电压转换电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明实施例涉及电路技术，尤其涉及一种电压转换电路。
【背景技术】
[0002]移动终端、汽车电子、智能电气设备中经常要求提供基准电压、正电压、负电压进行供电，但通常的电池供电系统只能提供单极性正电压输出，因此，这些产品中都有对电池电压进行转化的集成电路(Integrated Circuit，简称IC)电路，用于满足设备的各个模块的供电需求。
[0003]图1为现有技术中产生正、负、基准电压的集成电路结构示意图。如图1所示，该电路采用一个集成电路芯片将单极性电池电压转化成基准、正电压和负电压，其中，Vin为单极性电池电压，AVDD为产生的基准电压，VGH为产生的正电压，VGL为产生的负电压。下面以产生正电压的原理为例说明该方法的实现原理:通过单极性电池电压Vin对电感LI进行充电储能，充电完成后电感LI两端的电压为VLl，集成芯片将单极性电池电压Vin和电感LI两端的电压VLl进行叠加处理后再通过输出端VOl输出，该输出电压为正电压VGH，则VGH=VIN+V01，从而达到了升压的目的。同理，可通过集成芯片对电感L2和电感L3两端的电压分别进行处理得到基准电压AVDD和负电压VGL。
[0004]现有技术中产生正、负、基准电压的集成电路要求集成电路芯片具有很高的处理能力，集成电路芯片价格昂贵，而且，需要额外使用三个电感L1、L2、L3进行充电储能，布局面积大，从而大大增加了集成电路的成本。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供一种电压转换电路，有效减小了电压转换电路的成本。
[0006]本发明实施例提供一种电压转换电路，包括:供电电路、储能升压电路、正压产生电路、负压产生电路和基准电压产生电路；其中，所述储能升压电路包括升压芯片和电感；
[0007]所述供电电路的输出端分别与所述升压芯片的输入端和所述电感的第一端连接;
[0008]所述电感的第二端分别和所述升压芯片的控制端、所述正压产生电路的输入端、所述负压产生电路的输入端和所述基准电压产生电路的输入端连接；
[0009]所述供电电路用于提供单极性的输入电压；
[0010]所述升压芯片用于控制所述电感两端的电压，并将所述电感两端的电压分别提供给所述正压产生电路、所述负压产生电路和所述基准电压产生电路；
[0011]所述正压产生电路用于根据所述电感两端的电压产生正电压；
[0012]所述负压产生电路用于根据所述电感两端的电压产生负电压；
[0013]所述基准电压产生电路用于根据所述电感两端的电压产生基准电压。
[0014]进一步地，所述正压产生电路为第一电荷泵电路，其中，所述第一电荷泵电路用于根据所述电感两端的电压产生正电压，且所述第一电荷泵电路包括N级电荷泵电路，N为大于等于I的正整数。
[0015]进一步地，所述第一电荷泵电路的第N级电荷泵电路包括第一电容、第一二极管和第二二极管；其中，
[0016]所述第一电容的负极和所述电感的第二端连接，所述第一电容的正极分别与所述第一二极管的正极和所述第第二二极管的负极连接；所述第二二极管的正极与所述第一电荷泵电路的第N-1级电荷泵电路中的第一二极管的负极连接；
[0017]所述第一二极管的负极根据所述电感两端的电压和所述第一电容的正极电压输出所述正电压。
[0018]进一步地，所述负压产生电路为第二电荷泵电路，其中，所述第二电荷泵电路用于根据所述电感两端的电压输出所述负电压，且所述第二电荷泵电路包括M级电荷泵电路，M为大于等于I的正整数。
[0019]进一步地，所述第二电荷泵电路的每一级电荷泵电路包括第二电容、第三二极管和第四二极管，其中，
[0020]所述第二电容的正极和所述电感的第二端连接，所述第二电容的负极分别与所述第三二极管的正极和所述第四二极管的负极连接；所述第三二极管的负极与所述第二电荷泵电路的第M-1级电荷泵电路中的第三二极管的正极连接
[0021]所述第四二极管的正极根据所述第二电容的负极电压输出所述负电压。
[0022]进一步地，所述基准电压产生电路包括至少一个稳压二极管，所述稳压二极管的正极与所述电感的第二端连接，所述稳压二极管的负极根据所述稳压二极管的正极电压输出所述基准电压。
[0023]本发明实施例提供电压转换电路，包括供电电路、储能升压电路、正压产生电路、负压产生电路和基准电压产生电路，其中，储能升压电路包括升压芯片U和电感，采用一个低成本的升压芯片控制电感两端的电压，并将电感两端的电压输出到正压、负压和基准电压产生电路中，从而产生正电压、负电压和基准电压，该升压芯片可以为国产的ORIENT-CHIP或者0CP8106芯片，价格只有TPS65633A芯片的三分之一，而且，只需要一个电感储能，布局面积小，从而减小了电压转换电路的成本。
【附图说明】
[0024]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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为现有技术中产生正、负、基准电压的集成电路结构示意图；
[0026]图2为本发明实施例一提供的电压转换电路的逻辑结构示意图；
[0027]图3为本发明实施例二提供的电压转换电路的一实例的结构示意图；
[0028]图4-图7为本发明实施例提供的电压转换电路的性能仿真图。
[0029]附图标记说明:
[0030]1:供电电路；
[0031]2:储能升压电路；
[0032]3:正压产生电路；
[0033]4:负压产生电路；
[0034]5:基准电压产生电路；
[0035]6:供电电路的输出端；
[0036]7:电感的第一端；
[0037]8:电感的第二端；
[0038]9:升压芯片的输入端；
[0039]10:升压芯片的控制端；
[0040]11:正压产生电路的输入端；
[0041]12:基准电压产生电路的输入端；
[0042]13:负压产生电路的输入端；
[0043]U:升压芯片；
[0044]L、L1:电感；
[0045]Vin、VBAT:输入电压；
[0046]VGH、Chl:正电压；
[0047]VGL、Ch3:负电压；
[0048]AVDD、Ch2:基准电压；
[0049]C2、C4、C5、C6:电容;
[0050]D2、D3、D4、D5、D6、D7: 二极管；
[0051]R3:电阻；
[0052]D1、D8、D9:稳压二极管；
[0053]21、22、23、24、25、26、27、31、32、33、34、35、36:波形。
【具体实施方式】
[0054]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
[0055]图2为本发明实施例一提供的电压转换电路的逻辑结构示意图。如图2所示，该电压转换电路包括供电电路1、储能升压电路2、正压产生电路3、负压产生电路4和基准电压产生电路5，其中，储能升压电路2包括升压芯片U和电感L。供电电路的输出端6分别与升压芯片的输入端9和电感的第一端7连接；电感的第二端8分别和升压芯片的控制端10、正压产生电路的输入端11、负压产生电路的输入端13和基准电压产生电路的输入端12连接。供电电路6用于提供单极性的输入电压；升压芯片U用于控制电感L两端的电压，并将电感两端的电压分别提供给正压产生电路3、负压产生电路4和基准电压产生电路5 ;正压产生电路3用于根据电感两端的电压产生正电压；负压产生电路4用于根据电感两端的电压产生负电压；基准电压产生电路5用于根据电感两端的电压产生基准电压。
[0056]该电压转换电路的工作原理具体如下:供电电路提供单极性的输入电压VIN，通过该输入电压Vin为电感L充电，通过升压芯片控制电感L两端的电压，并将电感L两端的电压Vl分别输出到正压产生电路3、负压产生电路4和基准电压产生电路5中，分别产生正电压VGH、负电压VGL和基准电压AVDD。
[0057]在本实施例中，供电电路I用于提供单极性的输入电压，该供电电路可以采用常用的电池、蓄电设备等提供单极性输入电压；电感L的大小和型号可根据实际需求来选择。升压芯片U的内部集成场效应开关管，通过控制场效应开关管的导通和关断，达到升压和传递能量的目的。升压芯片U通常选用低成本的控制芯片即可，例如，型号为ORIENT-CHIP或者OCP8106的国产芯片，价格比较低，但可以满足本实施例的需要。正压产生电路3、负压产生电路4和基准电压产生电路5有多种电路实现方式，本领域技术人员可根据需求选择适当的电路结构，例如，采用多级电荷泵电路或者其它的组合电路来设计正压产生电路3、负压产生电路4和基准电压产生电路5。
[0058]现有技术中集成电路要求集成电路芯片具有较高的能力，例如，采用德州仪器生产的型号为TPS65633A的芯片，价格昂贵，而且，需要额外使用三个电感分别产生正电压、负电压和基准电压，布局面积大，从而大大增加了集成电路的成本，本实施例提供的电压转换电路，采用一个低成本的升压芯片控制电感两端的电压，并将电感两端的电压输出到正压、负压和基准电压产生电路中，从而产生正电压、负电压和基准电压，该升压芯片可以为国产的ORIENT-CHIP或者0CP8106芯片，价格只有TPS65633A芯片的三分之一，而且，只需要一个电感储能，布局面积小，从而减小了电压转换电路的成本。
[0059]图3为本发明实施例二提供的电压转换电路的一实例的结构示意图。下面以图