一种全桥式电荷泵电路的制作方法

本技术涉及集成电路，尤其涉及一种全桥式电荷泵电路。

背景技术：

1、电荷泵是一种无感式dc/dc转换器，利用电容作为储能元件进行电压变换。因为整个电路中的损耗实际只有走线和开关造成的损耗，所以电荷泵的转换效率通常较高，因而被广泛应用于快充产品内。

2、现有的全桥式电荷泵已经趋于成熟，但随着快充产品对于充电效率的要求越来越高，现有全桥式电荷泵的转换效率已经无法满足快充产品的应用需求。

技术实现思路

1、本技术提供一种全桥式电荷泵电路，以进一步提高全桥式电荷泵的转换效率，避免现有全桥式电荷泵的转换效率无法满足快充产品应用需求的问题。

2、本技术提供一种全桥式电荷泵电路，所述电路包括：

3、依次连接的第一电压转换子级、第二电压转换子级和第三电压转换子级；

4、所述第一电压转换子级用于基于输入电压得到第一输出电压，所述第二电压转换子级用于基于第一输出电压得到第二输出电压，所述第三电压转换子级用于基于第二输出电压得到第三输出电压；

5、所述第一电压转换子级、所述第二电压转换子级和所述第三电压转换子级中均包括相互连接的储能支路和静电电荷转换支路，所述储能支路包括原始开关管和储能电容，所述静电电荷转换支路用于消除储能支路中原始开关管的管压降对电压转换子级的输出电压的影响。

6、根据本技术提供的一种全桥式电荷泵电路，所述静电电荷转换支路包括三个静电电荷转换开关管，所述静电电荷转换开关管基于输入电压及外部输入的反相时钟控制信号对进行通断动作。

7、根据本技术提供的一种全桥式电荷泵电路，所述第一电压转换子级包括第一储能支路和第一静电电荷转换支路；所述第一储能支路包括第一原始开关管和第一储能电容，所述第一静电电荷转换支路包括第一静电电荷转换开关管、第二静电电荷转换开关管和第三静电电荷转换开关管；

8、所述第二电压转换子级包括第二储能支路和第二静电电荷转换支路；所述第二储能支路包括第二原始开关管和第二储能电容，所述第二静电电荷转换支路包括第四静电电荷转换开关管、第五静电电荷转换开关管和第六静电电荷转换开关管；

9、所述第三电压转换子级包括第三储能支路和第三静电电荷转换支路；所述第三储能支路包括第三原始开关管和第三储能电容，所述第三静电电荷转换支路包括第七静电电荷转换开关管、第八静电电荷转换开关管和第九静电电荷转换开关管。

10、根据本技术提供的一种全桥式电荷泵电路，所述第一原始开关管的栅极与漏极连接，用于接入输入电压；所述第一原始开关管的源极与第一储能电容的第一端连接，用于输出第一输出电压；所述第一储能电容的第二端用于输入反相时钟控制信号对中的第一时钟控制信号；

11、所述第一静电电荷转换开关管的源极与所述第一原始开关管的源极连接，所述第一静电电荷转换开关管的漏极与所述第一原始开关管的漏极连接，所述第一静电电荷转换开关管的栅极分别与所述第二静电电荷转换开关管和所述第三静电电荷转换开关管的漏极连接；

12、所述第二静电电荷转换开关管的源极与所述第一原始开关管的漏极连接，所述第二静电电荷转换开关管的栅极与所述第一原始开关管的源极连接；

13、所述第三静电电荷转换开关管的栅极与所述第一原始开关管的源极连接。

14、根据本技术提供的一种全桥式电荷泵电路，所述第二原始开关管的栅极与漏极连接，用于接入第一输出电压；所述第二原始开关管的源极与第二储能电容的第一端连接，用于输出第二输出电压；所述第二储能电容的第二端用于输入反相时钟控制信号对中的第二时钟控制信号；

15、所述第四静电电荷转换开关管的源极与所述第二原始开关管的源极连接，所述第四静电电荷转换开关管的漏极与所述第二原始开关管的漏极连接，所述第四静电电荷转换开关管的栅极分别与所述第五静电电荷转换开关管和所述第六静电电荷转换开关管的漏极连接；

16、所述第五静电电荷转换开关管的源极与所述第二原始开关管的漏极连接，所述第五静电电荷转换开关管的栅极与所述第二原始开关管的源极连接；

17、所述第六静电电荷转换开关管的栅极与所述第二原始开关管的源极连接，所述第三静电电荷转换开关管的源极与所述第二原始开关管的源极连接。

18、根据本技术提供的一种全桥式电荷泵电路，所述第三原始开关管的栅极与漏极连接，用于接入第二输出电压；所述第三原始开关管的源极与第三储能电容的第一端连接，用于输出第三输出电压；所述第三储能电容的第二端用于输入反相时钟控制信号对中的第一时钟控制信号；

19、所述第七静电电荷转换开关管的源极与所述第三原始开关管的源极连接，所述第七静电电荷转换开关管的漏极与所述第三原始开关管的漏极连接，所述第七静电电荷转换开关管的栅极分别与所述第八静电电荷转换开关管和所述第九静电电荷转换开关管的漏极连接；

20、所述第八静电电荷转换开关管的源极与所述第三原始开关管的漏极连接，所述第八静电电荷转换开关管的栅极与所述第三原始开关管的源极连接；

21、所述第九静电电荷转换开关管的栅极与所述第三原始开关管的源极连接，所述第六静电电荷转换开关管的源极与所述第三原始开关管的源极连接。

22、根据本技术提供的一种全桥式电荷泵电路，所述第一电压转换子级还包括第一滤波支路，第二电压转换子级还包括第二滤波支路，第三电压转换子级还包括第三滤波支路；

23、所述第一滤波支路包括第一滤波电容，所述第二滤波支路包括第二滤波电容，所述第三滤波支路包括第三滤波电容。

24、根据本技术提供的一种全桥式电荷泵电路，所述第一滤波电容的第一端与所述第一储能电容的第一端连接，所述第一滤波电容的第二端接地；

25、所述第二滤波电容的第一端与所述第二储能电容的第一端连接，所述第二滤波电容的第二端接地；

26、所述第三滤波电容的第一端与所述第三储能电容的第一端连接，所述第三滤波电容的第二端接地。

27、根据本技术提供的一种全桥式电荷泵电路，所述第一原始开关管、所述第二原始开关管、所述第三原始开关管、所述第一静电电荷转换开关管、所述第二静电电荷转换开关管、所述第四静电电荷转换开关管、所述第五静电电荷转换开关管、所述第七静电电荷转换开关管以及所述第八静电电荷转换开关管均为nmos管，所述第三静电电荷转换开关管、所述第六静电电荷转换开关管及所述第九静电电荷转换开关管均为pmos管。

28、根据本技术提供的一种全桥式电荷泵电路，所述输入电压及所述第一时钟控制信号和第二时钟控制信号的高电平电压均为电源电压。

29、本技术提供的全桥式电荷泵电路，所述电路包括：依次连接的第一电压转换子级、第二电压转换子级和第三电压转换子级；所述第一电压转换子级用于基于输入电压得到第一输出电压，所述第二电压转换子级用于基于第一输出电压得到第二输出电压，所述第三电压转换子级用于基于第二输出电压得到第三输出电压；各电压转换子级中均包括相互连接的储能支路和静电电荷转换支路，所述储能支路包括原始开关管和储能电容，所述静电电荷转换支路用于消除储能支路中原始开关管的管压降对电压转换子级的输出电压的影响，能够避免原始开关管的管压降对电荷泵升压电压的影响，提升全桥式电荷泵的转换效率，进而避免现有全桥式电荷泵的转换效率无法满足快充产品应用需求的问题。

技术特征：

1.一种全桥式电荷泵电路，其特征在于，所述电路包括：

2.根据权利要求1所述的全桥式电荷泵电路，其特征在于，所述静电电荷转换支路包括三个静电电荷转换开关管，所述静电电荷转换开关管基于输入电压及外部输入的反相时钟控制信号对进行通断动作。

3.根据权利要求2所述的全桥式电荷泵电路，其特征在于，所述第一电压转换子级包括第一储能支路和第一静电电荷转换支路；所述第一储能支路包括第一原始开关管和第一储能电容，所述第一静电电荷转换支路包括第一静电电荷转换开关管、第二静电电荷转换开关管和第三静电电荷转换开关管；

4.根据权利要求3所述的全桥式电荷泵电路，其特征在于，所述第一原始开关管的栅极与漏极连接，用于接入输入电压；所述第一原始开关管的源极与第一储能电容的第一端连接，用于输出第一输出电压；所述第一储能电容的第二端用于输入反相时钟控制信号对中的第一时钟控制信号；

5.根据权利要求4所述的全桥式电荷泵电路，其特征在于，所述第二原始开关管的栅极与漏极连接，用于接入第一输出电压；所述第二原始开关管的源极与第二储能电容的第一端连接，用于输出第二输出电压；所述第二储能电容的第二端用于输入反相时钟控制信号对中的第二时钟控制信号；

6.根据权利要求5所述的全桥式电荷泵电路，其特征在于，所述第三原始开关管的栅极与漏极连接，用于接入第二输出电压；所述第三原始开关管的源极与第三储能电容的第一端连接，用于输出第三输出电压；所述第三储能电容的第二端用于输入反相时钟控制信号对中的第一时钟控制信号；

7.根据权利要求6所述的全桥式电荷泵电路，其特征在于，所述第一电压转换子级还包括第一滤波支路，第二电压转换子级还包括第二滤波支路，第三电压转换子级还包括第三滤波支路；

8.根据权利要求7所述的全桥式电荷泵电路，其特征在于，所述第一滤波电容的第一端与所述第一储能电容的第一端连接，所述第一滤波电容的第二端接地；

9.根据权利要求8所述的全桥式电荷泵电路，其特征在于，所述第一原始开关管、所述第二原始开关管、所述第三原始开关管、所述第一静电电荷转换开关管、所述第二静电电荷转换开关管、所述第四静电电荷转换开关管、所述第五静电电荷转换开关管、所述第七静电电荷转换开关管以及所述第八静电电荷转换开关管均为nmos管，所述第三静电电荷转换开关管、所述第六静电电荷转换开关管及所述第九静电电荷转换开关管均为pmos管。

10.根据权利要求9所述的全桥式电荷泵电路，其特征在于，所述输入电压及所述第一时钟控制信号和第二时钟控制信号的高电平电压均为电源电压。

技术总结
本申请提供一种全桥式电荷泵电路，属于集成电路技术领域，所述电路包括：依次连接的第一电压转换子级、第二电压转换子级和第三电压转换子级；所述第一电压转换子级用于基于输入电压得到第一输出电压，所述第二电压转换子级用于基于第一输出电压得到第二输出电压，所述第三电压转换子级用于基于第二输出电压得到第三输出电压；所述第一电压转换子级、所述第二电压转换子级和所述第三电压转换子级中均包括相互连接的储能支路和静电电荷转换支路，所述储能支路包括原始开关管和储能电容，所述静电电荷转换支路用于消除储能支路中原始开关管的管压降对电压转换子级的输出电压的影响，提升全桥式电荷泵的转换效率。

技术研发人员：卢靖,高彦平,卢宇,蒲耀川,魏瑞朋,苏清华,张郑汀
受保护的技术使用者：天水天光半导体有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5