-12-20 一种升降压电压转换电路 Active CN108233701B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711382783.4A CN108233701B (zh) 2017-12-20 2017-12-20 一种升降压电压转换电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711382783.4A CN108233701B (zh) 2017-12-20 2017-12-20 一种升降压电压转换电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108233701A true CN108233701A (zh) 2018-06-29
CN108233701B CN108233701B (zh) 2020-04-28

Family

ID=62652586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711382783.4A Active CN108233701B (zh) 2017-12-20 2017-12-20 一种升降压电压转换电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108233701B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111384940A (zh) * 2019-12-16 2020-07-07 苏州大学 一种高线性度宽摆幅cmos电压跟随器
CN111462708A (zh) * 2020-04-29 2020-07-28 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 电压转换电路、电压转换方法及显示装置
CN113760032A (zh) * 2021-09-18 2021-12-07 普冉半导体(上海)股份有限公司 一种低功耗钳位电路

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5162668A (en) * 1990-12-14 1992-11-10 International Business Machines Corporation Small dropout on-chip voltage regulators with boosted power supply
US6184746B1 (en) * 1999-08-13 2001-02-06 Advanced Micro Devices, Inc. PLL power supply filter (with pump) having a wide voltage range and immunity to oxide overstress
CN101847026A (zh) * 2010-05-18 2010-09-29 北京航空航天大学 混合信号集成电路片上稳压器
CN103457597A (zh) * 2012-05-31 2013-12-18 快捷半导体(苏州)有限公司 包括过应力保护的转换器
CN105450191A (zh) * 2014-08-06 2016-03-30 北京卓锐微技术有限公司 一种两线硅麦克风放大器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5162668A (en) * 1990-12-14 1992-11-10 International Business Machines Corporation Small dropout on-chip voltage regulators with boosted power supply
US6184746B1 (en) * 1999-08-13 2001-02-06 Advanced Micro Devices, Inc. PLL power supply filter (with pump) having a wide voltage range and immunity to oxide overstress
CN101847026A (zh) * 2010-05-18 2010-09-29 北京航空航天大学 混合信号集成电路片上稳压器
CN103457597A (zh) * 2012-05-31 2013-12-18 快捷半导体(苏州)有限公司 包括过应力保护的转换器
CN105450191A (zh) * 2014-08-06 2016-03-30 北京卓锐微技术有限公司 一种两线硅麦克风放大器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111384940A (zh) * 2019-12-16 2020-07-07 苏州大学 一种高线性度宽摆幅cmos电压跟随器
CN111462708A (zh) * 2020-04-29 2020-07-28 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 电压转换电路、电压转换方法及显示装置
CN113760032A (zh) * 2021-09-18 2021-12-07 普冉半导体(上海)股份有限公司 一种低功耗钳位电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN108233701B (zh) 2020-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103575964B (zh) 一种功率开关管的过流检测电路和方法
CN107464581B (zh) 灵敏放大器电路
US9595822B2 (en) Reverse battery protection device and operating method thereof
CN108233701A (zh) 一种升降压电压转换电路
CN101795129A (zh) 上电复位电路
CN105099181B (zh) 一种用于buck变换器的导通时间产生电路
CN204131388U (zh) Pfc电路和空调器
CN103841730A (zh) 一种用于led驱动的线电压补偿电路
CN101316044B (zh) 可提供逆向电流与突波电流保护的充电装置
CN106786477B (zh) 一种防止电流倒灌电源的保护电路
CN105826902B (zh) 一种用于开关电源变换电路的过流保护补偿系统
US20140361730A1 (en) Bi-directional switching regulator and control circuit thereof
CN104767518A (zh) 基于cmos的衬底转换电路
CN105630054B (zh) 迟滞电压比较器
CN102983557B (zh) 一种电池保护电路及其充电功率开关控制信号产生电路
CN205753623U (zh) 一种电源切换电路
CN101153880A (zh) 负电压检测器
CN209201038U (zh) 一种多电压域复位延迟电路
CN207283519U (zh) 一种复位延迟电路
CN107222191A (zh) 一种上电复位电路
CN104319869B (zh) 用于汽车电子设备的锂电池双电源选择电路
CN106374888A (zh) 一种基于反相器环路振荡的三角波发生器
CN105743059A (zh) 一种基准源和电阻构成的输出过流保护电路
US10025749B2 (en) Tracking circuit and method
CN104079171B (zh) 一种具有快速响应特性的dc‑dc变换器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address

Address after: Room 504, 560 Shengxia Road, Pudong New Area, Shanghai 200000

Patentee after: Praran semiconductor (Shanghai) Co.,Ltd.

Address before: 201210 Pudong New Area, Shanghai, China (Shanghai) free trade pilot area 406 406, Sheng Xia Road.

Patentee before: PUYA SEMICONDUCTOR (SHANGHAI) Co.,Ltd.

CP03 Change of name, title or address