CN110492735A - 电荷泵的电容自检查和软启电电路及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电荷泵的电容自检查和软启电电路及其实现方法，主要用于电荷泵在六种工作模式下对CBoot、CFLY电容的开短路情况的检查，完成CBoot/CFLY的预充电，解决现有电荷泵六种工作模式下电容自检查和软启电电路逻辑和电路实现复杂的问题。该电路包括分别独立的合并电荷泵2：1充电器和1：1充电器模式下的自检查和软启电电路、合并电荷泵2：1正向电压变换器和1：1正向直传开关模式下的自检查和软启电电路、合并电荷泵1：2反向电压变换器和1：1反向直传开关模式下的自检查和软启电电路。本发明通过上述设计，使电荷泵的六种工作模式尽可能复用，减少逻辑和电路实现的复杂度，避免电路在启动时产生很大的电流烧坏器件，保障系统安全。

Description

电荷泵的电容自检查和软启电电路及其实现方法
技术领域
本发明涉及一种电荷泵检测电路，具体地说，是涉及一种电荷泵的电容自检查和软启电电路及其实现方法。
背景技术
电荷泵是利用电容存储能量的开关变换器，其中，利用开关使得电容在供电和放电状态之间切换，从而可以提升或降低供电电压。在移动终端或便携式电子设备中，供电电源的电压可能低于工作电压，电荷泵可以将供电电源的电压提供之后系统工作，例如，电荷泵产生的电压在3.3V至4.0V范围内，从而满足电子设备的工作需要。
图1所示为电荷泵兼直传开关示意图，该电荷泵结构有六种工作模式：a.2：1充电器，b.1：1充电器，c.2：1正向电压变换器，d.1：1正向直传开关，e.1:2反向电压变换器和f.1:1反向直传开关。每种工作模式都需要检查CFLY/CBoot电容的开短路以确保安全，同时也需要软启动将CFLY和COUT电压预充放到稳态值。
四个功率管Q1/2/3/4如图1所示连接。可以兼容支持以下四种应用场景。
1.2：1充电器。
在这种应用场景下，VY接到电池，VX接电压源，VX的电压略高于两倍的VY。稳态充电有两个相位，一个相位时Q1/Q3导通，Q2/Q4关断，VX既给CFLY充电也为电池充电；另一个相位时Q2/Q4导通，Q1/Q3关断，CFLY放电同时给电池充电。在稳态时，CFLY电容在两个相位的充放电荷相等，在一个周期内CFLY电压保持不变。
但是初始的时候CFLY/CBoot的状态不确定，需要检查电容的开短路情况。同样CFLY电压也不确定，需要将CFLY电压预充到电池电压，否则在Q1/Q3或Q2/Q4导通瞬间会有很大的电流可能烧坏器件。
2.1：1充电器。
在这种应用场景下，VY接到电池，VX接电压源，VX的电压略高于VY。稳态时，Q1/Q2/Q4保持导通，Q3关断。Q1和Q2的导通，使得VX直接给VY充电。Q4的导通是将CFLY电容并联到电池上，这样既利用了CFLY，让其作为滤波电容；同时也让CFLY电压保持与电池电压一致，可以直接由1：1充电器模式切换到2：1充电器模式。
同样，初始的时候CFLY/CBoot的状态不确定，需要检查电容的开短路情况。同样CFLY电压也不确定，最好将CFLY电压预充到电池电压，否则在Q1/Q2/Q4导通瞬间会有很大的电流可能烧坏器件。
3.2：1正向电压变换器
在这种应用场景下，VX接电压源，VY接对地的负载。稳态工作时也是两个相位，一个相位Q1/Q3导通，Q2/Q4关断；另一个相位Q2/Q4导通，Q1/Q3关断。从而在VY端近似得到一半的VX电压。
但是初始的时候CFLY/CBoot的状态不确定，需要检查电容的开短路情况。同样CFLY电压也不确定，需要将CFLY电压预充到电池电压，否则在Q1/Q3或Q2/Q4导通瞬间会有很大的电流可能烧坏器件。
4.1：1正向直传开关
在这种应用场景下，VX接电压源，VY接对地的负载。稳态时，Q1/Q2/Q4保持导通，Q3关断。Q1和Q2的导通，使得在VY端近似得到VX电压。Q4的导通是将CFLY电容并联到电池上，这样既利用了CFLY，让其作为滤波电容；同时也让CFLY电压保持与电池电压一致，可以直接由1：1正向直传开关模式切换到2：1正向电压变换器模式。
同样，初始的时候CFLY/CBoot的状态不确定，需要检查电容的开短路情况。同样CFLY电压也不确定，最好将CFLY电压预充到电池电压，否则在Q1/Q2/Q4导通瞬间会有很大的电流可能烧坏器件。
5.1：2反向电压变换器
在这种应用场景下，VY接电压源，VX接对地的负载。稳态工作时也是两个相位，一个相位Q1/Q3导通，Q2/Q4关断；另一个相位Q2/Q4导通，Q1/Q3关断。从而在VX端近似得到两倍的VY电压。
但是初始的时候CFLY/CBoot的状态不确定，需要检查电容的开短路情况。同样CFLY电压也不确定，需要将CFLY电压预充到电池电压，否则在Q1/Q3或Q2/Q4导通瞬间会有很大的电流可能烧坏器件。
6.1：1反向直传开关
在这种应用场景下，VY接电压源，VX接对地的负载。稳态时，Q1/Q2/Q4保持导通，Q3关断。Q1和Q2的导通，使得在VX端近似得到VY电压。Q4的导通是将CFLY电容并联到电池上，这样既利用了CFLY，让其作为滤波电容；同时也让CFLY电压保持与电池电压一致，可以直接由1：1反向直传开关模式切换到1：2反向电压变换器模式。
同样，初始的时候CFLY/CBoot的状态不确定，需要检查电容的开短路情况。同样CFLY电压也不确定，最好将CFLY电压预充到电池电压，否则在Q1/Q2/Q4导通瞬间会有很大的电流可能烧坏器件。
7.特别说明
VY接电池或者接对地负载对初始化有很大的影响。如果VY接电池，可以利用VY的电池电源，但也要小心不能将VY短地。如果VY接对地负载，则可以将VY短地，但是VY的启电过程很有可能是带载启电，需要一定的带载能力。
VX一侧也类似。特别之处是，如果是VX接负载的反向模式，初始时电路中不存在一定高于VY的电压，这点与正向模式很不同，增加了初始化的复杂性。
图2显示了更实际的电荷泵兼直传开关的架构图。相比于图1，多了四个功率管Q5/6/7/8和两个电容CBoot2/CFLY2。对于2：1或1：2模式，多的功率管Q5/6/7/8和原功率管Q1/2/3/4错开180度相位开关，即在相位一，Q1/3/6/8导通，Q2/4/5/7关断，在相位二，Q1/3/6/8关断，Q2/4/5/7导通。对于1：1直传开关，正常工作时为Q1/2/4/5/6/8导通，Q3/7关断。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电荷泵的电容自检查和软启电电路及其实现方法，主要用于电荷泵在六种工作模式下对CBoot、CFLY电容的开短路情况的检查，完成CBoot/CFLY的预充电，解决现有电荷泵六种工作模式下电容自检查和软启电电路逻辑和电路实现复杂的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种电荷泵的电容自检查和软启电电路，包括分别独立的合并电荷泵2：1充电器和1：1充电器模式下的自检查和软启电电路、合并电荷泵2：1正向电压变换器和1：1正向直传开关模式下的自检查和软启电电路、合并电荷泵1：2反向电压变换器和1：1反向直传开关模式下的自检查和软启电电路。
进一步地，所述合并电荷泵2：1充电器和1：1充电器模式下的自检查和软启电电路包括正极输入电荷泵芯片BT1引脚和CFH1引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP1，串联后一端与电荷泵芯片BT1引脚相连另一端与电荷泵芯片CFH1引脚相连的电阻R1、开关S1，正极输入电荷泵芯片CFH1引脚和CFL1引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP2，串联后一端与电荷泵芯片CFH1引脚相连另一端与电荷泵芯片CFL1引脚相连的电阻R2、开关S2，负极与电荷泵芯片CFL1引脚相连、正极接基准电压VREF的比较器OP3，正极输入电荷泵芯片BT2引脚和CFH2引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP4，串联后一端与电荷泵芯片BT2引脚相连另一端与电荷泵芯片CFH2引脚相连的电阻R3、开关S3，正极输入电荷泵芯片CFH2引脚和CFL2引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP5，串联后一端与电荷泵芯片CFH2引脚相连另一端与电荷泵芯片CFL2引脚相连的电阻R4、开关S4，负极与电荷泵芯片CFL2引脚相连、正极接基准电压VREF的比较器OP6，与电荷泵芯片PMID引脚相连的电流源IPMID1，与IPMID1相连的开关S5，负极与开关S5另一端及电荷泵芯片CFH1引脚均相连、正极接电荷泵芯片OUT引脚的比较器OP7，串联后一端与比较器OP7的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND1、开关S6，串联后一端与比较器OP3的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND2、开关S7，与电荷泵芯片PMID引脚相连的电流源IPMID2，与IPMID2相连的开关S8，负极与开关S8另一端及电荷泵芯片CFH2引脚均相连、正极接电荷泵芯片OUT引脚的比较器OP8，串联后一端与比较器OP8的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND3、开关S9，串联后一端与比较器OP3的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND4、开关S10，一端与电荷泵芯片BT1引脚相连的电流源I1，与电流源I1另一端相连的内部电荷泵P1，以及一端与电荷泵芯片BT2引脚相连的电流源I2，与电流源I2另一端相连的内部电荷泵P2。
进一步地，所述合并电荷泵2：1正向电压变换器和1：1正向直传开关模式下的自检查和软启电电路包括正极输入电荷泵芯片BT1引脚和CFH1引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP9，串联后一端与电荷泵芯片BT1引脚相连另一端与电荷泵芯片CFH1引脚相连的电阻R5、开关S11，负极与电荷泵芯片CFL1引脚相连、正极接基准电压VREF的比较器OP10，正极输入电荷泵芯片BT2引脚和CFH2引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP11，串联后一端与电荷泵芯片BT2引脚相连另一端与电荷泵芯片CFH2引脚相连的电阻R6、开关S12，负极与电荷泵芯片CFL2引脚相连、正极接基准电压VREF的比较器OP12，与电荷泵芯片PMID引脚相连的电流源IPMID3，与IPMID3相连的开关S13，负极与开关S13另一端及电荷泵芯片CFH1引脚均相连、正极接电荷泵芯片OUT引脚的比较器OP13，串联后一端与比较器OP13的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND5、开关S14，串联后一端与比较器OP10的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND6、开关S15，与电荷泵芯片PMID引脚相连的电流源IPMID4，与IPMID4相连的开关S16，负极与开关S16另一端及电荷泵芯片CFH2引脚均相连、正极接电荷泵芯片OUT引脚的比较器OP14，串联后一端与比较器OP14的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND7、开关S17，串联后一端与比较器OP3的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND8、开关S18，串联后一端与电荷泵芯片PMID引脚相连另一端与电荷泵芯片OUT引脚相连的电流源IPMID5、开关S19，串联后一端与电荷泵芯片OUT引脚相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND9、开关S20，以及负极与电荷泵芯片OUT引脚相连正极接基准电压VREF的比较器OP15。
进一步地，所述合并电荷泵1：2反向电压变换器和1：1反向直传开关模式下的自检查和软启电电路包括正极输入电荷泵芯片BT1引脚和CFH1引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP16，串联后一端与电荷泵芯片BT1引脚相连另一端与电荷泵芯片CFH1引脚相连的电阻R7、开关S21，正极输入电荷泵芯片CFH1引脚和CFL1引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP17，串联后一端与电荷泵芯片CFH1引脚相连另一端与电荷泵芯片CFL1引脚相连的电阻R8、开关S22，负极与电荷泵芯片CFL1引脚相连、正极接基准电压VREF的比较器OP18，正极输入电荷泵芯片BT2引脚和CFH2引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP19，串联后一端与电荷泵芯片BT2引脚相连另一端与电荷泵芯片CFH2引脚相连的电阻R9、开关S23，正极输入电荷泵芯片CFH2引脚和CFL2引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP20，串联后一端与电荷泵芯片CFH2引脚相连另一端与电荷泵芯片CFL2引脚相连的电阻R10、开关S24，负极与电荷泵芯片CFL2引脚相连、正极接基准电压VREF的比较器OP21，与电荷泵芯片OUT引脚相连的电流源IOUT1，与IOUT1相连的开关S25，负极与开关S25另一端及电荷泵芯片CFH1引脚均相连、正极接电荷泵芯片OUT引脚的比较器OP22，串联后一端与比较器OP22的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND10、开关S26，串联后一端与比较器OP18的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND11、开关S27，与电荷泵芯片OUT引脚相连的电流源IOUT2，与IOUT1相连的开关S28，负极与开关S28另一端及电荷泵芯片CFH2引脚均相连、正极接电荷泵芯片OUT引脚的比较器OP23，串联后一端与比较器OP23的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND12、开关S29，以及串联后一端与比较器OP3的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND13、开关S30，串联后一端与电荷泵芯片PMID引脚相连且另一端与电荷泵芯片GND引脚的电流源IPMID6、开关S31，串联后一端与电荷泵芯片PMID引脚相连且另一端与电荷泵芯片OUT引脚的电流源IOUT3、开关S32，一端与电荷泵芯片BT1引脚相连的电流源I3，与电流源I3另一端相连的内部电荷泵P3，以及一端与电荷泵芯片BT2引脚相连的电流源I4，与电流源I4另一端相连的内部电荷泵P4。
基于上述的电荷泵的电容自检查和软启电电路，本发明还提供一种电荷泵的电容自检查和软启电电路的实现方法，包括合并电荷泵2：1充电器和1：1充电器模式下的自检查和软启电电路的实现方法、合并电荷泵2：1正向电压变换器和1：1正向直传开关模式下的自检查和软启电电路的实现方法、合并电荷泵1：2反向电压变换器和1：1反向直传开关模式下的自检查和软启电电路的实现方法。
进一步地，所述合并电荷泵2：1充电器和1：1充电器模式下的自检查和软启电电路的实现方法具体包括如下步骤：
(1)启动电路时，利用电荷泵芯片的计时器开始计时时间T1，用电流源IGND2电流下拉CFLYx，对CFLYx进行短路检测，若计时结束电路还处于短路检测状态，则CFLYx处于短路状态，结束等待时间T2后，根据比较器的比较结果，如果CFLx的电压低于比较器接入的基准电压，则进入步骤(2)；
(2)用电阻短路CFHx和CFLx，重新启动计时时间T3，通过比较器比较基准电压与电荷泵芯片BT1引脚、CFH1引脚之间压差的结果对CFLYx进行断路检测，计时结束时，如果CFLYx两端的电压小于基准电压，则判断CFLYx为断路，否则进入步骤(3)；
(3)导通Q4或Q8，用30mA电流下拉CFHx，再次启动计时T4，计时结束，通过比较器比较CFHx两端电压与基准电压之间的结果对CBootx进行短路检测，若CFHx两端电压高于或等于VOUT与基准电压之差，则判断CBootx处于短路状态，若CFHx两端电压低于VOUT与基准电压之差，则根据电荷泵的工作模式进入步骤(4)或步骤(5)；
(4)若电荷泵处于2：1充电器工作模式，通过关断Q4、Q8，停止用30mA电流下拉CFHx，导通Q3或Q7，用电阻短路CBootx，启动计时时间T5，对CBootx进行断路检测，通过比较器判断CBootx两端电压与基准电压的结果判断CBootx的状态，计时时间T5结束，若CBootx两端电压低于基准电压，则对CBootx进行断路报错，并锁存电路，若CBootx两端电压高于基准电压则进入步骤(8)；
(5)若电荷泵处于1：1充电器工作模式，通过继续导通Q4或Q8，继续用30mA电流下拉CFHx，用3倍VOUT的内部电荷泵为CBoot充电，启动计时时间T6，再次对CBootx进行短路检测，通过比较器判断CBootx两端电压与基准电压的结果判断CBootx的状态，计时时间T6结束，若CBootx两端电压低于基准电压，则对CBootx进行短路报错，并锁存电路，若CBootx两端电压高于基准电压则进入步骤(6)；
(6)继续导通Q4或Q8，停止用30mA电流下拉CFHx，用电阻短路CBootx，启动计时时间T7，对CBootx进行断路检测，通过比较器判断CBootx两端电压与基准电压的结果判断CBootx的状态，计时时间T7结束，若CBootx两端电压低于基准电压，则对CBootx进行断路报错，并锁存电路，若CBootx两端电压高于基准电压则进入步骤(7)；
(7)只导通Q4或Q8，等待时间T8后，用来自PMID的电流上拉CFHx，启动计时时间T9，对CFLYx进行预充电，通过比较器比较CFHx两端的电压与OUT电压的关系分别判断电荷泵处于2：1充电器工作模式和电荷泵处于1：1充电器工作模式下CFLYx的状态，计时时间T9结束，若CFHx的电压不高于VOUT，则对处于2：1充电器工作模式的CFLYx和处于1：1充电器工作模式的CFLYx进行预充电报错，并锁存电路，否则CFLYx所在的四管支路已经准备好，强制相应的Q2、Q4或Q6、Q8导通；
(8)两个CFLYx都为高，自检查和软起电结束，2：1充电器工作模式下的电荷泵按照180度相位差开始正常工作，1：1充电器工作模式下的电荷泵即刻导通Q1、Q2、Q4、Q5、Q6、Q8开始正常工作；
其中，由于两边电路对称，x代表1或2。
进一步地，所述合并电荷泵2：1正向电压变换器和1：1正向直传开关模式下的自检查和软启电电路的实现方法具体包括如下步骤：
(1)启动电路时，用30mA电流下拉CFHx、CFLx、OUT，并利用电荷泵芯片的计时器启动计时时间T1，对CBootx进行短路检测，若计时时间T1结束，电路还处于短路检测状态，则CBootx处于短路状态，否则等待时间T2后，根据比较器的比较结果，如果CFLx的电压低于比较器OP3接入的基准电压，则进入步骤(2)；
(2)导通Q4、Q8，用来自PMID的电流对CFLYx充电，启动计时时间T3，通过比较器比较CFLYx两端电压与基准电压对CFLYx进行断路检测，计时时间T3结束，若CFLYx电容电压大于基准电压，则对CFLYx电容进行断路报错，并锁存电路，否则进入步骤(3)；
(3)关断Q4、Q8，用电阻短路BTx和CFHx，启动计时时间T4，通过比较器比较CBootx两端电压与基准电压对CBootx进行断路检测，计时时间T4结束，若CBootx电容电压大于基准电压，则对CBootx电容进行断路报错，并锁存电路，否则进入步骤(4)；
(4)导通Q2、Q4、Q6、Q8，用一路来自PMID的多档可调电流对COUT充电，启动计时时间T5，在电荷泵2：1正向电压变换器工作模式下，通过比较器比较VOUT两端电压与PMID/2的关系对CFLYx进行状态检测，计时时间T5结束，若VOUT电容电压不高于PMID/2，则对CFLYx进行短路报错，并锁存电路，否则自检查和软起电结束，电荷泵即刻按照180度相位差开始正常工作；在电荷泵1：1正向电压变换器工作模式下，通过比较器比较VOUT两端电压与PMID与基准电压之差的电压之间的关系对CFLYx进行状态检测，计时时间T5结束，若VOUT电容电压不高于PMID/2，则CFLYx进行短路报错，并锁存电路，否则自检查和软起电结束，电荷泵即刻Q1、Q2、Q4、Q5、Q6、Q8开始正常工作；
其中，由于两边电路对称，x代表1或2。
进一步地，所述合并电荷泵1：2反向电压变换器和1：1反向直传开关模式下的自检查和软启电电路的实现方法具体包括如下步骤：
(1)启动电路时，用30mA电流下拉CFLx，并利用电荷泵芯片的计时器启动计时时间T1，对CFLYx进行短路检测，若计时时间T1结束，电路还处于短路检测状态，则对则CFLYx进行短路报错，并锁存电路，否则等待时间T2后，通过比较器的比较CFLx两端电压与基准电压的关系，如果CFLx的电压低于比较器接入的基准电压，则进入步骤(2)；
(2)用电阻短路CFHx和CFLx，启动计时时间T3，通过比较器比较CFLYx两端电压与基准电压对CFLYx进行断路检测，计时时间T3结束，若CFLYx电容电压小于基准电压，则对CBootx电容进行断路报错，并锁存电路，否则，进入步骤(3)；
(3)导通Q4、Q8，用30mA电流下拉CFHx、PMID，启动计时时间T16，通过比较器分别比较CFHx与VOUT和基准电压之差电压之间关系、PMID两端电压与VOUT和基准电压之差电压之间关系对CFHx状态进行检测，计时时间T4结束，并等待时间T5后，若CFHx、PMID电容电压大于VOUT与基准电压之差，则判断CFHx电容下拉电流失败，进行报错并锁存电路，否则进入步骤(4)；
(4)继续导通Q4、Q8，继续用30mA电流下拉CFHx，用三倍VOUT电压的内部电荷泵对CBootx充电，启动计时时间T6，通过比较器比较CBootx两端电压与基准电压对CBootx进行短路检测，计时时间T6结束，若CBootx电容电压小于基准电压，则对CBootx电容进行短路报错，，并锁存电路，否则，进入步骤(5)；
(5)继续导通Q4、Q8，继续用30mA电流下拉CFHx、PMID，用电阻短路CBootx，启动计时时间T7，通过比较器比较CBootx两端电压与基准电压对CBootx进行断路检测，计时时间T7结束，若CBootx电容电压小于基准电压，则对Cbootx进行断路报错，并锁存电路，否则，进入步骤(6)；
(6)继续导通Q4、Q8，用来自VOT的电流上拉PMID、CFHx，启动计时时间T20，通过比较器分别比较CFHx与VOUT和基准电压之差电压之间关系、PMID两端电压与VOUT和基准电压之差电压之间关系对CFHx状态进行检测，计时时间T8结束，若CFHx、PMID电容电压不都高于VOUT与基准电压之差，则判断CFLYx预充电失败，否则进入步骤(7)；
(7)自检查和软起电结束，1：1反向直传开关模式下的电荷泵即刻正常工作，1：2反向电压变换器模式下的电荷泵开始进一步的软起电；
其中，由于两边电路对称，x代表1或2。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过电荷泵电路结构进行创新设计，使电荷泵的六种工作模式尽可能复用，减少逻辑和电路实现的复杂度，完成电荷泵电路在六种工作模式下电容开短路情况的自检查和软起动，避免电路在启动时功率管导通瞬间产生很大的电流烧坏器件，保障系统安全。
(2)本发明通过控制功率管的通断实现电荷泵两种工作模式下合并的电容自检查和软启动，电路实现方法简单，电容自检查高效准确。
附图说明
图1为电荷泵兼直传开关的结构示意图。
图2为电荷泵兼直传开关实际架构的结构示意图。
图3为本发明合并电荷泵2：1充电器和1：1充电器模式下的自检查和软启电电路。
图4为本发明合并电荷泵2：1正向电压变换器和1：1正向直传开关模式下的自检查和软启电电路。
图5为本发明合并电荷泵1：2反向电压变换器和1：1反向直传开关模式下的自检查和软启电电路。
图6为本发明合并2：1充电器和1：1充电器的自检查和软启动方法实现流程图。
图7为本发明合并2：1正向电压变换器和1：1正向直传开关的自检查和软启动方法实现流程图。
图8为本发明合并1：2反向电压变换器和1：1反向直传开关的自检查和软启动方法实现流程图。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
实施例
如图3～5所示，本发明公开的一种电荷泵的电容自检查和软启电电路，包括分别独立的合并电荷泵2：1充电器和1：1充电器模式下的自检查和软启电电路、合并电荷泵2：1正向电压变换器和1：1正向直传开关模式下的自检查和软启电电路、合并电荷泵1：2反向电压变换器和1：1反向直传开关模式下的自检查和软启电电路。
进一步地，所述合并电荷泵2：1充电器和1：1充电器模式下的自检查和软启电电路包括正极输入电荷泵芯片BT1引脚和CFH1引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP1，串联后一端与电荷泵芯片BT1引脚相连另一端与电荷泵芯片CFH1引脚相连的电阻R1、开关S1，正极输入电荷泵芯片CFH1引脚和CFL1引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP2，串联后一端与电荷泵芯片CFH1引脚相连另一端与电荷泵芯片CFL1引脚相连的电阻R2、开关S2，负极与电荷泵芯片CFL1引脚相连、正极接基准电压VREF的比较器OP3，正极输入电荷泵芯片BT2引脚和CFH2引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP4，串联后一端与电荷泵芯片BT2引脚相连另一端与电荷泵芯片CFH2引脚相连的电阻R3、开关S3，正极输入电荷泵芯片CFH2引脚和CFL2引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP5，串联后一端与电荷泵芯片CFH2引脚相连另一端与电荷泵芯片CFL2引脚相连的电阻R4、开关S4，负极与电荷泵芯片CFL2引脚相连、正极接基准电压VREF的比较器OP6，与电荷泵芯片PMID引脚相连的电流源IPMID1，与IPMID1相连的开关S5，负极与开关S5另一端及电荷泵芯片CFH1引脚均相连、正极接电荷泵芯片OUT引脚的比较器OP7，串联后一端与比较器OP7的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND1、开关S6，串联后一端与比较器OP3的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND2、开关S7，与电荷泵芯片PMID引脚相连的电流源IPMID2，与IPMID2相连的开关S8，负极与开关S8另一端及电荷泵芯片CFH2引脚均相连、正极接电荷泵芯片OUT引脚的比较器OP8，串联后一端与比较器OP8的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND3、开关S9，串联后一端与比较器OP3的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND4、开关S10，一端与电荷泵芯片BT1引脚相连的电流源I1，与电流源I1另一端相连的内部电荷泵P1，以及一端与电荷泵芯片BT2引脚相连的电流源I2，与电流源I2另一端相连的内部电荷泵P2。
所述合并电荷泵2：1正向电压变换器和1：1正向直传开关模式下的自检查和软启电电路包括正极输入电荷泵芯片BT1引脚和CFH1引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP9，串联后一端与电荷泵芯片BT1引脚相连另一端与电荷泵芯片CFH1引脚相连的电阻R5、开关S11，负极与电荷泵芯片CFL1引脚相连、正极接基准电压VREF的比较器OP10，正极输入电荷泵芯片BT2引脚和CFH2引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP11，串联后一端与电荷泵芯片BT2引脚相连另一端与电荷泵芯片CFH2引脚相连的电阻R6、开关S12，负极与电荷泵芯片CFL2引脚相连、正极接基准电压VREF的比较器OP12，与电荷泵芯片PMID引脚相连的电流源IPMID3，与IPMID3相连的开关S13，负极与开关S13另一端及电荷泵芯片CFH1引脚均相连、正极接电荷泵芯片OUT引脚的比较器OP13，串联后一端与比较器OP13的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND5、开关S14，串联后一端与比较器OP10的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND6、开关S15，与电荷泵芯片PMID引脚相连的电流源IPMID4，与IPMID4相连的开关S16，负极与开关S16另一端及电荷泵芯片CFH2引脚均相连、正极接电荷泵芯片OUT引脚的比较器OP14，串联后一端与比较器OP14的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND7、开关S17，串联后一端与比较器OP3的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND8、开关S18，串联后一端与电荷泵芯片PMID引脚相连另一端与电荷泵芯片OUT引脚相连的电流源IPMID5、开关S19，串联后一端与电荷泵芯片OUT引脚相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND9、开关S20，以及负极与电荷泵芯片OUT引脚相连正极接基准电压VREF的比较器OP15。
所述合并电荷泵1：2反向电压变换器和1：1反向直传开关模式下的自检查和软启电电路包括正极输入电荷泵芯片BT1引脚和CFH1引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP16，串联后一端与电荷泵芯片BT1引脚相连另一端与电荷泵芯片CFH1引脚相连的电阻R7、开关S21，正极输入电荷泵芯片CFH1引脚和CFL1引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP17，串联后一端与电荷泵芯片CFH1引脚相连另一端与电荷泵芯片CFL1引脚相连的电阻R8、开关S22，负极与电荷泵芯片CFL1引脚相连、正极接基准电压VREF的比较器OP18，正极输入电荷泵芯片BT2引脚和CFH2引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP19，串联后一端与电荷泵芯片BT2引脚相连另一端与电荷泵芯片CFH2引脚相连的电阻R9、开关S23，正极输入电荷泵芯片CFH2引脚和CFL2引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP20，串联后一端与电荷泵芯片CFH2引脚相连另一端与电荷泵芯片CFL2引脚相连的电阻R10、开关S24，负极与电荷泵芯片CFL2引脚相连、正极接基准电压VREF的比较器OP21，与电荷泵芯片OUT引脚相连的电流源IOUT1，与IOUT1相连的开关S25，负极与开关S25另一端及电荷泵芯片CFH1引脚均相连、正极接电荷泵芯片OUT引脚的比较器OP22，串联后一端与比较器OP22的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND10、开关S26，串联后一端与比较器OP18的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND11、开关S27，与电荷泵芯片OUT引脚相连的电流源IOUT2，与IOUT1相连的开关S28，负极与开关S28另一端及电荷泵芯片CFH2引脚均相连、正极接电荷泵芯片OUT引脚的比较器OP23，串联后一端与比较器OP23的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND12、开关S29，以及串联后一端与比较器OP3的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND13、开关S30，串联后一端与电荷泵芯片PMID引脚相连且另一端与电荷泵芯片GND引脚的电流源IPMID6、开关S31，串联后一端与电荷泵芯片PMID引脚相连且另一端与电荷泵芯片OUT引脚的电流源IOUT3、开关S32，一端与电荷泵芯片BT1引脚相连的电流源I3，与电流源I3另一端相连的内部电荷泵P3，以及一端与电荷泵芯片BT2引脚相连的电流源I4，与电流源I4另一端相连的内部电荷泵P4。
如图6～8所示，基于上述的电荷泵的电容自检查和软启电电路，本发明还提供一种电荷泵的电容自检查和软启电电路的实现方法，包括合并电荷泵2：1充电器和1：1充电器模式下的自检查和软启电电路的实现方法、合并电荷泵2：1正向电压变换器和1：1正向直传开关模式下的自检查和软启电电路的实现方法、合并电荷泵1：2反向电压变换器和1：1反向直传开关模式下的自检查和软启电电路的实现方法。
所述合并电荷泵2：1充电器和1：1充电器模式下的自检查和软启电电路的实现方法具体包括如下步骤：
(1)启动电路时，利用电荷泵芯片的计时器开始计时时间T1，用30mA电流下拉CFLYx(由于两边电路对称，x代表1或2，下同)，对CFLYx进行短路检测，若计时时间T1结束电路还处于短路检测状态，则CFLYx处于短路状态，结束等待时间T2＝10uS后，根据比较器的比较结果，如果CFLx的电压低于比较器接入的基准电压，则进入步骤(2)；
(2)用10K电阻短路CFHx和CFLx，重新启动计时时间T3＝160uS，通过比较器比较基准电压与电荷泵芯片BT1引脚、CFH1引脚之间压差的结果对CFLYx进行断路检测，计时时间T3结束时，如果CFLYx两端的电压小于基准电压，则判断CFLYx为断路，否则进入步骤(3)；
(3)导通Q4或Q8，用30mA电流下拉CFHx，再次启动计时时间T4，计时结束，通过比较器比较CFHx两端电压与基准电压之间的结果对CBootx进行短路检测，若CFHx两端电压高于或等于VOUT与基准电压之差，则判断CBootx处于短路状态，若CFHx两端电压低于VOUT与基准电压之差，则根据电荷泵的工作模式进入步骤(4)或步骤(5)；
(4)若电荷泵处于2：1充电器工作模式，通过关断Q4、Q8，停止用30mA电流下拉CFHx，导通Q3或Q7，用10K电阻短路CBootx，启动计时时间T5，对CBootx进行断路检测，通过比较器判断CBootx两端电压与基准电压的结果判断CBootx的状态，计时时间T5结束，若CBootx两端电压低于基准电压，则对CBootx进行断路报错，并锁存电路，若CBootx两端电压高于基准电压则进入步骤(7)；
(5)若电荷泵处于1：1充电器工作模式，通过继续导通Q4或Q8，继续用30mA电流下拉CFHx，用3倍VOUT的内部电荷泵为CBoot充电，启动计时时间T6，再次对CBootx进行短路检测，通过比较器判断CBootx两端电压与基准电压的结果判断CBootx的状态，计时时间T6结束，若CBootx两端电压低于基准电压，则对CBootx进行短路报错，并锁存电路，若CBootx两端电压高于基准电压则进入步骤(6)；
(6)继续导通Q4或Q8，停止用30mA电流下拉CFHx，用10K电阻短路CBootx，启动计时时间T7，对CBootx进行断路检测，通过比较器判断CBootx两端电压与基准电压的结果判断CBootx的状态，计时时间T7结束，若CBootx两端电压低于基准电压，则对CBootx进行断路报错，并锁存电路，若CBootx两端电压高于基准电压则进入步骤(7)；
(7)只导通Q4或Q8，等待时间T8＝10uS后，用来自PMID的30mA电流上拉CFHx，启动计时时间T9，对CFLYx进行预充电，通过比较器比较CFHx两端的电压与OUT电压的关系分别判断电荷泵处于2：1充电器工作模式和电荷泵处于1：1充电器工作模式下CFLYx的状态，计时时间T9结束，若CFHx的电压不高于VOUT，则对处于2：1充电器工作模式的CFLYx和处于1：1充电器工作模式的CFLYx进行预充电报错，并锁存电路，否则CFLYx所在的四管支路已经准备好，强制相应的Q2、Q4或Q6、Q8导通；
(9)两个CFLYx都为高，自检查和软起电结束，2：1充电器工作模式下的电荷泵按照180度相位差开始正常工作，1：1充电器工作模式下的电荷泵即刻导通Q1、Q2、Q4、Q5、Q6、Q8开始正常工作。
所述合并电荷泵2：1正向电压变换器和1：1正向直传开关模式下的自检查和软启电电路的实现方法具体包括如下步骤：
(1)启动电路时，用30mA电流下拉CFHx(由于两边电路对称，x代表1或2，下同)、CFLx、OUT，并利用电荷泵芯片的计时器启动计时时间T1，对CBootx进行短路检测，若计时时间T1结束，电路还处于短路检测状态，则CBootx处于短路状态，否则等待时间T2＝10uS后，根据比较器的比较结果，如果CFLx的电压低于比较器OP3接入的基准电压，则进入步骤(2)；
(2)导通Q4、Q8，用来自PMID的30mA电流对CFLYx充电，启动计时时间T3＝10uS，通过比较器比较CFLYx两端电压与基准电压对CFLYx进行断路检测，计时时间T3结束，若CFLYx电容电压大于基准电压，则对CFLYx电容进行断路报错，并锁存电路，否则进入步骤(3)；
(3)关断Q4、Q8，用电阻短路BTx和CFHx，启动计时时间T4，通过比较器比较CBootx两端电压与基准电压对CBootx进行断路检测，计时时间T4结束，若CBootx电容电压大于基准电压，则对CBootx电容进行断路报错，并锁存电路，否则进入步骤(4)；
(4)导通Q2、Q4、Q6、Q8，用一路来自PMID的多档可调电流对COUT充电，启动计时时间T12，在电荷泵2：1正向电压变换器工作模式下，通过比较器比较VOUT两端电压与PMID/2的关系对CFLYx进行状态检测，计时时间T5结束，若VOUT电容电压不高于PMID/2，则对CFLYx进行短路报错，并锁存电路，否则自检查和软起电结束，电荷泵即刻按照180度相位差开始正常工作；在电荷泵1：1正向电压变换器工作模式下，通过比较器比较VOUT两端电压与PMID与基准电压之差的电压之间的关系对CFLYx进行状态检测，计时时间T5结束，若VOUT电容电压不高于PMID/2，则CFLYx进行短路报错，并锁存电路，否则自检查和软起电结束，电荷泵即刻Q1、Q2、Q4、Q5、Q6、Q8开始正常工作。
所述合并电荷泵1：2反向电压变换器和1：1反向直传开关模式下的自检查和软启电电路的实现方法具体包括如下步骤：
(1)启动电路时，用30mA电流下拉CFLx(由于两边电路对称，x代表1或2，下同)，并利用电荷泵芯片的计时器启动计时时间T1，对CFLYx进行短路检测，若计时时间T1结束，电路还处于短路检测状态，则对则CFLYx进行短路报错，并锁存电路，否则等待时间T2＝10uS后，通过比较器的比较CFLx两端电压与基准电压的关系，如果CFLx的电压低于比较器接入的基准电压，则进入步骤(2)；
(2)用电阻短路CFHx和CFLx，启动计时时间T3，通过比较器比较CFLYx两端电压与基准电压对CFLYx进行断路检测，计时时间T3结束，若CFLYx电容电压小于基准电压，则对CBootx电容进行断路报错，并锁存电路，否则，进入步骤(3)；
(3)导通Q4、Q8，用30mA电流下拉CFHx、PMID，启动计时时间T4，通过比较器分别比较CFHx与VOUT和基准电压之差电压之间关系、PMID两端电压与VOUT和基准电压之差电压之间关系对CFHx状态进行检测，计时时间T4结束，并等待时间T5＝10uS后，若CFHx、PMID电容电压大于VOUT与基准电压之差，则判断CFHx电容下拉电流失败，进行报错并锁存电路，否则进入步骤(4)；
(4)继续导通Q4、Q8，继续用30mA电流下拉CFHx，用三倍VOUT电压的内部电荷泵对CBootx充电，启动计时时间T6，通过比较器比较CBootx两端电压与基准电压对CBootx进行短路检测，计时时间T6结束，若CBootx电容电压小于基准电压，则对CBootx电容进行短路报错，，并锁存电路，否则，进入步骤(5)；
(5)继续导通Q4、Q8，继续用30mA电流下拉CFHx、PMID，用电阻短路CBootx，启动计时时间T7，通过比较器比较CBootx两端电压与基准电压对CBootx进行断路检测，计时时间T7结束，若CBootx电容电压小于基准电压，则对Cbootx进行断路报错，并锁存电路，否则，进入步骤(6)；
(6)继续导通Q4、Q8，用来自VOT的电流上拉PMID、CFHx，启动计时时间T8，通过比较器分别比较CFHx与VOUT和基准电压之差电压之间关系、PMID两端电压与VOUT和基准电压之差电压之间关系对CFHx状态进行检测，计时时间T8结束，若CFHx、PMID电容电压不都高于VOUT与基准电压之差，则判断CFLYx预充电失败，否则进入步骤(7)；
(7)自检查和软起电结束，1：1反向直传开关模式下的电荷泵即刻正常工作，1：2反向电压变换器模式下的电荷泵开始进一步的软起电。
本发明通过电荷泵电路结构进行创新设计，使电荷泵的六种工作模式尽可能复用，减少逻辑和电路实现的复杂度，完成电荷泵电路在六种工作模式下电容开短路情况的自检查和软起动，避免电路在启动时功率管导通瞬间产生很大的电流烧坏器件，保障系统安全。因此具有很高的使用价值和推广价值。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电荷泵的电容自检查和软启电电路，其特征在于，包括分别独立的合并电荷泵2：1充电器和1：1充电器模式下的自检查和软启电电路、合并电荷泵2：1正向电压变换器和1：1正向直传开关模式下的自检查和软启电电路、合并电荷泵1：2反向电压变换器和1：1反向直传开关模式下的自检查和软启电电路。
2.根据权利要求1所述的一种电荷泵的电容自检查和软启电电路，其特征在于，所述合并电荷泵2：1充电器和1：1充电器模式下的自检查和软启电电路包括正极输入电荷泵芯片BT1引脚和CFH1引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP1，串联后一端与电荷泵芯片BT1引脚相连另一端与电荷泵芯片CFH1引脚相连的电阻R1、开关S1，正极输入电荷泵芯片CFH1引脚和CFL1引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP2，串联后一端与电荷泵芯片CFH1引脚相连另一端与电荷泵芯片CFL1引脚相连的电阻R2、开关S2，负极与电荷泵芯片CFL1引脚相连、正极接基准电压VREF的比较器OP3，正极输入电荷泵芯片BT2引脚和CFH2引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP4，串联后一端与电荷泵芯片BT2引脚相连另一端与电荷泵芯片CFH2引脚相连的电阻R3、开关S3，正极输入电荷泵芯片CFH2引脚和CFL2引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP5，串联后一端与电荷泵芯片CFH2引脚相连另一端与电荷泵芯片CFL2引脚相连的电阻R4、开关S4，负极与电荷泵芯片CFL2引脚相连、正极接基准电压VREF的比较器OP6，与电荷泵芯片PMID引脚相连的电流源IPMID1，与IPMID1相连的开关S5，负极与开关S5另一端及电荷泵芯片CFH1引脚均相连、正极接电荷泵芯片OUT引脚的比较器OP7，串联后一端与比较器OP7的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND1、开关S6，串联后一端与比较器OP3的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND2、开关S7，与电荷泵芯片PMID引脚相连的电流源IPMID2，与IPMID2相连的开关S8，负极与开关S8另一端及电荷泵芯片CFH2引脚均相连、正极接电荷泵芯片OUT引脚的比较器OP8，串联后一端与比较器OP8的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND3、开关S9，串联后一端与比较器OP3的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND4、开关S10，一端与电荷泵芯片BT1引脚相连的电流源I1，与电流源I1另一端相连的内部电荷泵P1，以及一端与电荷泵芯片BT2引脚相连的电流源I2，与电流源I2另一端相连的内部电荷泵P2。
3.根据权利要求1所述的一种电荷泵的电容自检查和软启电电路，其特征在于，所述合并电荷泵2：1正向电压变换器和1：1正向直传开关模式下的自检查和软启电电路包括正极输入电荷泵芯片BT1引脚和CFH1引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP9，串联后一端与电荷泵芯片BT1引脚相连另一端与电荷泵芯片CFH1引脚相连的电阻R5、开关S11，负极与电荷泵芯片CFL1引脚相连、正极接基准电压VREF的比较器OP10，正极输入电荷泵芯片BT2引脚和CFH2引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP11，串联后一端与电荷泵芯片BT2引脚相连另一端与电荷泵芯片CFH2引脚相连的电阻R6、开关S12，负极与电荷泵芯片CFL2引脚相连、正极接基准电压VREF的比较器OP12，与电荷泵芯片PMID引脚相连的电流源IPMID3，与IPMID3相连的开关S13，负极与开关S13另一端及电荷泵芯片CFH1引脚均相连、正极接电荷泵芯片OUT引脚的比较器OP13，串联后一端与比较器OP13的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND5、开关S14，串联后一端与比较器OP10的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND6、开关S15，与电荷泵芯片PMID引脚相连的电流源IPMID4，与IPMID4相连的开关S16，负极与开关S16另一端及电荷泵芯片CFH2引脚均相连、正极接电荷泵芯片OUT引脚的比较器OP14，串联后一端与比较器OP14的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND7、开关S17，串联后一端与比较器OP3的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND8、开关S18，串联后一端与电荷泵芯片PMID引脚相连另一端与电荷泵芯片OUT引脚相连的电流源IPMID5、开关S19，串联后一端与电荷泵芯片OUT引脚相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND9、开关S20，以及负极与电荷泵芯片OUT引脚相连正极接基准电压VREF的比较器OP15。
4.根据权利要求1所述的一种电荷泵的电容自检查和软启电电路，其特征在于，所述合并电荷泵1：2反向电压变换器和1：1反向直传开关模式下的自检查和软启电电路包括正极输入电荷泵芯片BT1引脚和CFH1引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP16，串联后一端与电荷泵芯片BT1引脚相连另一端与电荷泵芯片CFH1引脚相连的电阻R7、开关S21，正极输入电荷泵芯片CFH1引脚和CFL1引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP17，串联后一端与电荷泵芯片CFH1引脚相连另一端与电荷泵芯片CFL1引脚相连的电阻R8、开关S22，负极与电荷泵芯片CFL1引脚相连、正极接基准电压VREF的比较器OP18，正极输入电荷泵芯片BT2引脚和CFH2引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP19，串联后一端与电荷泵芯片BT2引脚相连另一端与电荷泵芯片CFH2引脚相连的电阻R9、开关S23，正极输入电荷泵芯片CFH2引脚和CFL2引脚之间压差、负极外接基准电压VREF的比较器OP20，串联后一端与电荷泵芯片CFH2引脚相连另一端与电荷泵芯片CFL2引脚相连的电阻R10、开关S24，负极与电荷泵芯片CFL2引脚相连、正极接基准电压VREF的比较器OP21，与电荷泵芯片OUT引脚相连的电流源IOUT1，与IOUT1相连的开关S25，负极与开关S25另一端及电荷泵芯片CFH1引脚均相连、正极接电荷泵芯片OUT引脚的比较器OP22，串联后一端与比较器OP22的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND10、开关S26，串联后一端与比较器OP18的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND11、开关S27，与电荷泵芯片OUT引脚相连的电流源IOUT2，与IOUT1相连的开关S28，负极与开关S28另一端及电荷泵芯片CFH2引脚均相连、正极接电荷泵芯片OUT引脚的比较器OP23，串联后一端与比较器OP23的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND12、开关S29，以及串联后一端与比较器OP3的负极相连另一端与电荷泵芯片GND引脚相连的电流源IGND13、开关S30，串联后一端与电荷泵芯片PMID引脚相连且另一端与电荷泵芯片GND引脚的电流源IPMID6、开关S31，串联后一端与电荷泵芯片PMID引脚相连且另一端与电荷泵芯片OUT引脚的电流源IOUT3、开关S32，一端与电荷泵芯片BT1引脚相连的电流源I3，与电流源I3另一端相连的内部电荷泵P3，以及一端与电荷泵芯片BT2引脚相连的电流源I4，与电流源I4另一端相连的内部电荷泵P4。
5.如根据权利要求1～5任一项所述的一种电荷泵的电容自检查和软启电电路的实现方法，其特征在于，包括合并电荷泵2：1充电器和1：1充电器模式下的自检查和软启电电路的实现方法、合并电荷泵2：1正向电压变换器和1：1正向直传开关模式下的自检查和软启电电路的实现方法、合并电荷泵1：2反向电压变换器和1：1反向直传开关模式下的自检查和软启电电路的实现方法。
6.根据权利要求5所述的一种电荷泵的电容自检查和软启电电路的实现方法，其特征在于，所述合并电荷泵2：1充电器和1：1充电器模式下的自检查和软启电电路的实现方法具体包括如下步骤：
(1)启动电路时，利用电荷泵芯片的计时器开始计时时间T1，用电流源IGND2电流下拉CFLYx，对CFLYx进行短路检测，若计时结束电路还处于短路检测状态，则CFLYx处于短路状态，结束等待时间T2后，根据比较器的比较结果，如果CFLx的电压低于比较器接入的基准电压，则进入步骤(2)；
(2)用电阻短路CFHx和CFLx，重新启动计时时间T3，通过比较器比较基准电压与电荷泵芯片BT1引脚、CFH1引脚之间压差的结果对CFLYx进行断路检测，计时结束时，如果CFLYx两端的电压小于基准电压，则判断CFLYx为断路，否则进入步骤(3)；
(3)导通Q4或Q8，用30mA电流下拉CFHx，再次启动计时T4，计时结束，通过比较器比较CFHx两端电压与基准电压之间的结果对CBootx进行短路检测，若CFHx两端电压高于或等于VOUT与基准电压之差，则判断CBootx处于短路状态，若CFHx两端电压低于VOUT与基准电压之差，则根据电荷泵的工作模式进入步骤(4)或步骤(5)；
(4)若电荷泵处于2：1充电器工作模式，通过关断Q4、Q8，停止用30mA电流下拉CFHx，导通Q3、Q7，用电阻短路CBootx，启动计时时间T5，对CBootx进行断路检测，通过比较器判断CBootx两端电压与基准电压的结果判断CBootx的状态，计时时间T5结束，若CBootx两端电压低于基准电压，则对CBootx进行断路报错，并锁存电路，若CBootx两端电压高于基准电压则进入步骤(6)；
(5)若电荷泵处于1：1充电器工作模式，通过继续导通Q4或Q8，继续用30mA电流下拉CFHx，用3倍VOUT的内部电荷泵为CBoot充电，启动计时时间T4，再次对CBootx进行短路检测，通过比较器判断CBootx两端电压与基准电压的结果判断CBootx的状态，计时时间T6结束，若CBootx两端电压低于基准电压，则对CBootx进行短路报错，并锁存电路，若CBootx两端电压高于基准电压则进入步骤(6)；
(6)继续导通Q4或Q8，停止用30mA电流下拉CFHx，用电阻短路CBootx，启动计时时间T7，对CBootx进行断路检测，通过比较器判断CBootx两端电压与基准电压的结果判断CBootx的状态，计时时间T7结束，若CBootx两端电压低于基准电压，则对CBootx进行断路报错，并锁存电路，若CBootx两端电压高于基准电压则进入步骤(8)；
(7)只导通Q4或Q8，等待时间T8后，用来自PMID的电流上拉CFHx，启动计时时间T9，对CFLYx进行预充电，通过比较器比较CFHx两端的电压与OUT电压的关系分别判断电荷泵处于2：1充电器工作模式和电荷泵处于1：1充电器工作模式下CFLYx的状态，计时时间T9结束，若CFHx的电压不高于VOUT，则对处于2：1充电器工作模式的CFLYx和处于1：1充电器工作模式的CFLYx进行预充电报错，并锁存电路，否则CFLYx所在的四管支路已经准备好，强制相应的Q2、Q4或Q6、Q8导通；
(8)两个CFLYx都为高，自检查和软起电结束，2：1充电器工作模式下的电荷泵按照180度相位差开始正常工作，1：1充电器工作模式下的电荷泵即刻导通Q1、Q2、Q4、Q5、Q6、Q8开始正常工作；
其中，由于两边电路对称，x代表1或2。
7.根据权利要求5所述的一种电荷泵的电容自检查和软启电电路的实现方法，其特征在于，所述合并电荷泵2：1正向电压变换器和1：1正向直传开关模式下的自检查和软启电电路的实现方法具体包括如下步骤：
(1)启动电路时，用30mA电流下拉CFHx、CFLx、OUT，并利用电荷泵芯片的计时器启动计时时间T1，对CBootx进行短路检测，若计时时间T1结束，电路还处于短路检测状态，则CBootx处于短路状态，否则等待时间T2后，根据比较器的比较结果，如果CFLx的电压低于比较器OP3接入的基准电压，则进入步骤(2)；
(2)导通Q4、Q8，用来自PMID的电流对CFLYx充电，启动计时时间T3，通过比较器比较CFLYx两端电压与基准电压对CFLYx进行断路检测，计时时间T3结束，若CFLYx电容电压大于基准电压，则对CFLYx电容进行断路报错，并锁存电路，否则进入步骤(3)；
(3)关断Q4、Q8，用电阻短路BTx和CFHx，启动计时时间T4，通过比较器比较CBootx两端电压与基准电压对CBootx进行断路检测，计时时间T4结束，若CBootx电容电压大于基准电压，则对CBootx电容进行断路报错，并锁存电路，否则进入步骤(4)；
(4)导通Q2、Q4、Q6、Q8，用一路来自PMID的多档可调电流对COUT充电，启动计时时间T5，在电荷泵2：1正向电压变换器工作模式下，通过比较器比较VOUT两端电压与PMID/2的关系对CFLYx进行状态检测，计时时间T5结束，若VOUT电容电压不高于PMID/2，则对CFLYx进行短路报错，并锁存电路，否则自检查和软起电结束，电荷泵即刻按照180度相位差开始正常工作；在电荷泵1：1正向电压变换器工作模式下，通过比较器比较VOUT两端电压与PMID与基准电压之差的电压之间的关系对CFLYx进行状态检测，计时时间T5结束，若VOUT电容电压不高于PMID/2，则CFLYx进行短路报错，并锁存电路，否则自检查和软起电结束，电荷泵即刻Q1、Q2、Q4、Q5、Q6、Q8开始正常工作；
其中，由于两边电路对称，x代表1或2。
8.根据权利要求5所述的一种电荷泵的电容自检查和软启电电路的实现方法，其特征在于，所述合并电荷泵1：2反向电压变换器和1：1反向直传开关模式下的自检查和软启电电路的实现方法具体包括如下步骤：
(1)启动电路时，用30mA电流下拉CFLx，并利用电荷泵芯片的计时器启动计时时间T1，对CFLYx进行短路检测，若计时时间T1结束，电路还处于短路检测状态，则对则CFLYx进行短路报错，并锁存电路，否则等待时间T2后，通过比较器的比较CFLx两端电压与基准电压的关系，如果CFLx的电压低于比较器接入的基准电压，则进入步骤(2)；
(2)用电阻短路CFHx和CFLx，启动计时时间T3，通过比较器比较CFLYx两端电压与基准电压对CFLYx进行断路检测，计时时间T3结束，若CFLYx电容电压小于基准电压，则对CBootx电容进行断路报错，并锁存电路，否则，进入步骤(3)；
(3)导通Q4、Q8，用30mA电流下拉CFHx、PMID，启动计时时间T4，通过比较器分别比较CFHx与VOUT和基准电压之差电压之间关系、PMID两端电压与VOUT和基准电压之差电压之间关系对CFHx状态进行检测，计时时间T4结束，并等待时间T5后，若CFHx、PMID电容电压大于VOUT与基准电压之差，则判断CFHx电容下拉电流失败，进行报错并锁存电路，否则进入步骤(4)；
(4)继续导通Q4、Q8，继续用30mA电流下拉CFHx，用三倍VOUT电压的内部电荷泵对CBootx充电，启动计时时间T6，通过比较器比较CBootx两端电压与基准电压对CBootx进行短路检测，计时时间T6结束，若CBootx电容电压小于基准电压，则对CBootx电容进行短路报错，，并锁存电路，否则，进入步骤(5)；
(5)继续导通Q4、Q8，继续用30mA电流下拉CFHx、PMID，用电阻短路CBootx，启动计时时间T7，通过比较器比较CBootx两端电压与基准电压对CBootx进行断路检测，计时时间T7结束，若CBootx电容电压小于基准电压，则对Cbootx进行断路报错，并锁存电路，否则，进入步骤(6)；
(6)继续导通Q4、Q8，用来自VOT的电流上拉PMID、CFHx，启动计时时间T8，通过比较器分别比较CFHx与VOUT和基准电压之差电压之间关系、PMID两端电压与VOUT和基准电压之差电压之间关系对CFHx状态进行检测，计时时间T8结束，若CFHx、PMID电容电压不都高于VOUT与基准电压之差，则判断CFLYx预充电失败，否则进入步骤(7)；
(7)自检查和软起电结束，1：1反向直传开关模式下的电荷泵即刻正常工作，1：2反向电压变换器模式下的电荷泵开始进一步的软起电；
其中，由于两边电路对称，x代表1或2。
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