CN112671228A - 电荷泵电路、asic芯片及智能电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电荷泵电路、ASIC芯片及智能电子设备，该电荷泵电路具有补偿工作模式和正常工作模式，该电路包括：参考电压产生器，与电源输入端连接，用于将接入的供电电源电压转换成参考电压后输出；N+1级升压电路，N+1级升压电路级联连接于参考电压产生器的输出端，N+1级升压电路在正常工作模式下，将参考电压产生器输出的电压值进行升压，以产生驱动电压；电压重置电路，与电源输入端连接，用于检测供电电源输出的电压，在检测的电源电压小于第一预设电压值时，控制参考电压产生器和N+1级升压电路工作于补偿工作模式，以产生驱动补偿电压。本发明解决了传感器反应速度慢且初始值不稳定的问题。

Description

电荷泵电路、ASIC芯片及智能电子设备

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种电荷泵电路、ASIC芯片及智能电子设备。

背景技术

现今MEMS传感器设计上需要一个驱动电压，以激活传感器，通常是采用充电荷泵给MEMS传感器供电，然而电荷泵在上电初始阶段升压速度慢，升压的过程费时较长，造成芯片在启动的过程中，传感器反应速度慢且初始值不稳定。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种电荷泵电路、ASIC芯片及智能电子设备，旨在缩短电荷泵电路上电初始阶段的升压时间，保证快速达到稳定输出电压。

为实现上述目的，本发明提出一种电荷泵电路，所述电荷泵电路具有补偿工作模式和正常工作模式，所述电荷泵电路包括：

参考电压产生器，与电源输入端连接，用于将接入的供电电源电压转换成参考电压后输出；

N+1级升压电路，N+1级所述升压电路级联连接于所述参考电压产生器的输出端，N+1级所述升压电路在正常工作模式下，将所述参考电压产生器输出的电压值进行升压，以产生驱动电压；

电压重置电路，与所述电源输入端连接，用于检测所述供电电源输出的电压，在检测的电源电压小于第一预设电压值时，控制所述参考电压产生器和N+1级所述升压电路工作于所述补偿工作模式，以产生驱动补偿电压。

可选地，第N+1所述升压电路包括升压单元及第一电子开关；所述升压单元与第N级所述升压电路串联设置，所述第一电子开关的受控端与所述电压重置电路的控制端连接，所述第一电子开关与所述升压单元并联设置。

可选地，所述电压重置电路具体用于，在检测的电源电压小于所述第一预设电压值时，控制所述电子开关断开，以控制所述升压单元将第N级所述升压电路输出的电压进行升压后，产生所述驱动补偿电压；以及，

在检测的电源电压大于或等于所述第一预设电压值时，控制所述电子开关闭合开，以对所述升压单元进行短路。

可选地，所述参考电压产生器包括：

第一参考电压产生电路，与所述电压重置电路连接，用于产生第一参考电压；

第二参考电压产生电路，与所述电压重置电路连接，用于产生第二参考电压；其中，所述第一参考电压大于所述第二参考电压。

可选地，所述电荷泵电路还包括：

参考电压切换电路，其受控端与所述电压重置电路的控制端连接，所述参考电压切换电路的两个输入端与所述第一参考电压产生电路和所述第二参考电压产生电路一一对应连接，所述参考电压切换电路的输出端与第1级所述升压电路的输入端连接。

可选地，所述电压重置电路具体用于，在检测的电源电压小于所述第一预设电压值时，控制所述参考电压切换电路接通所述第一参考电压产生电路与第1级所述升压电路的电连接，以控制N+1级所述升压电路工作，并产生所述驱动补偿电压；以及，

在检测的电源电压大于或等于所述第一预设电压值时，控制所述参考电压切换电路接通所述第二参考电压产生电路与第1级所述升压电路的电连接，并产生所述驱动电压。

可选地，所述电荷泵电路还包括低通滤波器，所述低通滤波器与第N+1所述升压电路并联设置。

可选地，每一级所述升压电路包括：

单向导通元件及电容，所述单向导通元件的输入端与上一所述升压电路的输出端连接，所述单向导通元件的输出端与下一级所述升压电路的输入端连接，所述电容的一端与所述单向导通元件的输出端连接，所述电容的另一端接入时钟信号。

本发明还提出一种ASIC芯片，包括如上所述的电荷泵电路。

本发明还提出一种智能电子设备，包括MEMS芯片及如上所述的电荷泵电路；

或者，包括如上所述的ASIC芯片；

所述MEMS芯片与所述电荷泵电路连接。

本发明通过在电荷泵电路设置电压重置电路，检测所述供电电源输出的电压，在检测的电源电压小于第一预设电压值时，控制所述参考电压产生器和N+1级所述升压电路工作于所述补偿工作模式，以产生驱动补偿电压，以产生驱动补偿电压，而在检测的电源电压大于或者等于第一预设电压值时，电压重置电路输出高电平的控制信号，以使参考电压产生器和N+1级升压电路工作于正常工作模式，以产生与正常驱动电压，此时参考电压产生器和升压电路恢复正常工作。本发明可以缩短电荷泵电路升压时间，快速达到稳定输出电压，从而解决了系统启动阶段，电荷泵电路升压速度慢，升压的过程费时较长，造成系统启动的过程中，传感器反应速度慢且初始值不稳定的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明电荷泵电路应用于ASIC芯片一实施例的功能模块示意图；

图2为图1中升压电路一实施例的电路结构示意图；

图3为本发明电荷泵电路一实施例的电路结构示意图；

图4为本发明电荷泵电路又一实施例的电路结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本发明提出一种电荷泵电路，适用于MEMS传感器芯片供电。

参照图1至图4，在本发明一实施例中，该电荷泵电路具有补偿工作模式和正常工作模式，所述电荷泵电路包括：

参考电压产生器10，与电源输入端VIN连接，用于将接入的供电电源电压转换成参考电压后输出；

N+1级升压电路20，N+1级所述升压电路20级联连接于所述参考电压产生器10的输出端，N+1级所述升压电路20在正常工作模式下，将所述参考电压产生器10输出的电压值进行升压，以产生驱动电压；N+1级升压电路分别标记为21、22、…2N+1。

电压重置电路30，与所述电源输入端VIN连接，用于检测所述供电电源输出的电压，在检测的电源电压小于第一预设电压值时，控制所述参考电压产生器10和N+1级所述升压电路20工作于所述补偿工作模式，以产生驱动补偿电压。

本实施例中，电荷泵电路还包括电源输入端VIN和电源输出端VOUT，电压输入端VIN可以与麦克风的供电电源VDD连接，以从供电电源VDD接入芯片工作电压。电压输出端VOUT与MEMS传感器U1连接，以将N+1级升压电路20输出的驱动电压输出至MEMS传感器U1，从而为MEMS传感器U1提供驱动电压。

升压电路20可以采用Dickson电荷泵来实现，在一实施例中，每一级所述升压电路20包括：单向导通元件及电容，所述单向导通元件的输入端与上一所述升压电路20的输出端连接，所述单向导通元件的输出端与下一级所述升压电路20的输入端连接，所述电容的一端与所述单向导通元件的输出端连接，所述电容的另一端接入时钟信号。升压电路20的级数为两级或者两级以上，级数越多，电压所升高的大小则越大。

其中，单向导通元件可以是可变容二极管，齐纳二极管、普通二极管，或者采用MOS管等开关管来实现。每一级升压电路20中的电容容值可以设置为相同，也即相邻级的两个升压电路20中的电容可以设置为等值的耦合电容。第1级升压电路21～第N+1级升压电路2N+1的单向导通元件分别标记为D1、D2、…DN+1，电容分别标记为C1、C2、…CN+1。

电容上接入的时钟信号可以由振荡器来提供，也即本实施例的电荷泵电路还可以包括时钟发生电路，时钟发生电路包括振荡器，例如RC振荡器，振荡器可根基实际应用的需求产生对应幅值和频率的时钟信号，该幅值可以与电荷泵电路接入的供电电源电压大小相同。振荡器电路可产生任何合适数量的时钟相。在一些实施例中，时钟发生电路可产生2个或更多时钟相位(例如，4、8或16个时钟相位)。这些时钟相位可平均分布。在具有2个时钟相位的实施例中，2个时钟相位之间相差180°，并记为CLK1、CLK2。两个相位相反的时钟信号分别输出给相邻的两个电容，例如CLK1连接奇数级的电容，CLK2连接偶数级的电容。参考电压产生器10可选采用带隙基准电压源来实现，带隙基准电压源可以产生对温度、电压变化不敏感的电压压降，本实施例中，参考电压产生器10可以给升压电路20提供一初始电压。具体而言，参考电压产生器10的输入端接入ASIC芯片的供电电压，并将接入的供电电压转换成一初始电压，以使N+1级升压电路20根据该初始电压进行升压，升压成ASIC芯片的驱动电压，从而驱动ASIC芯片工作。在一些实施例中，参考电压产生器10还可以为时钟发生电路提供参考电压，以提高电荷泵电路的精度。

本实施例以第1级升压电路21和第2级升压电路22为例，说明升压电路20的工作原理。在正常工作模式下，参考电压产生正常的参考电压。时钟信号CLK1为低电平，CLK2为高电平。节点N1的电压下降。节点N1的电压的下降导通二极管D2。节点N1的电压的最大上升值被箝位在二极管D1的导通电压上(大约0.6伏或一晶体管阈值电压Vt)，其小于CLK1的幅值。时钟信号CLK2为高电平，其导致节点N2为高。二极管D2反向偏置，因此在节点N1和N2的电压之间没有通路。

时钟信号CLK1为高电平，时钟信号CLK2为低电平。信号CLK1的升高导致节点N1的电压升高。同时，时钟信号CLK2为低电平，此时二极管D2的导通，节点N2的电压升高至比节点N1的电压高的二极管导通电压(大约0.6伏或一个晶体管阈值电压Vt)。

时钟信号CLK1为低电平，时钟CLK2为高电平。电容C2两端的电压在时间t4的转换期间没有变，节点N2的电压在时间t4时随着时钟信号CLK1的升高而升高。这迫使电荷泵的输出端Vout的高电压为高。由于二极管D3导通，输出端Vout电压比N2的电压高出一个二极管导通电压。

可以理解的是，基于现代智能居家广泛应用，例如：智能音箱可藉由麦克风将人声输入系统，经AI机器学习方式训练人声辨识算法模型进而控制电视，冷气机，电灯开关等居家设备，因此传感器芯片需求相对大幅增加。现今MEMS的传感器(Sensor)设计上需要一个驱动电压，以激活传感器，也即本实施例电荷泵电路可以内置于MEMS的传感器(Sensor)中，以为MEMS提供传感器偏置电压。MEMS的传感器的供电电源在系统启动初始阶段，其电源是缓慢的上升的，例如在驱动芯片的供电电压为5V时，从0V升高到5V的过程中，供电电源的输出电压由于设置有滤波电容，或者线路损耗等原因，导致在系统启动时，供电电源电压输出无法直接从0V跳转至5V，而是会存在一个缓慢的爬坡时间。参考电压产生器10输出的参考电压也会随着供电电源的变化而变化，这样升压电路20根据参考电压产生器10输出的参考电压进行升压时，也会在初始阶段产生的驱动电压出现爬坡现象。并且，在多级升压电路20架构设计须透过多级数的RC充电才能达到高电压输出，这使得升压速度慢，升压的过程费时较长，造成芯片在启动的过程中，传感器反应速度慢且初始值不稳定。

为此，本实施例中，通过电压重置电路30来检测供电电源的电压，当检测到供电电源小于第一预设电压阈值，则说明此时供电电源的电压并未稳定，此时供电电源可能无法稳定供电。当检测到供电电源电压大于或者等于第一预设电压阈值，则说明此时供电电源的电压趋于稳定，此时供电电源可以稳定供电。其中，该第一预设电压阈值可以设置为可以满足驱动芯片稳定供电的电压值，例如在驱动芯片的供电电压为5V时，当供电电源输出的电压达到4.9V即可稳定工作时，该第一预设电压阈值则可以设置为4.9V。本实施例仅为示例性说明，具体可以根据ASIC芯片的供电电压大小进行适应性调整和设置，此处不做限制。电压重置电路30可以采用电阻串联分压电路来实现，当分压小于某一个预设的阈值时，电压重置电路30输出低电平的控制信号，以使参考电压产生器10和N+1级升压电路20工作在驱动电压补偿工作模式，以产生与正常驱动电压相同或者略高的驱动补偿电压，从而补偿因为初始阶段出现的驱动电压缺失的部分，以保证在初始阶段即可输出稳定的驱动电压至ASIC芯片，从而为ASIC芯片供电。当分压大于或者等于某一个预设的阈值时，电压重置电路30输出高电平的控制信号，以使参考电压产生器10和N+1级升压电路20工作于正常工作模式，以产生与正常驱动电压，此时参考电压产生器10和升压电路20恢复正常工作。

本发明通过在电荷泵电路设置电压重置电路30，检测所述供电电源输出的电压，在检测的电源电压小于第一预设电压值时，控制所述参考电压产生器10和N+1级所述升压电路20工作于所述补偿工作模式，以产生驱动补偿电压，以产生驱动补偿电压，而在检测的电源电压大于或者等于第一预设电压值时，电压重置电路30输出高电平的控制信号，以使参考电压产生器10和N+1级升压电路20工作于正常工作模式，以产生与正常驱动电压，此时参考电压产生器10和升压电路20恢复正常工作。本发明可以缩短电荷泵电路升压时间，快速达到稳定输出电压，从而解决了系统启动阶段，电荷泵电路升压速度慢，升压的过程费时较长，造成系统启动的过程中，传感器反应速度慢且初始值不稳定的问题。

参照图1至图4，在一实施例中，第N+1所述升压电路20包括升压单元及第一电子开关S1；所述升压单元与第N级所述升压电路20串联设置，所述第一电子开关S1的受控端与所述电压重置电路30的控制端连接，所述第一电子开关S1与所述升压单元并联设置。

所述电压重置电路30具体用于，在检测的电源电压小于所述第一预设电压值时，控制所述第一电子开关S1断开，以控制所述升压单元将第N级所述升压电路20输出的电压进行升压后，产生所述驱动补偿电压；以及，

在检测的电源电压大于或等于所述第一预设电压值时，控制所述第一电子开关S1闭合开，以对所述升压单元进行短路。

本实施例中，第一电子开关S1可以采用MOS管、IGBT、三极管等开关管来实现。第一电子开关S1与第N+1级升压电路20中的升压单元并联设置，第一电子开关S1基于电压重置电路30输出的高/低电平控制信号而闭合或者断开。在正常工作模式下，电压重置电路30输出高电平控制信号，第一电子开关S1闭合，在驱动电压工作模式下，电压重置电路30输出低电平控制信号，第一电子开关S1断开。N级升压电路20参与升压(依次与参考电压产生器10连接的第1个升压电路20和第N级升压电路20)，升压后得到的电压即为驱动电压。在驱动电压补偿工作模式下，N+1级升压电路20参与升压(依次与参考电压产生器10连接的第1级升压电路20和第N+1级升压电路20)，升压后得到的电压即为驱动补偿电压。

具体地，在检测的电源电压小于所述第一预设电压值时，重置电压电路控制第一电子开关S1断开，在第一电子开关S1断开时，此时第N+1级升压电路20中的升压单元与第N级升压电路20串联设置。参考电压产生器10将供电电源当前输出的电压(小于正常工作时的电压)转换成对应的参考电压(小于正常工作时的参考电压)后，输出至第1级升压电路20，经第1级升压电路20～第N级升压电路20完成升压产生的驱动电压输出至第N+1级升压电路20中的升压单元，再经一级升压后，得到驱动补偿电压，该驱动补偿电压可以补偿此时因为供电电源缺失的导致驱动电压较小的部分。在检测的电源电压大于或等于所述第一预设电压值时，重置电压电路控制所述第一电子开关S1闭合开，在第一电子开关S1闭合时，第N+1级升压电路20中的升压单元被第一电子开关S1短路而不参与升压，参考电压产生器10将供电电源当前输出的电压(正常工作时的电压)转换成正常的参考电压后，输出至第1级升压电路20，经第1级升压电路20～第N级升压电路20完成升压产生的驱动电压经闭合的第一电子开关S1输出至ASIC芯片的驱动电压输入端，从而输出正常的驱动电压。本实施例增加一升压级(STAN+1)与短路开关(Switch-A)，利用芯片内电源置启动电路(POR)，当电源启动时，输出一控制信号(VPOR)，其电压输出会由低电平变高电平，VPOR＝低电平时第一电子开关S1(Switch-A)开路(Open)，VPOR＝高电平时第一电子开关S1(Switch-A)短路(Short)。在电源启动时控制信号(VPOR)电压为低电平，电荷泵输出压降会预先多升压一级(Onestage)的压差，可以缩短升压时间，同时补偿缺失的部分，一段时间后控制信号(VPOR)电压转换为高电平时，开关短路使STAN+1级自动短路关闭，电荷泵维持原本升压级数，不会影响最后预计的输出电压，完成快速升压功能。并且，第N+1级升压电路20的升压单元被短路时，其升压单元的输入电压等于输出电压，充电功能关闭，变成一低通滤波器50 Low PassFilter可优化降低电荷泵的噪声。

参照图1至图4，在一实施例中，所述参考电压产生器10包括：

第一参考电压产生电路11，与所述电压重置电路30连接，用于产生第一参考电压；

第二参考电压产生电路12，与所述电压重置电路30连接，用于产生第二参考电压；其中，所述第一参考电压大于所述第二参考电压。

进一步地，实施例中，所述电荷泵电路还包括：

参考电压切换电路40，其受控端与所述电压重置电路30的控制端连接，所述参考电压切换电路40的两个输入端与所述第一参考电压产生电路11和所述第二参考电压产生电路12一一对应连接，所述参考电压切换电路40的输出端与第1级所述升压电路20的输入端连接。

所述电压重置电路30具体用于，在检测的电源电压小于所述第一预设电压值时，控制所述参考电压切换电路40接通所述第一参考电压产生电路11与第1级所述升压电路20的电连接，以控制N+1级所述升压电路20工作，并产生所述驱动补偿电压；以及，

在检测的电源电压大于或等于所述第一预设电压值时，控制所述参考电压切换电路40接通所述第二参考电压产生电路12与第1级所述升压电路20的电连接，并产生所述驱动电压。

本实施例中，参考电压切换电路40可以采用第一电子开关S1，例如采用两个互锁的MOS管、IGBT、三极管等开关管来实现，或者采样单刀双掷的模拟开关芯片来实现。参考电压切换电路40基于电压重置电路30输出的高/低电平控制信号而闭合或者断开。在正常工作模式下，电压重置电路30输出高电平控制信号至参考电压切换电路40，以控制第二参考电压产生电路12与第1个升压电路20接通，在驱动电压工作模式下，电压重置电路30输出低电平控制信号至参考电压切换电路40，以控制第一参考电压产生电路11与第1个升压电路20接通。如此，正常工作模式下，第二参考电压产生电路12参与升压，并且经参考电压切换电路40依次与第1个升压电路20～第N级升压电路20连接，第1个升压电路20～第N级升压电路20升压后得到的电压即为驱动电压。在驱动电压补偿工作模式下，第一参考电压产生电路11参与升压，并经参考电压切换电路40依次与第1个升压电路21～第N级升压电路2N+1(此时第N+1级升压电路2N+1被短路)连接，第1个升压电路21～第N级升压电路2N升压后得到的电压即为驱动补偿电压。

具体地，在检测的电源电压小于所述第一预设电压值时，重置电压电路控制参考电压切换电路40实现第一参考电压产生电路11与第1个升压电路20的电连接，此时第一参考电压产生电路11将供电电源当前输出的电压(小于正常工作时的电压)转换成成第一参考电压(大于正常工作时的参考电压)后，输出至第1级升压电路20，经第1级升压电路20～第N级升压电路20完成升压，得到驱动补偿电压，该驱动补偿电压可以补偿此时因为供电电源缺失的导致驱动电压较小的部分。在检测的电源电压大于或等于所述第一预设电压值时，重置电压电路控制参考电压切换电路40实现第二参考电压产生电路12与第1个升压电路20的电连接，此时第二参考电压产生器10将供电电源当前输出的电压(正常工作时的电压)转换成正常的参考电压后，输出至第1级升压电路20，经第1级升压电路20～第N级升压电路20完成升压产生的驱动电压输出至ASIC芯片的驱动电压输入端，以为ASIC芯片供电。本实施例增加不同压降的参考电压电路第一参考电压产生电路11(VREF1)&第二参考电压产生电路12(VREF2)与参考电压切换电路40(Switch-B)，VREF1为较VREF2产生较高输出参考电压，VREF2为正常工作的参考电压电路。利用芯片内电源置启动电路，当电源启动时，输出一控制信号(VPOR)，其电压输出会由低电平变高电平，VPOR＝低电平时开关(Switch-B)连接较高电平输出第一参考电压产生电路11，VPOR＝高电平时参考电压切换电路40切换连接较低电平输出至第二参考电压产生电路12。电源启动时控制信号(VPOR)电压为低电平，电荷泵输入为比较高电平参考压降，会产生较高的输出电压，以达成缩短升压时间，一段时间后控制信号(VPOR)电压转换为高电平时，电荷泵输入切换连接第二参考电压产生电路12(VREF2)，不会影响最后预计的输出电压，完成快速升压功能。

参照图1至图4，在一实施例中，所述电荷泵电路还包括低通滤波器50，所述低通滤波器50与第N+1所述升压电路20并联设置。

本实施例中，低通滤波器50可以采用二极管和电容来实现，电容的容值可以根据噪音频率进行设置，以滤除驱动电压中的高频噪音，可优化降低噪声。

本发明还提出一种ASIC芯片。

参照图1，包括如上所述的电荷泵电路。

所述电荷泵电路的输出端与MEMS传感器连接。

所述ASIC芯片U2包括如上所述的电荷泵电路。该电荷泵电路的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本发明ASIC芯片U2中使用了上述电荷泵电路，因此，本发明ASIC芯片U2的实施例包括上述电荷泵电路全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

本发明还提出一种智能电子设备，包括如上所述的电荷泵电路；

或者，包括如上所述的ASIC芯片U2；

所述MEMS传感器U1与所述ASIC芯片U2连接。

所述智能电子设备包括MEMS传感器U1及如上所述的电荷泵电路。该电荷泵电路的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本发明麦克风中使用了上述电荷泵电路，因此，本发明智能电子设备的实施例包括上述电荷泵电路全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

本实施例中，MEMS传感器U1根据ASIC芯片U2输出的驱动电压(BIAS电压)，当MEMS传感器U1接受到外部气压，或者受到其它外力的作用时，MEMS内部的可变电容值会发生相应的变化，最终转换成电压信号后通过ASIC芯片U2的管脚VINP，VINN进入ASIC芯片U2进行气压数据计算、放大、模数转换等处理后，处理成数字信号后ASIC芯片U2可以通过I2C或者SPI接口传输到电子设备的主控制器MCU中，MCU根据得到的数据进行相应的气压值显示或其它控制。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电荷泵电路，其特征在于，所述电荷泵电路具有补偿工作模式和正常工作模式，所述电荷泵电路包括：

参考电压产生器，与电源输入端连接，用于将接入的供电电源电压转换成参考电压后输出；

N+1级升压电路，N+1级所述升压电路级联连接于所述参考电压产生器的输出端，N+1级所述升压电路在正常工作模式下，将所述参考电压产生器输出的电压值进行升压，以产生驱动电压；

电压重置电路，与所述电源输入端连接，用于检测所述供电电源输出的电压，在检测的电源电压小于第一预设电压值时，控制所述参考电压产生器和N+1级所述升压电路工作于所述补偿工作模式，以产生驱动补偿电压。

2.如权利要求1所述的电荷泵电路，其特征在于，第N+1所述升压电路包括升压单元及第一电子开关；所述升压单元与第N级所述升压电路串联设置，所述第一电子开关的受控端与所述电压重置电路的控制端连接，所述第一电子开关与所述升压单元并联设置。

3.如权利要求2所述的电荷泵电路，其特征在于，所述电压重置电路具体用于，在检测的电源电压小于所述第一预设电压值时，控制所述电子开关断开，以控制所述升压单元将第N级所述升压电路输出的电压进行升压后，产生所述驱动补偿电压；以及，

在检测的电源电压大于或等于所述第一预设电压值时，控制所述电子开关闭合开，以对所述升压单元进行短路。

4.如权利要求1所述的电荷泵电路，其特征在于，所述参考电压产生器包括：

第一参考电压产生电路，与所述电压重置电路连接，用于产生第一参考电压；

第二参考电压产生电路，与所述电压重置电路连接，用于产生第二参考电压；其中，所述第一参考电压大于所述第二参考电压。

5.如权利要求4所述的电荷泵电路，其特征在于，所述电荷泵电路还包括：

参考电压切换电路，其受控端与所述电压重置电路的控制端连接，所述参考电压切换电路的两个输入端与所述第一参考电压产生电路和所述第二参考电压产生电路一一对应连接，所述参考电压切换电路的输出端与第1级所述升压电路的输入端连接。

6.如权利要求5所述的电荷泵电路，其特征在于，所述电压重置电路具体用于，在检测的电源电压小于所述第一预设电压值时，控制所述参考电压切换电路接通所述第一参考电压产生电路与第1级所述升压电路的电连接，以控制N+1级所述升压电路工作，并产生所述驱动补偿电压；以及，

在检测的电源电压大于或等于所述第一预设电压值时，控制所述参考电压切换电路接通所述第二参考电压产生电路与第1级所述升压电路的电连接，并产生所述驱动电压。

7.如权利要求1至6任意一项所述的电荷泵电路，其特征在于，所述电荷泵电路还包括低通滤波器，所述低通滤波器与第N+1所述升压电路并联设置。

8.如权利要求1至6任意一项所述的电荷泵电路，其特征在于，每一级所述升压电路包括：

单向导通元件及电容，所述单向导通元件的输入端与上一所述升压电路的输出端连接，所述单向导通元件的输出端与下一级所述升压电路的输入端连接，所述电容的一端与所述单向导通元件的输出端连接，所述电容的另一端接入时钟信号。

9.一种ASIC芯片，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的电荷泵电路。

10.一种智能电子设备，其特征在于，包括MEMS芯片及如权利要求1至8任意一项所述的电荷泵电路；

或者，包括如权利要求9所述的ASIC芯片；

所述MEMS芯片与所述电荷泵电路连接。

Images