双相电荷泵电路、芯片及电子设备的制作方法

本技术涉及电荷泵，尤其涉及一种双相电荷泵电路、芯片及电子设备。

背景技术：

1、电荷泵可以对输入电压进行降压转换或升压转换，得到更低或更高的输出电压。以输入电压和输出电压之间的电压转换比2:1为例，在输出电压较大时，电荷泵中功率管的导通电阻引入的损耗较大。目前，常常会增大功率管的尺寸，来减小功率管的导通电阻引入的损耗。可功率管的尺寸变大，会使功率管的漏源寄生电容变大。这样，在输出电压较小时，功率管的导通电阻引入的损耗占比变小，使功率管的漏源寄生电容的能量损耗占比变大，会降低电荷泵的轻载效率。

2、然而，现有的电荷泵中，功率管的漏源寄生电容的能量可以实现部分回收，仍会使得电荷泵的轻载效率降低。

技术实现思路

1、本技术提供一种双相电荷泵电路、芯片及电子设备，能够将功率管的漏源寄生电容上的能量全部回收，使功率管实现了零漏源电压开启。

2、第一方面，本技术提供一种双相电荷泵电路，该双相电荷泵电路包括：输入端、第一单相电荷泵电路、第二单相电荷泵电路、第一开关组件和第二开关组件。

3、第一单相电荷泵电路与第二单相电荷泵电路的相位相差180度，第一单相电荷泵电路串联连接于输入端和接地端之间的包括多个第一功率管、第一充放电电路和第一输出节点，第二单相电荷泵电路包括串联连接于输入端和接地端之间的多个第二功率管、第二充放电电路和第二输出节点，第一充放电电路的第一端和第二端分别通过第一单相电荷泵电路的第一节点和第二节点与多个第一功率管电连接，第二充放电电路的第一端和第二端分别通过第二单相电荷泵电路的第三节点和第四节点与多个第二功率管电连接，第一开关组件电连接在第二节点和第三节点之间，第二开关组件电连接在第一节点和第四节点之间，第一开关组件的控制端和第二开关组件的控制端皆与逻辑转换电路电连接。

4、当第一充放电电路进入到充电阶段，且第二充放电电路进入到放电阶段时，在多个第一功率管和多个第二功率管皆处于开关死区时间内，通过第一开关组件连通第二节点和第三节点，以使第二节点的电压与第三节点的电压相等。

5、当第一充放电电路进入到放电阶段，且第二充放电电路进入到充电阶段时，在多个第一功率管和多个第二功率管皆处于开关死区时间内，通过第二开关组件连通第一节点和第四节点，以使第一节点的电压与第四节点的电压相等。

6、通过第一方面提供的双相电荷泵电路，当第一充放电电路进入到充电阶段，且第二充放电电路进入到放电阶段时，在多个第一功率管和多个第二功率管皆处于开关死区时间内，通过第一开关组件连通第二节点和第三节点，使第二节点的电压与第三节点的电压相等。这样，在第二节点的电压与第三节点的电压相等的作用下，第一节点的电压和第四节点的电压也发生了改变，使进入到开启阶段的功率管的漏源寄生电容上的全部电压转移至进入到关断阶段的功率管的漏源寄生电容上。当第一充放电电路进入到放电阶段，且第二充放电电路进入到充电阶段时，在多个第一功率管和多个第二功率管皆处于开关死区时间内，通过第二开关组件连通第一节点和第四节点，使第一节点的电压与第四节点的电压相等。这样，在第一节点的电压与第四节点的电压相等的作用下，第二节点的电压与第三节点的电压也发生了改变，使进入到开启阶段的功率管的漏源寄生电容上的全部电压转移至进入到关断阶段的功率管的漏源寄生电容上。基于此，多个第一功率管和多个第二功率管对应的漏源寄生电容上的电压也发生了改变。进而，功率管的漏源寄生电容上的全部电压可以在第一单相电荷泵电路和第二单相电荷泵电路之间转移，使功率管各自对应的漏源寄生电容上的全部电压得到回收。从而，功率管不会消耗各自对应的应漏源寄生电容上的电压，使功率管实现了零漏源电压开启。

7、在一种可能的设计中，开关组件包括：一个开关管。

8、开关管的第一端与第二节点电连接，开关管的第二端与第三节点电连接，开关管的控制端与逻辑转换电路电连接。

9、或者，开关管的第一端与第一节点电连接，开关管的第二端与第四节点电连接，开关管的控制端与逻辑转换电路电连接。

10、在一种可能的设计中，开关组件包括：第一开关管和第二开关管。

11、第一开关管的第一端与第二节点电连接，第一开关管的第二端与第二开关管的第二端电连接，第二开关管的第一端与第三节点电连接，第一开关管的控制端和第二开关管的控制端皆与逻辑转换电路电连接。

12、或者，第一开关管的第一端与第一节点电连接，第一开关管的第二端与第二开关管的第二端电连接，第二开关管的第一端与第四节点电连接，第一开关管的控制端和第二开关管的控制端皆与逻辑转换电路电连接。

13、在一种可能的设计中，第一节点在第一单相电荷泵电路的位置和第三节点在第二单相电荷泵电路的位置相对应，第二节点在第一单相电荷泵电路的位置和第四节点在第二单相电荷泵电路的位置相对应。

14、在一种可能的设计中，多个第一功率管包括：第一功率管、第二功率管、第三功率管和第四功率管，第一充放电电路包括：一个或多个第一电容器。

15、第一功率管的第一端与双相电荷泵的输入端电连接，第一功率管的第二端与第二功率管的第一端电连接，第一节点位于第一功率管的第二端与第二功率管的第一端之间，第二功率管的第二端与第三功率管的第一端电连接，第一输出节点位于第二功率管的第二端与第三功率管的第一端之间，第三功率管的第二端与第四功率管的第一端电连接，第二节点位于第三功率管的第二端与第四功率管的第一端之间，第一电容器的第一端与第一节点电连接，第一电容器的第二端与第二节点电连接，第四功率管的第二端与接地端电连接，第一功率管的控制端、第二功率管的控制端、第三功率管的控制端和第四功率管的控制端均与逻辑转换电路电连接。

16、多个第二功率管包括：第五功率管、第六功率管、第七功率管和第八功率管，第二充放电电路包括：一个或多个第二电容器。

17、第五功率管的第一端与双相电荷泵的输入端电连接，第五功率管的第二端与第六功率管的第一端电连接，第三节点位于第五功率管的第二端与第六功率管的第一端之间，第六功率管的第二端与第七功率管的第一端电连接，第二输出节点位于第六功率管的第二端与第七功率管的第一端之间，第七功率管的第二端与第八功率管的第一端电连接，第四节点位于第七功率管的第二端与第八功率管的第一端之间，第二电容器的第一端与第三节点电连接，第二电容器的第二端与第四节点电连接，第八功率管的第二端与接地端电连接，第五功率管的控制端、第六功率管的控制端、第七功率管的控制端和第八功率管的控制端均与逻辑转换电路电连接。

18、在一种可能的设计中，双相电荷泵电路还包括：逻辑转换电路，第一开关组件的控制端、第二开关组件的控制端、多个第一功率管的控制端和多个第二功率管的控制端皆与逻辑转换电路电连接。

19、在一种可能的设计中，双相电荷泵电路的电压转换比为2:1。

20、在一种可能的设计中，双相电荷泵电路为升压型电荷泵电路或降压型电荷泵电路。

21、第二方面，本技术提供一种芯片，包括：上述第一方面及第一方面任一种可能的设计中的双相电荷泵电路。

22、上述第二方面以及上述第二方面的各可能的设计中所提供的芯片，其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的实施方式所带来的有益效果，在此不再赘述。

23、第三方面，本技术提供一种电子设备，包括：上述第二方面中的芯片。