CN103138564A - 电荷泵输出电压温度补偿电路 - Google Patents

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郭璐
金建明
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Abstract

本发明公开了一种电荷泵输出电压温度补偿电路；包括，电荷泵，电荷泵输出电压Vpump，连接至分压电阻，电荷泵输出电压Vpump经过电阻分压后得到采样电压V1，通过一个运放将采样电压V1与基准电压Vref相比较，运放的输出调节电荷泵电路的输入，其特征在于，电荷泵输出端与分压电阻之间连接有温度补偿二极管。本发明利用二极管PN结的负温度系数特性，有效地对电荷泵输出电压进行了温度补偿。

Description

电荷泵输出电压温度补偿电路
技术领域
本发明涉及电荷泵输出电压的温度补偿。
背景技术
目前，一般电荷泵电路中采用如图1所示反馈控制电路稳定输出电压。其中Vref为带隙基准电压，Vpump表示电荷泵输出电压，R0和R1表示电阻分压电路，pump stage为各级电荷泵升(降)压电路。电荷泵输出电压Vpump经过电阻分压后得到采样电压V1，通过一个高精度的运放将V1与基准电压Vref相比较，运放的输出调节电荷泵电路的输入，从而实现稳定电荷泵输出电压的目的。电荷泵输出电压公式为：
Vpump＝(R1+R0)*Vref/R1。其中Vpump为电荷泵输出电压，Vbe为二极管压降，R1和R0’为分压电阻阻值，Vref为基准电压。Vref作为基准电压对电荷泵输出电压的稳定性有很大的影响，理论分析时是将Vref作为恒定电压考虑，然而实际上根据已有产品的测试数据Vref存在正的温度系数，即电压随温度有相同趋势的变化，而该偏差必然会影响电荷泵的输出电压。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电荷泵输出电压温度补偿电路，它可以有效地对电荷泵输出电压进行了温度补偿。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种电荷泵输出电压温度补偿电路；包括，电荷泵，电荷泵输出电压Vpump，连接至分压电阻，电荷泵输出电压Vpump经过电阻分压后得到采样电压V1，通过一个运放将采样电压V1与基准电压Vref相比较，运放的输出调节电荷泵电路的输入，其特征在于，电荷泵输出端与分压电阻之间连接有温度补偿二极管。
本发明的有益效果在于：利用二极管PN结的负温度系数特性，有效地对电荷泵输出电压进行了温度补偿。
电荷泵输出电压公式为：Vpump＝(R1+R0’)*Vref/R1+Vbe，其中Vbe为二极管压降。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是现有电荷泵稳定输出电压反馈控制示意图；
图2是带温度补偿的电荷泵反馈控制示意图；
图3是电荷泵稳定输出电压反馈控制示意图；
图4是带温度补偿的电荷泵反馈控制示意图。
具体实施方式
根据现有的非挥发存储器测试数据，从-40℃到100℃温度范围内，电荷泵输出电压变化了0.26V，即存在1.86mV/℃的正温度系数。从电荷泵输出电压公式可知，该正温度系数与基准电压Vref的温度系数成正比。本发明利用二极管PN结的负温度系数特性，有效地对电荷泵输出电压进行了温度补偿。
如图2所示，在基本反馈控制基础上加入了进行温度补偿的二极管DN0，为了保证电荷泵输出电压值与原来一致，需要将R0的阻值调整为R0’。二极管DN0的温度系数TC＝-1.96mV/℃。电荷泵输出电压公式修改为：Vpump＝(R1+R0’)*Vref/R1+Vbe，其中Vbe为二极管压降。经过补偿后的电荷泵输出电压的温度系数可计算为： ∂ Vpump ∂ T = R 0 ′ + R 1 R 1 ∂ Vref ∂ T + ∂ Vbe ∂ T , 其中
Figure BDA0000114459890000022
为二极管DN0的温度系数，
Figure BDA0000114459890000031
为基准电压引起的正温度系数。由以上分析可知，经过补偿后的电荷泵输出电压的温度系数为两个温度系数的叠加，因此，Vpump由温度变化引起的偏差被有效补偿。
图3是电荷泵稳定输出电压反馈控制示意图。
如图4所示，在基本反馈控制基础上加入了进行温度补偿的二极管DN0。电荷泵输出电压公式修改为：Vpump＝(R1+R0’)*Vref/R1+Vbe，其中Vbe为二极管压降。经过补偿后的电荷泵输出电压的温度系数可计算为： ∂ Vpump ∂ T = R 0 ′ + R 1 R 1 ∂ Vref ∂ T + ∂ Vbe ∂ T , 其中
Figure BDA0000114459890000033
为二极管DN0的温度系数，
Figure BDA0000114459890000034
为基准电压引起的正温度系数。由以上分析可知，经过补偿后的电荷泵输出电压的温度系数为两个温度系数的叠加，得到有效降低，因此，Vpump由温度变化引起的偏差被有效补偿。
本发明并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在于为了描述和说明本发明涉及的技术方案。基于本发明启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本发明的保护范围。以上的具体实施方式用来揭示本发明的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本发明的多种实施方式以及多种替代方式来达到本发明的目的。

Claims (2)

1.一种电荷泵输出电压温度补偿电路；包括，
电荷泵，电荷泵输出电压Vpump，连接至分压电阻，电荷泵输出电压Vpump经过电阻分压后得到采样电压V1，通过一个运放将采样电压V1与基准电压Vref相比较，运放的输出调节电荷泵电路的输入，其特征在于，电荷泵输出端与分压电阻之间连接有温度补偿二极管。
2.如权利要求1所述的电荷泵输出电压温度补偿电路，其特征在于，电荷泵输出电压公式为：Vpump＝(R1+R0’)*Vref/R1+Vbe，其中Vpump为电荷泵输出电压，Vbe为二极管压降，R1和R0’为分压电阻阻值，Vref为基准电压。
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