CN105915046A - 一种电荷泵控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电荷泵控制电路，包括：电荷泵；第一反馈电路，所述第一反馈电路用于通过第一反馈电阻串对所述电荷泵的输出电压进行采样，获取第一采样电压，并通过所述第一采样电压与参考电压的比较结果调节所述输出电压；第二反馈电路，所述第二反馈电路用于通过第二反馈电阻串对所述电荷泵的输出电压进行采样，获取第二采样电压，并根据输入电压以及所述第二采样电压调节所述电荷泵的倍压模式。所述电荷泵控制电路可以通过第二反馈电路调节电荷泵的倍压模式，还可以通过第一反馈电路调节电荷泵的输出电压，所述电荷泵控制电路的适用范围较宽。

Description

一种电荷泵控制电路
技术领域
本发明涉及电源管理***电路技术领域，更具体的说，涉及一种电荷泵控制电路。
背景技术
对于便携式功能产品来说，功能的多样化和体积的小型化发展趋势要求电源芯片采用更小的封装尺寸，因此对电源IC的体积和占用面积提出了更高的要求。此外性价比的高低也成为各种芯片产品竞争的重要因素，而电荷泵在体积、成本上的明显优势，并且电荷泵无电感，克服了基于电感的功率源可能带来的EMI问题，使其应用前景更加广泛。在高效率，低功耗，低电磁干扰，可调节输出的电源管理***中，电荷泵是不二之选。
电荷泵需要通过电荷泵控制电路来控制电荷泵的工作模式。现有的电荷泵控制电路只能根据输入电压控制电荷泵的倍压工作模式，使得电荷泵在不同的倍压工作模式下输出恒定的输出电压。
由于现有的电荷泵控制电路只能使得电荷泵输出恒定的输出电压，无法实现电荷泵的输出电压的可调节性。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种电荷泵控制电路，所述电荷泵控制电路可以调节电荷泵的输出电压，
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电荷泵控制电路，该电荷泵控制电路包括：
一种电荷泵控制电路，该电荷泵控制电路包括：
电荷泵；
第一反馈电路，所述第一反馈电路用于通过第一反馈电阻串对所述电荷泵的输出电压进行采样，获取第一采样电压，并通过所述第一采样电压与参考电压的比较结果调节所述输出电压；
第二反馈电路，所述第二反馈电路用于通过第二反馈电阻串对所述电荷泵的输出电压进行采样，获取第二采样电压，并根据输入电压以及所述第二采样电压调节所述电荷泵的倍压模式。
可选的的，在上述电荷泵控制电路中，所述电荷泵具有输入接口、输出接口、倍压控制接口以及时钟接口；
所述输入接口用于输入所述输入电压；
所述输出接口用于输出所述输出电压。
可选的的，在上述电荷泵控制电路中，所述第一反馈电阻串包括：第一电阻以及第二电阻；所述第一反馈电路包括：所述第一电阻、所述第二电阻以及输出电压反馈控制模块；
所述第一电阻的第一端与所述输出接口连接，其第二端通过所述第二电阻接地；
所述输出电压反馈控制模块的第一输入端与所述第一电阻的第一端连接，其第二输入端输入所述参考电压，其输出端与时钟逻辑控制模块的第一输入端连接；
所述时钟逻辑控制模块的输出端与所述时钟接口连接。
可选的的，在上述电荷泵控制电路中，所述第二反馈电阻串包括：第三电阻以及第四电阻；所述第二反馈电路包括：所述第三电阻、所述第四电阻以及电荷泵倍压模式控制模块；
所述第三反馈电阻的第一端与所述输出接口连接，其第二端通过所述第四电阻接地；
所述电荷泵倍压模式控制模块的第一输入端与分压电阻的第一端连接，其第二输入端与所述第三电阻的第二端连接，其第一输出端与所述倍压控制接口连接，其第二输出端与所述时钟逻辑控制模块的第二输入端连接；
所述分压电阻的第二端输入所述输入电压。
可选的的，在上述电荷泵控制电路中，所述电荷泵包括：
第一开关管，所述第一开关管的第一极与所述输入接口连接，其第二极与第一节点连接；
第二开关管，所述第二开关管的第一极与所述第一节点连接，其第二极与所述输出接口连接；
第三开关管，所述第三开关管的第一极与所述输入接口连接，其第二极与第二节点连接；
第四开关管，所述第四开关管的第一极与第三节点连接，其第二极与所述第二节点连接；
第五开关管，所述第五开关管的第一极与所述输入接口连接，其第二极与所述第三节点连接；
第六开关管，所述第六开关管的第一极与所述第三节点连接，其第二极与所述输出接口连接；
第七开关管，所述第七开关管的第一极与所述输入接口连接，其第二极与第四节点连接；
第八开关管，所述第八开关管的第一极与所述第二节点连接，其第二极接地；
第九开关管，所述第九开关管的第一极与所述第四节点连接，其第二极接地；
第一泵电容，所述第一泵电容的一个极板连接所述第一节点，另一个极板连接所述第二节点；
第二泵电容，所述第二泵电容的一个极板连接所述第三节点，另一个极板连接所述第四节点；
所有开关管的控制端均连接所述时钟接口。
可选的的，在上述电荷泵控制电路中，
所述第一开关管的衬底与所述第一节点连接；
所述第二开关管的衬底与所述输出接口连接；
所述第三开关管的衬底与所述输入接口连接；
所述第四开关管的衬底与所述第三节点连接；
所述第五开关管的衬底与所述；
所述第六开关管的衬底与所述输出接口连接；
所述第七开关管的衬底与所述输入接口连接；
所述第八开关管的衬底接地；
所述第九开关管的衬底接地。
可选的的，在上述电荷泵控制电路中，所述电荷泵还包括：2路选择器，所述2路选择器的控制端输入控制电压，其第一输入端输入所述输出电压，其第二输入端与所述第三节点连接，其输出端与所述第五开关管的衬底连接。
可选的的，在上述电荷泵控制电路中，所述电荷泵具有1.5倍压工作模式以及2倍压工作模式；
当所述电荷泵处于1.5倍压工作模式时，所述控制电压为低电平，所述2路选择器的输出端输出所述输出电压；
当所述电荷泵处于2倍压工作模式时，所述控制电压为高电平，所述2路选择器的输出端输出所述输出电压所述第三节点的电压。
可选的的，在上述电荷泵控制电路中，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管、所述第五开关管、所述第六开关管以及所述第七开关管均为PMOS；
所述第八开关管以及所述第九开关管均为NMOS。
可选的的，在上述电荷泵控制电路中，所述时钟逻辑控制模块的第三输入端与振荡器连接。
通过上述描述可知，本发明提供的电荷泵控制电路包括：电荷泵；第一反馈电路，所述第一反馈电路用于通过第一反馈电阻串对所述电荷泵的输出电压进行采样，获取第一采样电压，并通过所述第一采样电压与参考电压的比较结果调节所述输出电压；第二反馈电路，所述第二反馈电路用于通过第二反馈电阻串对所述电荷泵的输出电压进行采样，获取第二采样电压，并根据输入电压以及所述第二采样电压调节所述电荷泵的倍压模式。所述电荷泵控制电路可以通过第二反馈电路调节电荷泵的倍压模式，还可以通过第一反馈电路调节电荷泵的输出电压，所述电荷泵控制电路的适用范围较宽。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种电荷泵控制电路的结构示意图；
图2为图1所示电荷泵控制电路的倍压模式转换示意图；
图3为本发明实施例提供的一种电荷泵的电路图。
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做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。
现有的电荷泵控制电路的输出电压为固定值，一般是通过对比输入电压与参考电压来判刑选择适合的倍压工作模式，不能完全消除电荷泵的功率开关管的体效应的影响。由于现有的电荷泵控制电路只能输出一个固定电压值，则运用范围会很有限，不适用于输出电压可调的应用情况。且由于现有的电荷泵控制电路不能完全消除功率开关管的体效应影响，功率开关管阈值电压较大，从而会降低该电荷泵的转换效率和驱动能力。
本发明实施例针对现有电荷泵控制电路的固定输出电压值，存在体效应影响，驱动能力不足，转换效率较低的问题，提供了一种具有双环路反馈的输出电压可调节的，可消除体效应影响的电荷泵控制电路。
为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种电荷泵控制电路，该电荷泵控制电路包括：
电荷泵；
第一反馈电路，所述第一反馈电路用于通过第一反馈电阻串对所述电荷泵的输出电压进行采样，获取第一采样电压，并通过所述第一采样电压与参考电压的比较结果调节所述输出电压；
第二反馈电路，所述第二反馈电路用于通过第二反馈电阻串对所述电荷泵的输出电压进行采样，获取第二采样电压，并根据输入电压以及所述第二采样电压调节所述电荷泵的倍压模式。
可见，所述电荷泵控制电路可以通过第二反馈电路调节电荷泵的倍压模式，还可以通过第一反馈电路调节电荷泵的输出电压，所述电荷泵控制电路的适用范围较宽。
为了使本发明实施例提供的技术方案更加清楚，下面结合附图对上述方案进行详细描述。
参考图1，图1为本发明实施例提供的一种电荷泵控制电路的结构示意图，所述电荷泵控制电路包括：电荷泵11；第一反馈电路，所述第一反馈电路用于通过第一反馈电阻串对所述电荷泵11的输出电压VOUT进行采样，获取第一采样电压FB1，并通过所述第一采样电压FB1与参考电压VREF的比较结果调节所述输出电压VOUT；第二反馈电路，所述第二反馈电路用于通过第二反馈电阻串对所述电荷泵11的输出电压VOUT进行采样，获取第二采样电压FB2，并根据输入电压VIN以及所述第二采样电压FB2调节所述电荷泵11的倍压模式。
如图1所示，所述电荷泵11具有输入接口D1、输出接口D2、倍压控制接口D3以及时钟接口D4；所述输入接口用于输入所述输入电压VIN；所述输出接口D2用于输出所述输出电压VOUT。可选的，所述电荷泵11为1.5X/2X自适应电荷泵。所述电荷泵11具有1.5倍压工作模式以及2倍压工作模式。其中，1.5X表示1.5倍压工作模式，2X表示2倍压工作模式。
可选的，所述第一反馈电阻串包括：第一电阻R1以及第二电阻R2；所述第一反馈电路包括：所述第一电阻R1、所述第二电阻R2以及输出电压反馈控制模块14。所述第一电阻R1的第一端与所述输出接口D2连接，其第二端通过所述第二电阻R2接地。所述输出电压反馈控制模块14的第一输入端与所述第一电阻R1的第一端连接，其第二输入端输入所述参考电压VREF，其输出端与时钟逻辑控制模块13的第一输入端连接。所述时钟逻辑控制模块14的输出端与所述时钟接口D4连接。所述电荷泵11包括多个开关管。可选的，所述开关管为功率开关管。所述时钟逻辑控制模块13可以通过对应的时钟信号控制所述多个开关管的开关状态。
所述第一电阻R1为可调电阻，其阻值大小受多bit数字信号控制。通过调节R1的阻值大小，可以通过调节第一电阻R1设定输出电压VOUT的调节范围。R1是可调电阻，阻值大小受数字信号控制，例如控制信号为000时，输出电压最低，这时的R1的阻值为最小；如控制信号为111时，输出电压最高，这时的R1的阻值为最大。
可选的，所述第二反馈电阻串包括第三电阻R3以及第四电阻R4。所述第二反馈电路包括：所述第三电阻R3、所述第四电阻R4以及电荷泵倍压模式控制模块12。所述第三反馈电阻R3的第一端与所述输出接口D2连接，其第二端通过所述第四电阻R4接地。所述电荷泵倍压模式控制模块12的第一输入端与分压电阻R5的第一端连接，其第二输入端与所述第三电阻R3的第二端连接，其第一输出端与所述倍压控制接口D3连接，其第二输出端与所述时钟逻辑控制模块13的第二输入端连接。所述分压电阻R5的第二端输入所述输入电压VIN，其第一端通过分压电阻R6接地。所述电荷泵倍压模式控制模块12输出控制电压VMODE，用于控制电荷泵11的倍压模式。
所述时钟逻辑控制模13块的第三输入端与振荡器15连接。通过所述振荡器15生成方波信号。所述时钟逻辑控制模13根据所述方波信号，生成时钟信号。
可选的，所述电荷泵控制电路还包括输出电容Cout。所述输出电容Cout的一个极板与所述输出接口D2连接，另一个极板接地。所述电荷泵控制电路还包括电源旁路电容Cin，所述电源旁路电容Cin一个极板输入所述输入电压VIN，另一个极板接地。
下面对本发明实施例所述电荷泵控制电路的倍压工作模式的调节原理以及电荷泵的输出电压的调节原理进行具体说明。
在图1所示电荷泵控制电路中，输出电压反馈控制模块14通过可调的第一反馈电阻串对输出电压VOUT进行采样，获取第一采样电压FB1。输出电压反馈控制模块14具有第一比较器，通过所述第一比较器将第一采样电压FB1与参考电压VREF比较，若第一采样电压FB1高于参考电压VREF，第一比较器输出高电平到时钟逻辑控制模块13，电荷泵11的开关管则会全部关断，电荷泵11停止向输出电容Cout充电。
当电荷泵11的开关管全部关断时，由输出电容Cout向负载提供电流，即通过输出电容Cout放电提供输出电压VOUT，随着输出电容Cout的放电，输出电压VOUT逐渐降低，直到当前第一采样电压FB1低于参考电压VREF。当第一采样电压FB1低于参考电压VREF时，第一比较器输出低电平到时钟逻辑控制模块13，电荷泵11开始上电，即电荷泵11开始正常工作，向输出电容Cout充电，并为负载供电，直到输出电压VOUT高于预设电压值。其中，负载与输出接口连接。这样，输出电压VOUT可以以预设的电压值为中心上下小幅波动。
具体的，当第一比较器判断出第一采样电压FB1高于参考电压VREF时，电荷泵开关全部关断，这时输出电压VOUT降低，当输出电压VOUT降到第一采样电压FB1低于参考电压VREF时，电荷泵11又会重新工作，这样输出电压VOUT就会以预定的电压值为中心，上下小幅波动，输出电压VOUT波动的幅度取决于第一比较器的失调电压和环路反应速度。
通过上述描述可知，本发明实施例所述电荷泵控制电路可以根据采样电压的不同调节输出电压VOUT的大小，输出电压VOUT可以在所述下限值与所述上限值限定的电压范围调节。上述输出电压的调节过程为跨周期调制，同时也是所述电荷泵控制电路的第一条反馈支路对输出电压的范围进行调节的工作原理。可以通过调节第一电阻R1的大小设定输出电压VOUT的调节范围。
第二反馈电路通过第二反馈电阻串(第三电阻R3以及第四电阻R4)对所述电荷泵的输出电压VOUT进行采样，获取第二采样电压FB2。电荷泵倍压模式控制模块12包括具有迟滞功能的第二比较器，所述第二比较器用于将第二采样电压FB2与第三采样电压FB3比较。
可选的，第二采样电压FB2为输出电压VOUT的66.7％。第三反馈电阻串对输入电压VIN进行采样，获取所述第三采样电压FB3。所述第三采样电压FB3可以为输入电压VIN的90％。所述第三反馈电阻串包括所述分压电压R5以及分压电阻R6。可以通过设置第三电阻R3以及第四电阻R4的比值设定第二采样电压FB2相对于输出电压VOUT的百分比，可以通过设置分压电阻R5以及分压电阻R6的比值设定第三采样电压FB3相对于输入电压VIN的百分比，可以根据需要设计第二采样电压FB2相对于输出电压VOUT的百分比以及第三采样电压FB3相对于输入电压VIN的百分比，并不局限于本发明实施例所举例的数值。
初始时刻，电荷泵11开始上电，电荷泵倍压模式控制模块12控制电荷泵11首先处于1.5倍压工作模式，第二采样电压FB2等于66.7％*VOUT。若66.7％*VOUT低于95％*VIN，且输出电压VOUT已经达到预设电压值，电荷泵倍压模式控制模块12选择控制电荷泵11持续在1.5倍压工作模式下，为电荷泵充电，电荷泵生成输出电压。第二比较器是迟滞比较器，具有迟滞窗口，当第二采样电压FB2与90％*VIN比较时，如需要使得第二比较器的输出为高电平，则第二采样电压FB2要超过95％*VIN，如需要使得第二比较器的输出为低电平，则第二采样电压FB2要低于85％*VIN，第二比较器以90％为中心，正负5％的迟滞窗口。
若95％*1.5*VIN仍低于预设电压值，则电荷泵11会在1.5倍压工作模式下继续充电，直到采样输出电压66.7％*VOUT大于95％*VIN，此时，电荷泵倍压模式控制模块12会选择控制电荷泵在2倍压工作模式下充电，产生输出电压。当电荷泵11在2倍压工作模式工作时，当输出电压VOUT降低，或输入电压VIN升高，则会在2倍压工作模式下，电荷泵倍压模式控制模块12判断出输出电压VOUT高于预设电压值，并控制电荷泵11停止向输出电容Cout充电，直到输出电压VOUT降到下限值。若相应的采样电压66.7％*VOUT低于85％*VIN，此时，电荷泵倍压模式控制模块12会选择控制电荷泵在1.5倍压工作模式下充电，产生输出电压VOUT。
如图1所示，与现有电荷泵控制电路方案不同的是，本发明实施例所述电荷泵控制电路的输出电压VOUT是可调节的，输出电压VOUT具有一定的输出范围。所述电荷泵控制电路中存在2个反馈回路，第一条反馈回路是由第一反馈电阻串、输出电压反馈控制模块14、时钟逻辑控制模块14以及电荷泵11组成。第二条反馈回路是由第二反馈电阻串、电荷泵倍压模式控制模块12、时钟逻辑控制模块14以及电荷泵11组成。
其中，第电阻R1为可调节电阻，其阻值受多bit数字信号控制，从而会输出可调的输出电压VOUT。输出电压VOUT表达式为：
V O U T = V I N × ( 1 + R 1 R 2 )
第二条反馈回路是通过将第二采样电压FB2与第三采样电压FB3比较，根据比较结果控制电荷泵11处于合适的倍压模式。一般的，设置第二采样电压FB2＝VOUT/1.5＝66.7％*VOUT。设置第三采样电压FB3＝90％*VIN。
参考图2，图2为图1所示电荷泵控制电路的倍压模式转换示意图。如图2所示，在输出电压较低或输入电压较高时，即输出电压不高于95％*1.5*VIN，电荷泵倍压模式控制模块会选择控制电荷泵处于1.5倍压工作模式；随着输出电压的升高或输入电压的降低，输出电压高于95％*1.5*VIN，则电荷泵倍压模式控制模块会选择控制电荷泵处于2倍压工作模式；在电荷泵处于2倍压工作模式时，若输出电压降低或输入电压升高，当输出电压低于85％*1.5*VIN，则电荷泵倍压模式控制模块会选择控制电荷泵处于1.5倍压工作模式。
通过上述描述可知，本发明实施例所述电荷泵控制电路，将输出电压VOUT设计为多bit可调的输出电压，具有较大的输出电压范围，同时改进了电荷泵的倍压模式选择机制。现有的电荷泵控制电路的倍压模式选择机制是通过对比输入电压与基准电压，监控输入电压的变化来选择倍压模式。而本发明实施例的电荷泵控制电路的倍压模式选择机制是通过对比输入电压与输出电压，监控输入电压和输出电压大小来判断选择出适合所选的输出电压的倍压模式，使得输出电压的大小可调节。
且本发明实施例所述电荷泵控制电路为结合了互补式2倍压电荷泵控制电路与1.5倍压电荷泵控制电路电路,所述电荷泵控制电路为自适应电荷泵电路，可以根据输出电压以及输入电压自动调节倍压模式。本发明实施例所述电荷泵控制电路比现有的2倍压电荷泵控制电路的驱动能力高，且输出纹波远低于现有的2倍压电荷泵控制电路的输出纹波。
参考图3，图3为本发明实施例提供的一种电荷泵的电路图，所示电荷泵包括：第一开关管M1、第二开关管M2、第三开关管M3、第四开关管M4、第五开关管M5、第六开关管M6、第七开关管M7、第八开关管M8、第九开关管M9、第一泵电容C1以及第二泵电容C2。
所述第一开关管M1的第一极与电荷泵的输入接口连接，其第二极与第一节点①连接。所述第二开关管M2的第一极与所述第一节点①连接，其第二极与电荷泵的输出接口连接。所述第三开关管M3的第一极与所述输入接口连接，其第二极与第二节点②连接。所述第四开关管M4的第一极与第三节点③连接，其第二极与所述第二节点②连接。所述第五开关管M5的第一极与所述输入接口连接，其第二极与所述第三节点③连接。所述第六开关管M6的第一极与所述第三节点③连接，其第二极与所述输出接口连接。所述第七开关管M7的第一极与所述输入接口连接，其第二极与第四节点④连接。所述第八开关管M8的第一极与所述第二节点②连接，其第二极接地。所述第九开关管M9的第一极与所述第四节点④连接，其第二极接地。所述第一泵电容C1的一个极板连接所述第一节点①，另一个极板连接所述第二节点②。所述第二泵电容C2的一个极板连接所述第三节点③，另一个极板连接所述第四节点④。所有开关管的控制端均连接所述电荷泵的时钟接口。
为了消除各个开光管的体效应，所述第一开关管M1的衬底与所述第一节点连接；所述第二开关管M2的衬底与所述输出接口连接；所述第三开关管M3的衬底与所述输入接口连接；所述第四开关管M4的衬底与所述第三节点连接；所述第五开关管M5的衬底与所述；所述第六开关管M6的衬底与所述输出接口连接；所述第七开关管M7的衬底与所述输入接口连接；所述第八开关管M8的衬底接地；所述第九开关管M9的衬底接地。
所述电荷泵还包括：2路选择器31，所述2路选择器31的控制端输入控制电压VMODE，其第一输入端输入所述输出电压，其第二输入端与所述第三节点③连接，其输出端与所述第五开关管M5的衬底连接。所述2路选择器31的控制端与倍压控制接口连接，进而与电荷泵控制电路的电荷泵倍压模式控制模块连接。
当所述电荷泵处于1.5倍压工作模式时，所述控制电压VMODE为低电平，所述2路选择器的输出端输出所述输出电压VOUT。当所述电荷泵处于2倍压工作模式时，所述控制电压VMODE为高电平，所述2路选择器的输出端输出所述输出电压所述第三节点③的电压。
可选的，所述第一开关管M1、所述第二开关管M2、所述第三开关管M3、所述第四开关管M4、所述第五开关管M5、所述第六开关管M6以及所述第七开关管M7均为PMOS；所述第八开关管M8以及所述第九开关管M9均为NMOS。本发明实施例中，第一电极以及第二电极的一者表示MOS的源极，另一者表示MOS的漏极。
图3所示电荷泵电路由9个开关管和2个泵电容构成。图3中，Cin为电源旁路电容，C1，C2为泵电容，Cout为输出电容。
所有开关管的控制端连接时钟接口，受两个具有互补相位的时钟信号CK1以及CK2控制，通过控制图3电路中的9个开关管在不同相位下的开启或关断，可以实现2种理想电压增益值。在时钟信号CK1以及CK2的控制下，在不同的倍压工作模式下，需要闭合的开关管如表1所示。
表1
理想增益 CK1时闭合的开关管 CK2时闭合的开关管
1.5倍压工作模式 M1、M4、M9 M2、M3、M6、M7
2倍压工作模式 M1、M6、M7、M8 M2、M3、M5、M9
如图3所示，该自适应电荷泵电路中的所有PMOS的衬底电位接到各自管子的源漏两端中相对高的一端，所有NMOS的衬底电位接到各自管子的源漏两端中电位相对低的一端。
由于第五开关管M5在1.5倍压工作模式下一直处于断开状态，则其衬底电为应接最高电位，即接输出电位。而在2倍压工作模式下第五开关管M5在半个周期内处于开启状态，则为了消除第五开关管M5在导通阶段的体效应，则其衬底电位接M5需要与泵电容C2相连，使得第五开关管M5衬底与其源漏两端中电位相对较高的一端连接。由于处于不同倍压模式下第五开关管M5的衬底电位连接不同，为了第五开关管M5在导通阶段不受体效应影响其导通电阻，在关断阶段不允许由于第五开关管M5的衬底正偏导致第五开关管M5导通漏电，则需要使第五开关管M5的衬底电位随倍压模式的变化而变化，如图3所示，通过一个由倍压模式信号控制的2路选择器31来控制第五开关管M5衬底电位。在1.5倍压工作模式时，2路选择器31会选择衬底电位接入输出电压VOUT；在2倍压工作模式时，2路选择器31会选择衬底电位接入到M5与泵电容C2相连的一端。
本发明实施例所述电荷泵为互补式的2倍压电荷泵与1.5倍压电荷泵相结合的自适应电荷泵。本发明实施例所述电荷泵与现有电荷泵中的输出电压和输出阻抗如下表2所示。
其中，Ri为电荷泵中所有开关管导通时电荷泵的等效电阻。C1/2为电荷泵的第一泵电容或是第二泵电容的电容值。第一泵电容与第二泵电容的电容值相同。f为时钟信号的频率。Iload为负载电流。
本发明实施例所述电荷泵针对目前电荷泵中存在的体效应问题，将电荷泵的所有开关管的衬底电位连接到各自MOS管的两端中的电位较高的一端，开关管导通时Vbs为0，从而消除了体效应影响，阈值电压不会增大，导通电阻不会增大。如上表2可知，由于本发明实施例所述电荷泵考虑了体效应对开关管导通电阻的影响，因此本发明实施例所述电荷泵的输出阻抗ROUT会远小于现有电荷泵的输出阻抗ROUT，所以本发明实施例所述电荷泵的驱动能力更强，在相同的驱动电流情况下，本发明实施例所述电荷泵的转换效率更高。
通过上述描述可知，本发明实施例提供的电荷泵控制电路可以自动调节电荷泵的输出电压的大小，可以适用于需要不同输出电压的应用场景；同时消除了电荷泵的体效应，提高了驱动能力以及转换效率。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电荷泵控制电路，其特征在于，包括：
电荷泵；
第一反馈电路，所述第一反馈电路用于通过第一反馈电阻串对所述电荷泵的输出电压进行采样，获取第一采样电压，并通过所述第一采样电压与参考电压的比较结果调节所述输出电压；
第二反馈电路，所述第二反馈电路用于通过第二反馈电阻串对所述电荷泵的输出电压进行采样，获取第二采样电压，并根据输入电压以及所述第二采样电压调节所述电荷泵的倍压模式。
2.根据权利要求1所述的电荷泵控制电路，其特征在于，所述电荷泵具有输入接口、输出接口、倍压控制接口以及时钟接口；
所述输入接口用于输入所述输入电压；
所述输出接口用于输出所述输出电压。
3.根据权利要求2所述的电荷泵控制电路，其特征在于，所述第一反馈电阻串包括：第一电阻以及第二电阻；所述第一反馈电路包括：所述第一电阻、所述第二电阻以及输出电压反馈控制模块；
所述第一电阻的第一端与所述输出接口连接，其第二端通过所述第二电阻接地；
所述输出电压反馈控制模块的第一输入端与所述第一电阻的第一端连接，其第二输入端输入所述参考电压，其输出端与时钟逻辑控制模块的第一输入端连接；
所述时钟逻辑控制模块的输出端与所述时钟接口连接。
4.根据权利要求3所述的电荷泵控制电路，其特征在于，所述第二反馈电阻串包括：第三电阻以及第四电阻；所述第二反馈电路包括：所述第三电阻、所述第四电阻以及电荷泵倍压模式控制模块；
所述第三反馈电阻的第一端与所述输出接口连接，其第二端通过所述第四电阻接地；
所述电荷泵倍压模式控制模块的第一输入端与分压电阻的第一端连接，其第二输入端与所述第三电阻的第二端连接，其第一输出端与所述倍压控制接口连接，其第二输出端与所述时钟逻辑控制模块的第二输入端连接；
所述分压电阻的第二端输入所述输入电压。
5.根据权利要求2所述的电荷泵控制电路，其特征在于，所述电荷泵包括：
第一开关管，所述第一开关管的第一极与所述输入接口连接，其第二极与第一节点连接；
第二开关管，所述第二开关管的第一极与所述第一节点连接，其第二极与所述输出接口连接；
第三开关管，所述第三开关管的第一极与所述输入接口连接，其第二极与第二节点连接；
第四开关管，所述第四开关管的第一极与第三节点连接，其第二极与所述第二节点连接；
第五开关管，所述第五开关管的第一极与所述输入接口连接，其第二极与所述第三节点连接；
第六开关管，所述第六开关管的第一极与所述第三节点连接，其第二极与所述输出接口连接；
第七开关管，所述第七开关管的第一极与所述输入接口连接，其第二极与第四节点连接；
第八开关管，所述第八开关管的第一极与所述第二节点连接，其第二极接地；
第九开关管，所述第九开关管的第一极与所述第四节点连接，其第二极接地；
第一泵电容，所述第一泵电容的一个极板连接所述第一节点，另一个极板连接所述第二节点；
第二泵电容，所述第二泵电容的一个极板连接所述第三节点，另一个极板连接所述第四节点；
所有开关管的控制端均连接所述时钟接口。
6.根据权利要求5所述的电荷泵控制电路，其特征在于，
所述第一开关管的衬底与所述第一节点连接；
所述第二开关管的衬底与所述输出接口连接；
所述第三开关管的衬底与所述输入接口连接；
所述第四开关管的衬底与所述第三节点连接；
所述第五开关管的衬底与所述；
所述第六开关管的衬底与所述输出接口连接；
所述第七开关管的衬底与所述输入接口连接；
所述第八开关管的衬底接地；
所述第九开关管的衬底接地。
7.根据权利要求5所述的电荷泵控制电路，其特征在于，所述电荷泵还包括：2路选择器，所述2路选择器的控制端输入控制电压，其第一输入端输入所述输出电压，其第二输入端与所述第三节点连接，其输出端与所述第五开关管的衬底连接。
8.根据权利要求7所述的电荷泵控制电路，其特征在于，所述电荷泵具有1.5倍压工作模式以及2倍压工作模式；
当所述电荷泵处于1.5倍压工作模式时，所述控制电压为低电平，所述2路选择器的输出端输出所述输出电压；
当所述电荷泵处于2倍压工作模式时，所述控制电压为高电平，所述2路选择器的输出端输出所述输出电压所述第三节点的电压。
9.根据权利要求5所述的电荷泵控制电路，其特征在于，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管、所述第五开关管、所述第六开关管以及所述第七开关管均为PMOS；
所述第八开关管以及所述第九开关管均为NMOS。
10.根据权利要求2所述的电荷泵控制电路，其特征在于，所述时钟逻辑控制模块的第三输入端与振荡器连接。
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