CN101753019B - 负压供应电路与供应负压的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种负压供应电路与供应负压的方法。本发明所提出的供应负压的方法包含：提供互相电连接的功率开关与电感，该电感的一端与该功率开关电连接，另一端接地；以一驱动闸电路驱动该功率开关的切换以控制该电感的储能与释能，由此将一输入电压转换为负电压供应给一负载电路；以及根据该负电压而提供工作低压给该驱动闸。

Description

负压供应电路与供应负压的方法
技术领域
本发明涉及一种负压供应电路与供应负压的方法，特别是指一种对功率晶体管具有较佳驱动能力的负压供应电路与供应负压的方法，其例如可应用于供应负电压给CCD(电荷耦合元件，Charge CoupleDevice)电路。
现有背景技术
负压供应电路的一种应用是供应负电压给CCD电路。如图1所示，现有技术的负压供应电路1中，由功率开关驱动控制电路12通过驱动闸14控制功率开关Q，通过功率开关Q和电感L的作用，将自电池BAT而来的电压Vin转换成负压供应给CCD电路，其所需的电压例如为-7V。功率开关驱动控制电路12自反馈端FB取得反馈讯号，以决定如何控制功率开关Q的切换。电路中，一般将功率开关驱动控制电路12、驱动闸14、功率开关Q和1.25V供应电路制作在一颗集成电路10之内。
上述现有技术的问题在于：驱动闸14的工作高低压分别为电池BAT的供应电压Vin和地，亦即功率开关Q的闸极工作区间位于电压Vin和0V之间。而在CCD电路应用场合中，电池BAT通常由两颗AA电池供电，其所供应的电压Vin范围可能在1.8V～3.2V之间。功率开关Q若为PMOS，其Vt约为-1V。换言之，电路对于功率开关Q的闸极驱动能力仅有0.8V～2.2V，其驱动能力过低且功率开关Q的导通电阻易随电池BAT的电压而大幅变化。
针对此问题，本发明申请人曾提出如图2所示的现有技术，在此负压供应电路2中，集成电路20之内另设有一个负压电荷泵26，根据电容连接方式的切换，产生负压CPO，作为驱动闸24的工作低压。如此，对于功率开关Q的闸极驱动能力和电路稳定性便可大幅提高。然而，此种作法的缺点在于，必须增加集成电路20外部的电容元件，且集成电路20必须增加多个接脚；如图所示，除了原有的Vin，LX，FB，及1.25V的接脚外，必须增加CP，CN，和CPO三个接脚。就成本考量，并不够理想。
【发明内容】
本发明的第一目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种负压供应电路。
本发明的第二目的在于，提出一种应用于负压供应电路中的集成电路。
本发明的第三目的在于，提出一种供应负压的方法。
为达上述目的，根据本发明的其中一个观点，提供了一种负压供应电路，其接收输入电压并将其转换为负电压供应给一负载电路，该负压供应电路包含：功率开关，其一端与该输入电压电连接；电感，其具有第一端与第二端，该第一端与该功率开关的另一端电连接，第二端接地，该电感的第一端供应负电压给负载电路；驱动闸，驱动该功率开关的切换；以及功率开关驱动控制电路，其产生驱动讯号，通过该驱动闸驱动该功率开关；其中，该驱动闸的工作低压直接或间接由该负电压而得。
上述负压供应电路中可更包含有工作低压电路，此工作低压电路直接或间接取得该负电压后，产生工作低压供应给该驱动闸。
根据本发明的另一个观点，提供了一种应用于负压供应电路中的集成电路，该负压供应电路包含互相电连接的功率开关与电感，该电感的一端与该功率开关电连接，另一端接地，通过功率开关的切换，控制该电感的储能与释能，以将一输入电压转换为负电压供应给一负载电路，该集成电路包含：驱动闸，驱动该功率开关的切换；以及功率开关驱动控制电路，其产生驱动讯号，通过该驱动闸驱动该功率开关；其中，该驱动闸的工作低压直接或间接由该负电压而得。
所述功率开关可位在上述集成电路的内或外部。
集成电路内更包含有工作低压电路，此工作低压电路直接或间接取得该负电压后，产生工作低压供应给该驱动闸。
根据本发明的又另一个观点，提供了一种供应负压的方法，包含：提供互相电连接的功率开关与电感，该电感的一端与该功率开关电连接，另一端接地；以一驱动闸电路驱动该功率开关的切换以控制该电感的储能与释能，由此将一输入电压转换为负电压供应给一负载电路；以及根据该负电压而提供工作低压给该驱动闸。
上述方法中，根据该负电压而提供工作低压给该驱动闸的步骤是：将该驱动闸的工作低压与该负电压电连接。或是：提供一工作低压电路，该工作低压电路与该负载电路的一端电连接，以产生工作低压给该驱动闸。或是：提供一工作低压电路，该工作低压电路与该电感和功率开关的相连节点电连接，以产生工作低压给该驱动闸。
下面通过对具体实施例详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
附图说明
图1为现有技术中的负压供应电路的电路示意图；
图2标出另一种现有技术负压供应电路；
图3至5标出示出本发明的三个实施例。
图中符号说明
1负压供应电路(现有技术)
2负压供应电路(现有技术)
3负压供应电路(本发明)
10集成电路(现有技术)
12功率开关驱动控制电路
14驱动闸(现有技术)
20集成电路(现有技术)
24驱动闸(现有技术)
26负压电荷泵
30集成电路
34驱动闸
36工作低压电路
38工作低压电路
BAT电池
CCD电荷耦合元件
FB反馈讯号
L电感
P接脚
Q功率开关
Vin供应电压
V(-)负压
具体实施方式
以下各实施例中，仍以供应负电压-7V给CCD电路为例来说明，但本发明并不局限于此种应用，亦可应用于其它需要供应负压的场合，且电压当然也不限于-7V。图3以示意电路图的方式显示本发明的第一个实施例，如图所示，在本发明的负压供应电路3中，将供应给CCD电路的负电压直接取回集成电路30之中，作为驱动闸34的工作低压V(-)。如此，可以大幅提高对于功率开关Q的闸极驱动能力和电路稳定性，而且与图2的现有技术相较，并不需要增加集成电路外部的电容元件，且集成电路30并不需要CP，CN，CPO三个接脚而仅需要图标的接脚V(-)，接脚数目也较集成电路20为少。
图4标出本发明的第二个实施例，在此实施例中另设有一个工作低压电路36，此电路接受供应给CCD电路的负电压，并将其转为工作低压V(-)，供应给驱动闸34，亦即驱动闸34的工作低压是间接而非直接得自供应给CCD电路的负电压。设置工作低压电路36的优点在于：前述第一实施例中，工作低压V(-)即为供应给CCD电路的负电压，其电压绝对值较大，因此集成电路30的内部某些元件直接面对高压，需要使用较高耐压能力的元件。或是，供应给CCD电路的负电压可能具有涟波(ripple)，需要过滤。在图4所示的第二实施例中，因设置了工作低压电路36，故可提供降压或过滤功能，使供应给驱动闸34的工作低压V(-)的绝对值较低，如此集成电路30的内部元件即不必直接面对高压，并增加电路稳定性。工作低压电路36例如可为简单的分压电路、降压电路或滤波电路，当然亦可为其它形式的电路。
以上两实施例中，将供应给CCD电路的负电压取回集成电路30之中，但本发明的概念不限于此。图5标出本发明的第三个实施例，在此实施例中则是根据功率开关Q和电感L之间的节点电压LX来产生工作低压V(-)，此也可视为是间接自供应给CCD电路的负电压产生工作低压。节点电压LX与供应给CCD电路的负电压相关，但其电流为周期性地变动而非定值，故本实施例中的工作低压电路38，例如可以是直流电压平均电路，取得节点电压LX的直流平均值，将其供应给驱动闸34作为工作低压V(-)。此实施例尚可将图4实施例的概念包括在内，亦即工作低压电路38除包含直流电压平均电路外，尚可包含分压电路、降压电路或滤波电路。
由于工作低压电路38的输入取自节点电压LX，因此可更节省集成电路30的接脚数目。
以上已针对较佳实施例来说明本发明，只是以上所述，仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的权利范围。对于本领域技术人员，当可在本发明精神内，立即思及各种等效变化。例如，本发明可应用于任何需要负电压的场合，而不限于供应电压给CCD电路。又如，图标中的1.25V电路和与其连接的外部电容，仅为较佳的实施形态而非绝对必要。再如，于某些应用场合中，功率开关Q可为独立元件，设置于集成电路的外部。故凡依本发明的概念与精神所为之均等变化或修饰，均应包括于本发明的权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种负压供应电路，其接收输入电压并将其转换为负电压供应给一负载电路，其特征在于，该负压供应电路包含：
功率开关，其一端与该输入电压电连接；
电感，其具有第一端与第二端，该第一端与该功率开关的另一端电连接，第二端接地，该电感的第一端供应负电压给负载电路；
驱动闸，驱动该功率开关的切换；以及
功率开关驱动控制电路，其产生驱动讯号，通过该驱动闸驱动该功率开关；
其中，该驱动闸的工作低压直接或间接由该负电压而得。
2.如权利要求1所述的负压供应电路，其中，该驱动闸的工作低压与该负载电路接收负电压的一端电连接。
3.如权利要求1所述的负压供应电路，其中，还包含有工作低压电路，此工作低压电路直接或间接取得该负电压后，产生工作低压供应给该驱动闸。
4.如权利要求3所述的负压供应电路，其中，该工作低压电路与该负载电路接收负电压的一端电连接。
5.如权利要求3所述的负压供应电路，其中，该工作低压电路与该电感和功率开关的相连节点电连接。
6.如权利要求3所述的负压供应电路，其中，该工作低压电路包含以下之一：分压电路、降压电路或滤波电路。
7.如权利要求3所述的负压供应电路，其中，该工作低压电路包含直流电压平均电路。
8.一种应用于负压供应电路中的集成电路，该负压供应电路包含一电感与该集成电路，该电感的一端与该集成电路电连接，另一端接地，其中该负压供应电路接收输入电压并通过该电感的储能与释能而在该电感与该集成电路电连接的一端将该输入电压转换为负电压供应给一负载电路，其特征在于，该集成电路包含：
功率开关，其一端与该输入电压电连接，另一端与该电感电连接；
驱动闸，驱动该功率开关的切换；以及
功率开关驱动控制电路，其产生驱动讯号，通过该驱动闸驱动该功率开关；
其中，该驱动闸的工作低压直接或间接由该负电压供应给该负载电路的节点而得。
9.如权利要求8所述的应用于负压供应电路中的集成电路，其中，该驱动闸的工作低压与该负载电路接收负电压的一端电连接。
10.如权利要求8所述的应用于负压供应电路中的集成电路，其中，还包含有工作低压电路，以供应工作低压给该驱动闸，此工作低压电路与该负载电路接收负电压的一端电连接。
11.如权利要求8所述的应用于负压供应电路中的集成电路，其中，还包含有工作低压电路，以供应工作低压给该驱动闸，此工作低压电路与该功率开关的另一端电连接。
12.一种应用于负压供应电路中的集成电路，该负压供应电路包含互相电连接的功率开关、电感、与该集成电路，该功率开关的一端接收一输入电压，另一端与该电感电连接，该电感的一端与该功率开关电连接，另一端接地，该集成电路控制该功率开关的切换，据以控制该电感的储能与释能，以将该输入电压在该电感与该功率开关电连接的一端转换为负电压供应给一负载电路，其特征在于，该集成电路包含：
驱动闸，驱动该功率开关的切换；以及
功率开关驱动控制电路，其产生驱动讯号，通过该驱动闸驱动该功率开关；
其中，该驱动闸的工作低压直接或间接由该负电压供应给该负载电路的节点而得。
13.如权利要求12所述的应用于负压供应电路中的集成电路，其中，该驱动闸的工作低压与该负载电路接收负电压的一端电连接。
14.如权利要求12所述的应用于负压供应电路中的集成电路，其中，还包含有工作低压电路，以供应工作低压给该驱动闸，此工作低压电路与该负载电路接收负电压的一端电连接。
15.如权利要求12所述的应用于负压供应电路中的集成电路，其中，还包含有工作低压电路，以供应工作低压给该驱动闸，此工作低压电路与该功率开关的该另一端电连接。
16.一种供应负压的方法，其特征在于，包含：
提供互相电连接的功率开关与电感，该功率开关的一端接收一输入电压，另一端与该电感电连接，该电感的一端与该功率开关电连接，另一端接地；
以一驱动闸驱动该功率开关的切换以控制该电感的储能与释能，由此将该输入电压在该电感与该功率开关电连接的一端转换为负电压供应给一负载电路；以及
自供应给该负载电路的节点，直接或间接根据该负电压而提供工作低压给该驱动闸。
17.如权利要求16所述的供应负压的方法，其中，该根据负电压而提供工作低压给驱动闸的步骤包含：将该驱动闸的工作低压与该负电压电连接。
18.如权利要求16所述的供应负压的方法，其中，该根据负电压而提供工作低压给驱动闸的步骤包含：提供一工作低压电路，此工作低压电路直接或间接取得该负电压后，产生工作低压供应给该驱动闸。
19.如权利要求18所述的供应负压的方法，其中，该工作低压电路与该负载电路接收负电压的一端电连接。
20.如权利要求18所述的供应负压的方法，其中，该工作低压电路与该电感和功率开关的相连节点电连接。
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