专利名称：开关电容型dc-dc芯片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高频调谐器供电技术，尤其涉及采用开关电容型DC-DC芯片实现 高频调谐器供电技术。
背景技术：
在电视信号接收机等高频调谐器需要用到35V电源，如图1所示为典型的通过分 离器件在PCB板上实现的DC-DC电路，包括电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、电阻R1、 电阻R2、一个三极管Q0、一个电感L0、一个二极管DO和一个稳压管DZ，Vout为DC-DC电路 输出电压。由于PCB板电路存在较大的寄生电容，容易引起以三极管QO为核心的振荡电 路不工作，影响整个高频头电路的稳定性，同时为了实现DC-DC电路输出35V的电压，并具 有50 μ A的输出电流能力，需要几百甚至上千亨的电感，增加了成本，另外由于存在较多的 分离器件，占用了较大的PCB板面积，不但给焊接工作带来麻烦，同时也会影响电路的可靠 性。
发明内容本实用新型旨在解决现有技术的不足，提供一种具有较高输出电压、较小面积、可 靠性高、可降低成本的开关电容型DC-DC芯片。开关电容型DC-DC芯片，包括三个端口，电源端口 VCC、接地端口 GND和输出端口 VOUTo所述电容型开关DC-DC芯片内部集成偏置电路、振荡器、电荷泵升压电路，所述偏 置电路和电荷泵升压电路连接电源端口 VCC，所述振荡器和电荷泵升压电路连接接地端口 GND，所述电荷泵升压电路连接输出端口 V0UT，所述偏置电路产生第一电流I_cp、第二电流 I_osc，所述第一电流I_cp提供给电荷泵升压电路，第二电流I_osc提供给振荡器以消除振 荡器的温漂，振荡器产生两个相位相差180度的第一时钟信号CLKl和第二时钟信号CLK2 驱动电荷泵升压电路，电荷泵升压电路通过输出端口 VOUT输出电压。所述电荷泵升压电路，包括—系列的串联二极管连接在电源和电源输出端之间；一系列的电荷泵和电容，所述的电荷泵输入端连接在第一时钟信号，各电荷泵输 出端连接各自的电容的一端，电容的另一端连接在串联二极管的奇数节点上；接各自的电 容的一端，电容的另一端连接在串联二极管的奇数节点上；一系列的电荷泵和电容，所述的电荷泵输入端连接在第二时钟信号，各电荷泵输 出端连接各自的电容的一端，电容的另一端连接在串联二极管的偶数节点上。所述的电荷泵及其对应的电容、二极管的级数为12级。所述的偏置电路包括在偏置电路模块中包括温度特性调节模块、第一系数调节 模块Kn和第二系数调节模块Kp，所述温度特性调节模块连接电源端口 VCC、接地端口 GND， 产生负温度系数的第二电流I_osc提供给振荡器以消除振荡器的温漂、负温度系数第三电流Ιο、正温度系数第四电流12，其中负温度系数第三电流Io和正温度系数第四电流12分 别经过第一系数调节模块Kn和第二系数调节模块Kp调节后，合并为第一电流I_cp，使得 I_cp = I0*Kn+I2*Kp，I_cp是一个具有零温度系数的电流。电容型开关DC-DC芯片包括高压模块和低压模块，所述高压模块包括电荷泵升压 电路的各级电容和二极管，所述低压模块包括电荷泵升压电路的电荷泵、偏置电路和振荡 器。在电容型开关DC-DC芯片的版图设计中，对于高压模块采用高压版图规则，对于低压模 块采用低压版图设计规则。所述开关电容型DC-DC芯片的电源端口 VCC输入电压为4. 5 5. 5V，输出端口 VOUT输出的电压可达^V :35V，输出电流为40 μ A 100 μ A。进一步，所述开关电容型DC-DC芯片的电源端口 VCC输入电压为5V，输出端口 VOUT输出的电压可达35V，输出电流为50 μ A。所述开关电容型DC-DC芯片的封装结构为S0T-23-3L。本实用新型提出的电容型开关DC-DC芯片优点在于可在输入为5V，并带有50 μ a 负载电流的情况下输出35V的电压，同时该芯片通过优化电路结构，减少OSC频率随温度变 化的敏感性，进而减少了版图面积，实现了电容型开关DC-DC电路的集成，降低了成本，提
高了稳定性。
图1为传统的用于高频调谐器的DC-DC电路图2为本实用新型提出的开关电容型DC-DC芯片示意图图3为本实用新型提出开关电容型DC-DC芯片的电荷泵升压电路图4为本实用新型提出的开关电容型DC-DC芯片的偏置电路图5为本实用新型提出的开关电容型DC-DC芯片的的偏置电路具体线路图图6为偏置电路产生第一电流I_cp的温度特性曲线图7为具有零温度系数偏置电流的OSC振荡频率的温度特性和具有负温度特性偏 置电流的OSC振荡频率的温度特性图8为本实用新型提出的开关电容型DC-DC芯片的封装结构具体实施方式
以下结合附图对本实用新型内容进一步说明。开关电容型DC-DC芯片，如图2所示，包括三个端口，电源端口 VCC、接地端口 GND 和输出端口 VOUT。所述电容型开关DC-DC芯片内部集成偏置电路、振荡器、电荷泵升压电路，所述偏 置电路和电荷泵升压电路连接电源端口 VCC，所述振荡器和电荷泵升压电路连接接地端口 GND，所述电荷泵升压电路连接输出端口 V0UT，所述偏置电路产生第一电流I_cp、第二电流 I_osc，所述第一电流I_cp、提供给电荷泵升压电路，第二电流I_osc提供给振荡器以消除 振荡器的温漂，振荡器产生两个相位相差180度的第一时钟信号CLKl和第二时钟信号CLK2 驱动电荷泵升压电路，电荷泵升压电路通过输出端口 VOUT输出电压。所述电荷泵升压电路，如图3所示，包括[0029]一系列的串联二极管连接在电源和电源输出端之间；一系列的电荷泵和电容，所述的电荷泵输入端连接在第一时钟信号，各电荷泵输 出端连接各自的电容的一端，电容的另一端连接在串联二极管的奇数节点上； 一系列的电荷泵和电容，所述的电荷泵输入端连接在第二时钟信号，各电荷泵输 出端连接各自的电容的一端，电容的另一端连接在串联二极管的偶数节点上。电荷泵升压电路的输出端口 VOUT输出电压和负载电流的关系如式(1)所示
权利要求1.开关电容型DC-DC芯片，其特征在于包括三个端口，电源端口VCC、接地端口 GND和 输出端口 V0UT，所述开关电容型DC-DC芯片内部集成偏置电路、振荡器、电荷泵升压电路， 所述偏置电路和电荷泵升压电路连接电源端口 VCC，所述振荡器和电荷泵升压电路连接接 地端口 GND，所述电荷泵升压电路连接输出端口 V0UT，所述偏置电路产生第一电流I_cp，所 述第一电流I_cp提供给电荷泵升压电路，第二电流I_osc提供给振荡器，振荡器产生第一 时钟信号CLKl和第二时钟信号CLK2驱动电荷泵升压电路，电荷泵升压电路通过输出端口 VOUT输出电压。
2.如权利要求1所述开关电容型DC-DC芯片，其特征在于，所述第一时钟信号CLKl和 第二时钟信号CLK2的相位相差180度。
3.如权利要求1所述开关电容型DC-DC芯片，其特征在于所述电荷泵升压电路包括一系列的串联二极管连接在电源和电源输出端之间；一系列的电荷泵和电容，所述的电荷泵输入端连接在第一时钟信号，各电荷泵输出端 连接各自的电容的一端，电容的另一端连接在串联二极管的奇数节点上；一系列的电荷泵和电容，所述的电荷泵输入端连接在第二时钟信号，各电荷泵输出端 连接各自的电容的一端，电容的另一端连接在串联二极管的偶数节点上。
4.如权利要求3所述开关电容型DC-DC芯片，其特征在于所述电荷泵升压电路的电荷 泵及其对应的电容、二极管的级数为12级。
5.如权利要求1所述开关电容型DC-DC芯片，其特征在于所述的偏置电路包括温度 特性调节模块、第一系数调节模块Kn和第二系数调节模块Kp，所述温度特性调节模块连接 电源端口 VCC、接地端口 GND，产生负温度系数的第二电流I_osc提供给振荡器以消除振荡 器的温漂、负温度系数第三电流Ιο、正温度系数第四电流12，其中负温度系数第三电流Io 和正温度系数第四电流12分别经过第一系数调节模块Kn和第二系数调节模块Kp调节后， 合并为第一电流I_cp，使得I_cp = I0*Kn+I2*Kp，I_cp是一个具有零温度系数的电流。
6.如权利要求3所述开关电容型DC-DC芯片，其特征在于包括高压模块和低压模块，所 述高压模块包括电荷泵升压电路的各级电容和二极管，所述低压模块包括电荷泵升压电路 的电荷泵、偏置电路和振荡器。
7.如权利要求1-6任一权项所述开关电容型DC-DC芯片，其特征在于所述开关电容型 DC-DC芯片的电源端口 VCC输入电压为4. 5 5. 5V，输出端口 VOUT输出的电压可达28V 35V,输出电流为40 μ A 100 μ A。
8.如权利要求1-6任一权项所述开关电容型DC-DC芯片，其特征在于所述开关电容型 DC-DC芯片的电源端口 VCC输入电压为5V，输出端口 VOUT输出的电压可达35V，输出电流为 50 μ A。
9.如权利要求1-6任一权项所述开关电容型DC-DC芯片，其特征在于所述开关电容型 DC-DC芯片的封装结构为S0T-23-3L。
专利摘要本实用新型提供的开关电容型DC-DC芯片，包括电源端口VCC、接地端口GND和输出端口VOUT，其内部集成偏置电路、振荡器、电荷泵升压电路，偏置电路和电荷泵升压电路连接电源端口VCC，振荡器和电荷泵升压电路连接接地端口GND，电荷泵升压电路连接输出端口VOUT，偏置电路分别产生第一电流I_cp提供给电荷泵升压电路和第二电流I_osc提供给振荡器以消除振荡器的温漂，振荡器产生两个相位相差180度的第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2驱动电荷泵升压电路，电荷泵升压电路通过输出端口VOUT输出电压。该芯片具有较高输出电压，较小版图面积，降低了成本，提高了稳定性。
文档编号H02M3/00GK201846231SQ201020251519
公开日2011年5月25日 申请日期2010年7月7日 优先权日2010年7月7日
发明者胡铁刚, 郑烷 申请人:杭州士兰微电子股份有限公司