專利名稱：一種新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器芯片中的電荷泵電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電荷泵，特別地，涉及一種新型的直流/步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器芯片中的電荷泵電路。
背景技術(shù)：
電荷泵也稱為開關(guān)電容式電壓變換器，是一種利用所謂的“快速”或“泵送”電容(而非電感或變壓器)來(lái)儲(chǔ)能的DC-DC變換器，它能使輸入電壓升高或降低，也可以用來(lái)產(chǎn)生負(fù)壓。通過(guò)利用電荷泵能夠產(chǎn)生高于輸入電壓的電壓，因此它非常適用于H橋功率驅(qū)動(dòng)電路，可作為H橋高端功率管的驅(qū)動(dòng)電壓。雖然其增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，但能夠提供多路功率輸出，并提高系統(tǒng)整體效率，故在電機(jī)電子產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用。電荷泵電路內(nèi)部的開關(guān)晶體管以一定方式控制快速電容器的充電和放電，從而使輸入電壓以一定因數(shù)倍增或降低，從而得到所需要的輸出電壓。這種特別的調(diào)制過(guò)程可以·保證高達(dá)80%的效率，而且只需外接陶瓷電容。由于電路是開關(guān)工作的，因此電荷泵結(jié)構(gòu)也會(huì)產(chǎn)生一定的輸出紋波和電磁干擾(Electro Magneticlnterference, EMI)。在電荷泵電路中，內(nèi)部開關(guān)晶體管的狀態(tài)切換對(duì)應(yīng)的電路狀態(tài)是由內(nèi)部0SC(0scillator振蕩器)的振蕩頻率決定的。電荷泵幾個(gè)主要指標(biāo)中，輸出電壓紋波主要與電荷泵工作頻率、輸出電流大小以及泵電容大小有關(guān)，最大輸出電流與泵電容和工作頻率有關(guān)，效率與電壓因數(shù)和工作頻率相關(guān)?，F(xiàn)有的電荷泵電路若用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中，存在以下兩個(gè)缺點(diǎn)I.固定的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)決定電壓因數(shù)，即輸出電壓與輸入電壓的比值。在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器工作時(shí)，需要的是一個(gè)高于電源電壓的電壓值，而此電壓值與電源電壓的差值需要保持恒定，同時(shí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的工作電壓也是隨應(yīng)用系統(tǒng)變化而不同的。因此所需的電壓因數(shù)是變化的，而現(xiàn)有的固定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電荷泵很難滿足這個(gè)要求。2.電荷泵相比較其他的DC — DC變換器具有較高的能量利用效率，一般可達(dá)80%以上，但若電壓因數(shù)很小時(shí)，輸出電壓與輸入電壓的差值比較小的情況會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)有的電荷泵效率大大降低，大部分能量會(huì)被電荷泵的開關(guān)管以及偏置電路消耗，同時(shí)也產(chǎn)生不必要的熱能影響芯片正常工作。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種適用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電荷泵，來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中H橋高端功率管的驅(qū)動(dòng)，同時(shí)滿足低紋波和低功耗的要求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器芯片中的電荷泵電路，其采用特殊的反饋機(jī)制對(duì)輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證輸出電壓與輸入電壓的差值恒定，從而保證H橋高端功率管的柵源電壓Vgs固定，使得高端功率管導(dǎo)通電阻恒定，從而提高電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)性能；同時(shí)布現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，提高電荷泵的工作效率，達(dá)到節(jié)省功耗的目的。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器芯片中的電荷泵電路，其包括至少一對(duì)PMOS開關(guān)管、至少一對(duì)NMOS開關(guān)管、反饋控制單元、OSC振蕩器、與所述MOS開關(guān)管數(shù)量相同的驅(qū)動(dòng)器單元；其中，所述PMOS開關(guān)管與所述NMOS開關(guān)管構(gòu)成一組H橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述PMOS開關(guān)管和NMOS開關(guān)管分別與各自對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器單元連接，且至少一個(gè)PMOS開關(guān)管與所述反饋控制單元連接，所述反饋控制單元與所述OSC振蕩器連接。如上述的新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器芯片中的電荷泵電路，其中，包括兩個(gè)PMOS管，分別為第一 PMOS管和第二 PMOS管；兩個(gè)NMOS管，分別為第一 NMOS管和第二 NMOS管。進(jìn)一步地，如上述的新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器芯片中的電荷泵電路，其中，所述反饋控制單元與所述第二 PMOS管相連。
再進(jìn)一步地，如上述的新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器芯片中的電荷泵電路，其中，所述驅(qū)動(dòng)器單元分別接收來(lái)自所述OSC振蕩器單元的兩相非交疊時(shí)鐘信號(hào)，并對(duì)應(yīng)輸出不同的柵極驅(qū)
動(dòng)信號(hào)。再進(jìn)一步地，如上述的新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器芯片中的電荷泵電路，其中，所述驅(qū)動(dòng)器單元的輸出電壓隨所述OSC振蕩器輸出的兩相非交疊時(shí)鐘信號(hào)的電壓的升高而降低；隨所述OSC振蕩器輸出的兩相非交疊時(shí)鐘信號(hào)的電壓的降低而升高。進(jìn)一步地，如上述的新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器芯片中的電荷泵電路，其中，當(dāng)所述OSC振蕩器所產(chǎn)生的第一輸入時(shí)鐘信號(hào)下降到低電平，第二輸入時(shí)鐘信號(hào)上升到高電平時(shí)，所述第一 NMOS開關(guān)管和第二 NMOS開關(guān)管打開，第一 PMOS開關(guān)管和第二 PMOS開關(guān)管關(guān)斷，電源電壓通過(guò)所述第一NMOS開關(guān)管，泵電容和所述第二 NMOS開關(guān)管到地形成充電回路，電荷泵電路處于充電階段，同時(shí)泵電容充電電流控制電路開始工作，充電電流控制在設(shè)計(jì)值，泵電容上的電荷量逐漸增加；當(dāng)提升電荷泵工作效率的電路檢測(cè)到泵電容上的電荷量已經(jīng)充到設(shè)計(jì)值時(shí)，輸出信號(hào)到所述OSC振蕩器，所述第一輸入時(shí)鐘信號(hào)此時(shí)上升到高電平，所述第二輸入時(shí)鐘信號(hào)此時(shí)保持高電平，第一 NMOS開關(guān)管、第二 NMOS開關(guān)管、第一 PMOS開關(guān)管和第二 PMOS開關(guān)管都關(guān)斷，電荷泵電路進(jìn)入等待階段，泵電容電荷量保持不變；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后，電荷泵電路自動(dòng)進(jìn)入放電階段，所述OSC振蕩器輸出的第二輸入時(shí)鐘信號(hào)下降到低電平，第一輸入時(shí)鐘信號(hào)保持高電平，第一 PMOS開關(guān)管和第二 PMOS開關(guān)管柵極電壓變?yōu)榈碗娖?，處于?dǎo)通階段，第二 NMOS開關(guān)管和第二 NMOS開關(guān)管關(guān)斷，電源和泵電容上的電量通過(guò)第一 PMOS開關(guān)管和第二 PMOS開關(guān)管通路向輸出電容放電，輸出電壓逐漸上升；當(dāng)所述輸出電壓上升到設(shè)計(jì)值時(shí)，反饋控制電路檢測(cè)到輸出電壓上升到設(shè)計(jì)值后，輸出信號(hào)送入所述OSC振蕩器,第二輸入時(shí)鐘信號(hào)此時(shí)上升到高電平,第一輸入時(shí)鐘信號(hào)此時(shí)保持高電平，第一 NMOS開關(guān)管、第二 NMOS開關(guān)管、第一 PMOS開關(guān)管和第二 PMOS開關(guān)管都關(guān)斷，電荷泵電路再次進(jìn)入等待階段，輸出電壓由于向負(fù)載放電而逐漸下降，等待下一次循環(huán)開始。如上述的新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器芯片中的電荷泵電路，其中，所述驅(qū)動(dòng)器單元包括一個(gè)運(yùn)算放大器單元、一個(gè)比較器單元、一個(gè)按所述第二 NMOS管比例縮小的NMOS鏡像管、五個(gè)電阻元件、一對(duì)三極管電流鏡和一個(gè)PMOS晶體管。因此，本發(fā)明的新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器芯片中的電荷泵電路對(duì)泵電容的充電電流和充電時(shí)間可以控制泵電容上存儲(chǔ)的電荷量，當(dāng)泵電容上電荷量的值為泵電容大小與電源電壓乘積的一半時(shí)，電荷泵的工作效率處于最優(yōu)化狀態(tài)。反饋控制單元對(duì)輸出電壓的監(jiān)控保證輸出電壓與輸入電壓的差值恒定，輸出電壓用來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的H橋高端功率管，保證高端功率管導(dǎo)通電阻值小且恒定，不會(huì)因?yàn)樽柚底兓痣姍C(jī)驅(qū)動(dòng)器性能惡化。通過(guò)利用電荷泵輸出電壓的特性，本發(fā)明可以保證對(duì)直流/步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中H橋高端NMOS功率管的柵極的驅(qū)動(dòng)能力，從而保證無(wú)論輸出電流或大、或小、或正、或負(fù)，對(duì)直流/步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流維持恒定。這樣本發(fā)明在保證了電磁干擾較小的同時(shí)，又能減小H橋高端NMOS功率管的導(dǎo)通電阻，在滿足電機(jī)電流穩(wěn)定的同時(shí)保證驅(qū)動(dòng)器的工作效率。


圖I是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器芯片中的電荷泵電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的包含OSC振蕩器的反饋控制單元的電路示意圖；圖3是本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器3中提升電荷泵工作效率的電路示意圖；·圖4是本發(fā)明驅(qū)動(dòng)器3中泵電容充電電流控制電路的示意圖；圖5是本發(fā)明的OSC振蕩器輸出信號(hào)示意圖；圖6是本發(fā)明的電荷泵輸出電壓Vcp的波形示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。本發(fā)明的新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器芯片中的電荷泵電路包括至少一對(duì)PMOS開關(guān)管、至少一對(duì)NMOS開關(guān)管、反饋控制單元、OSC振蕩器以及與MOS開關(guān)管數(shù)量相同的驅(qū)動(dòng)器單元。其中，PMOS開關(guān)管與NMOS開關(guān)管構(gòu)成一組H橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。上述的MOS開關(guān)管分別與各自對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器單元連接，且至少一個(gè)PMOS開關(guān)管與反饋控制單元連接，反饋控制單元與OSC振蕩器連接。在本發(fā)明中，MOS開關(guān)管的數(shù)量至少為兩對(duì)，以形成H橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，MOS開關(guān)管分別接收來(lái)自各自驅(qū)動(dòng)器單元的不同的控制信號(hào)。各個(gè)驅(qū)動(dòng)器單元分別接收來(lái)自O(shè)SC振蕩器單元的兩相非交疊時(shí)鐘信號(hào)，開對(duì)應(yīng)輸出不同的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。驅(qū)動(dòng)器單元輸出電壓隨OSC振蕩器輸出的兩相非交疊時(shí)鐘信號(hào)的電壓的升高而降低；隨OSC振蕩器輸出的兩相非交疊時(shí)鐘信號(hào)的電壓的降低而升高。圖I是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器芯片中的電荷泵電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖，其中，包括兩個(gè)PMOS管，分別為第一 PMOS管MPl和第二 PMOS管MP2 ;兩個(gè)NMOS管，分別為第一 NMOS管MNl和第二 NMOS管MN2。反饋控制單元與第二 PMOS管MP2相連。OSC振蕩器產(chǎn)生的兩相非交疊時(shí)鐘PHASE A信號(hào)和PHASE B信號(hào)分別控制圖I中的四個(gè)驅(qū)動(dòng)器單元。驅(qū)動(dòng)器單元收到時(shí)鐘信號(hào)后分別輸出信號(hào)來(lái)控制各自的MOS開關(guān)管。各個(gè)MOS開關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷的不同狀態(tài)使得電路處于充電階段，即電源對(duì)泵電容充電，或者放電階段，即讓泵電容對(duì)輸出電容和負(fù)載放電，或者保持階段，即泵電容上電荷量保持不變，輸出電容對(duì)負(fù)載放電三個(gè)狀態(tài)。圖2是本發(fā)明的包含OSC振蕩器的反饋控制單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖，其采用MOS管電流鏡和三極管，電荷泵輸出電壓Vcp通過(guò)電阻R2連接到一個(gè)三極管的發(fā)射極，電源電壓νΒΒ，即電荷泵輸入電壓連接到這個(gè)三極管的基極，Vcp與Vbb的電壓差值作用到電阻R2上，產(chǎn)生一股電流流入此三極管的發(fā)射極。由于三極管基極電流很小，所以發(fā)射極電流約等于集電極電流，此電流在電阻R3上轉(zhuǎn)換成電壓，此電壓作為輸入信號(hào)送入比較器的正輸入端中，比較器的負(fù)輸入端連接帶隙基準(zhǔn)輸出電壓。比較器將兩個(gè)電壓比較之后輸出一個(gè)控制信號(hào)控制OSC振蕩器，即Vcp與Vbb的電壓差值經(jīng)過(guò)電路換算之后與帶隙基準(zhǔn)電壓比較，通過(guò)比較器來(lái)控制輸出電壓與輸入電壓差值的穩(wěn)定。圖2中比較器正輸入端的另外一股電流用來(lái)補(bǔ)償由于溫度變化而導(dǎo)致三極管的b-e結(jié)正向電壓Vbe變化而導(dǎo)致的誤差。圖3是本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器3中提升電荷泵工作效率的電路示意圖。驅(qū)動(dòng)器3包括一個(gè)運(yùn)算放大器單元，一個(gè)比較器單元，一個(gè)按第二 NMOS管麗2比例縮小的NMOS鏡像管麗3，五個(gè)電阻元件R1-R5，一對(duì)三極管電流鏡，一個(gè)PMOS晶體管。圖3虛線框中的電路部分檢測(cè)CPl點(diǎn)的電壓，NMOS鏡像管麗3中的電流由Vbb與CPl的電壓差值決定，經(jīng)過(guò)電阻R3和三極管電流鏡，此電流在電阻R5上產(chǎn)生壓降，再作為輸入信號(hào)輸入到比較器的正輸入端，比較器負(fù)輸入端連接帶隙果準(zhǔn)輸出電壓，兩個(gè)電壓經(jīng)過(guò)比較器比較之后，比較器輸出一個(gè)控制 信號(hào)控制OSC振蕩器，即Vbb與CPl的電壓差值經(jīng)過(guò)電路換算之后與帶隙基準(zhǔn)電壓比較，通過(guò)比較器來(lái)實(shí)現(xiàn)CPl點(diǎn)電壓值的控制，其電壓值設(shè)計(jì)在電源電壓Vbb電壓一半的附近。圖4是本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器3中泵電容充電電流控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3虛線框中的電路部分檢測(cè)電荷泵充電階段的充電電流大小，即穩(wěn)定充電電流。NMOS鏡像管MN3尺寸為第二 NMOS開關(guān)管MN2尺寸按一定比例縮小，電阻R4阻值較小。電荷泵電路處于充電階段過(guò)程中，第二 NMOS開關(guān)管MN2開啟，NMOS鏡像管MN3中的電流按一定比例鏡像第二 NMOS開關(guān)管MN2中的電流，此電流流過(guò)電阻R4，在電阻R4上產(chǎn)生的電壓作為輸入信號(hào)輸入到運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端，運(yùn)算放大器的正輸入端電壓來(lái)自帶隙基準(zhǔn)電壓的分壓。正常工作情況下，運(yùn)算放大器正輸入端和負(fù)輸入端電壓相等，因此包含運(yùn)算放大器的反饋回路保證R4上的電壓穩(wěn)定，即NMOS鏡像管MN3中的電流保證穩(wěn)定，從而控制了充電電流的大小，保證充電電流穩(wěn)定。下面根據(jù)本發(fā)明的電荷泵的信號(hào)波形圖5來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)發(fā)明中電荷泵的工作過(guò)程。當(dāng)電荷泵電路上電完成后，OSC振蕩器電路單元的自動(dòng)輸出如圖5所示。當(dāng)輸入時(shí)鐘信號(hào)PHASEA下降到低電平，輸入時(shí)鐘信號(hào)PHASE B上升到高電平時(shí)，PHASE A信號(hào)經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)器2和驅(qū)動(dòng)器3之后反相，即驅(qū)動(dòng)器2和驅(qū)動(dòng)器3單元輸出高電平，PHASE B信號(hào)經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)器I和驅(qū)動(dòng)器4之后不反相，即驅(qū)動(dòng)器I和驅(qū)動(dòng)器4單元輸出高電平。第一 NMOS開關(guān)管MNl和第二 NMOS開關(guān)管MN2打開，第一 PMOS開關(guān)管MPl和第二 PMOS開關(guān)管MP2關(guān)斷，電源電壓Vbb，即輸入電壓，通過(guò)第一 NMOS開關(guān)管，泵電容Cpump和第二 NMOS開關(guān)管麗2到地形成充電回路，電荷泵電路處于充電階段，持續(xù)時(shí)間為tl。同時(shí)圖4所示的泵電容充電電流控制電路開始工作，充電電流控制在設(shè)計(jì)值，泵電容Cpump上的電荷量逐漸增加。當(dāng)圖3所示的提升電荷泵工作效率的電路檢測(cè)到泵電容Cpump上的電荷量已經(jīng)充到設(shè)計(jì)值時(shí)，圖3所示的檢測(cè)電路輸出信號(hào)到OSC振蕩器，PHASE A信號(hào)此時(shí)上升到高電平，PHASE B信號(hào)此時(shí)保持高電平，第一 NMOS開關(guān)管MN1、第二 NMOS開關(guān)管MN2、第一 PMOS開關(guān)管MPl和第二 PMOS開關(guān)管MP2都關(guān)斷，電荷泵電路進(jìn)入等待階段，此階段持續(xù)時(shí)間tw較短，泵電容Cpump電荷量保持不變。經(jīng)過(guò)時(shí)間tw之后，電荷泵電路自動(dòng)進(jìn)入放電階段t2,此時(shí)OSC振蕩器輸出信號(hào)PHASE B下降到低電平，PHASE A信號(hào)保持高電平，第一 PMOS開關(guān)管MPl和第二 PMOS開關(guān)管MP2柵極電壓變?yōu)榈碗娖?，處于?dǎo)通階段，第一 NMOS開關(guān)管麗I和第二 NMOS開關(guān)管麗2關(guān)斷，電源和泵電容上的電量通過(guò)第一 PMOS開關(guān)管MPl和第二 PMOS開關(guān)管MP2通路向輸出電容Cout放電，輸出電壓Vcp逐漸上升。當(dāng)輸出電壓Vcp上升到設(shè)計(jì)值時(shí)，圖2所示的反饋控制電路檢測(cè)到輸出電壓Vcp上升到設(shè)計(jì)值后，輸出信號(hào)送入OSC振蕩器，PHASE B信號(hào)此時(shí)上升到高電平，PHASE A信號(hào)此時(shí)保持高電平，第一 NMOS開關(guān)管MN1、第二 NMOS開關(guān)管MN2、第一 PMOS開關(guān)管MPl和第二 PMOS開關(guān)管MP2都關(guān)斷，電荷泵電路再次進(jìn)入等待階段，此階段持續(xù)時(shí)間tw。輸出電壓Vcp由于向負(fù)載放電，電壓逐漸下降，等待下一次循環(huán)開始。圖6是電荷泵輸出電壓Vcp的波形示意圖。在放電階段t2時(shí)間內(nèi)，Vcp電壓因輸出電容Cout被充電而逐漸升高，在充電階段tl時(shí)間以及等待階段tw時(shí)間內(nèi)，Vcp電壓因輸出電容Cout向負(fù)載提供負(fù)載電流而逐漸減低。電荷泵輸出電壓的紋波Λ Vcp為輸出電壓Vcp的最高電壓值與最低電壓值之差，紋波Λ Vcp越小說(shuō)明電荷泵輸出電壓越穩(wěn)定，設(shè)定電荷泵工作頻率需要在輸出電壓紋波和電荷泵功耗中折中，設(shè)定為一個(gè)合適的值。·以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器芯片中的電荷泵電路，其特征在于，包括至少一對(duì)PMOS開關(guān)管、至少一對(duì)NMOS開關(guān)管、反饋控制單元、OSC振蕩器、與所述MOS開關(guān)管數(shù)量相同的驅(qū)動(dòng)器單元；其中，所述PMOS開關(guān)管與所述NMOS開關(guān)管構(gòu)成一組H橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述PMOS開關(guān)管和NMOS開關(guān)管分別與各自對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器單元連接，且至少一個(gè)PMOS開關(guān)管與所述反饋控制單元連接，所述反饋控制單元與所 述OSC振蕩器連接。
2.如權(quán)利要求I所述的新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器芯片中的電荷泵電路，其特征在于，包括兩個(gè)PMOS管，分別為第一 PMOS管和第二 PMOS管；兩個(gè)NMOS管，分別為第一 NMOS管和第二NMOS 管。
3.如權(quán)利要求2所述的新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器芯片中的電荷泵電路，其特征在于，所述反饋控制單元與所述第二 PMOS管相連。
4.如權(quán)利要求3所述的新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器芯片中的電荷泵電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)器單元分別接收來(lái)自所述OSC振蕩器單元的兩相非交疊時(shí)鐘信號(hào)，并對(duì)應(yīng)輸出不同的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器芯片中的電荷泵電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)器單兀的輸出電壓隨所述OSC振蕩器輸出的兩相非交疊時(shí)鐘信號(hào)的電壓的升高而降低；隨所述OSC振蕩器輸出的兩相非交疊時(shí)鐘信號(hào)的電壓的降低而升高。
6.如權(quán)利要求3所述的新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器芯片中的電荷泵電路，其特征在于，當(dāng)所述OSC振蕩器所產(chǎn)生的第一輸入時(shí)鐘信號(hào)下降到低電平,第二輸入時(shí)鐘信號(hào)上升到高電平時(shí)，所述第一 NMOS開關(guān)管和第二 NMOS開關(guān)管打開，第一 PMOS開關(guān)管和第二 PMOS開關(guān)管關(guān)斷，電源電壓通過(guò)所述第一NMOS開關(guān)管，泵電容和所述第二 NMOS開關(guān)管到地形成充電回路，電荷泵電路處于充電階段，同時(shí)泵電容充電電流控制電路開始工作，充電電流控制在設(shè)計(jì)值，泵電容上的電荷量逐漸增加；當(dāng)提升電荷泵工作效率的電路檢測(cè)到泵電容上的電荷量已經(jīng)充到設(shè)計(jì)值時(shí)，輸出信號(hào)到所述OSC振蕩器，所述第一輸入時(shí)鐘信號(hào)此時(shí)上升到高電平，所述第二輸入時(shí)鐘信號(hào)此時(shí)保持高電平，第一 NMOS開關(guān)管、第二 NMOS開關(guān)管、第一 PMOS開關(guān)管和第二 PMOS開關(guān)管都關(guān)斷，電荷泵電路進(jìn)入等待階段，泵電容電荷量保持不變；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后，電荷泵電路自動(dòng)進(jìn)入放電階段，所述OSC振蕩器輸出的第二輸入時(shí)鐘信號(hào)下降到低電平，第一輸入時(shí)鐘信號(hào)保持高電平，第一 PMOS開關(guān)管和第二 PMOS開關(guān)管柵極電壓變?yōu)榈碗娖?，處于?dǎo)通階段，第一 NMOS開關(guān)管和第二 NMOS開關(guān)管關(guān)斷，電源和泵電容上的電量通過(guò)第一 PMOS開關(guān)管和第二 PMOS開關(guān)管通路向輸出電容放電，輸出電壓逐漸上升； 當(dāng)所述輸出電壓上升到設(shè)計(jì)值時(shí)，反饋控制電路檢測(cè)到輸出電壓上升到設(shè)計(jì)值后，輸出信號(hào)送入所述OSC振蕩器，第二輸入時(shí)鐘信號(hào)此時(shí)上升到高電平，第一輸入時(shí)鐘信號(hào)此時(shí)保持高電平，第一 NMOS開關(guān)管、第二 NMOS開關(guān)管、第一 PMOS開關(guān)管和第二 PMOS開關(guān)管都關(guān)斷，電荷泵電路再次進(jìn)入等待階段，輸出電壓由于向負(fù)載放電而逐漸下降，等待下一次循環(huán)開始。
7.如權(quán)利要求I所述的新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器芯片中的電荷泵電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)器單元包括一個(gè)運(yùn)算放大器單元、一個(gè)比較器單元、一個(gè)按所述第二 NMOS管比例縮小的NMOS鏡像管、五個(gè)電阻元件、一對(duì)二極管電流鏡和一個(gè)PMOS晶體管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器芯片中的電荷泵電路，其包括至少一對(duì)PMOS開關(guān)管、至少一對(duì)NMOS開關(guān)管、反饋控制單元、OSC振蕩器、與所述MOS開關(guān)管數(shù)量相同的驅(qū)動(dòng)器單元；其中，所述PMOS開關(guān)管與所述NMOS開關(guān)管構(gòu)成一組H橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述PMOS開關(guān)管和NMOS開關(guān)管分別與各自對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器單元連接，且至少一個(gè)PMOS開關(guān)管與所述反饋控制單元連接，所述反饋控制單元與所述OSC振蕩器連接。通過(guò)利用電荷泵輸出電壓的特性，本發(fā)明可以保證對(duì)直流/步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中H橋高端NMOS功率管的柵極的驅(qū)動(dòng)能力，從而保證對(duì)直流/步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流維持恒定，因此保證了電磁干擾較小的同時(shí)，又能減小H橋高端NMOS功率管的導(dǎo)通電阻，滿足電機(jī)電流穩(wěn)定的同時(shí)保證驅(qū)動(dòng)器的工作效率。
文檔編號(hào)H02M3/07GK102882369SQ20121041835
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者湛衍, 黃武康, 楊志飛, 代軍, 姚遠(yuǎn), 張偉, 潘慧君, 楊小波, 殷明 申請(qǐng)人:嘉興禾潤(rùn)電子科技有限公司