南芯半导体作为国内抢先的模仿芯片规划企业，专心于与锂电池相关的充电、维护以及电源办理范畴，芯片年出货量到达上亿颗。据了解，南芯于2019年在以升降压和电荷泵为代表的新一代高功率电源办理计划方面取得了突破性发展，其推出的国内首款电荷泵充电器，打破超级快充的国外独占，并取得许多手机大客户的认可。

  在电路规划范畴，电荷泵作为使用电容存储能量的开关变换器，使得电容在供电和放电状况之间切换，然后进步或下降供电电压。一起电荷泵作为一种DCDC直流变换器，其转化功率很重要，怎么确保电荷泵在各种极点状况下(电源跳变/负载跳变/电容开短路/输入输出短地)安全可靠的作业也是当时的一大难题。

  为此，南芯半导体于2019年12月30日提出一项名为“一种根据电压差操控的电荷泵的轻载降频电路”（请求号：6.3）的发明专利，请求人为上海南芯半导体科技有限公司。

  该发明专利提出的这种电路结构包含与PFM形式检测电路、PFM形式时钟发生电路，PWM形式检测电路以及触发电路和逻辑操控电路。在重载时，电荷泵作业在PWM形式，以固定的较高的开关频率作业，在轻载时，电荷泵作业在PFM形式，开关频率与负载巨细正相关。

  参阅图1，PFM形式检测电路包含与电荷泵电路的OUT端口相连的电阻R1、比较器cmp、电容C1、电阻R2、基准电压源VTH_ENTER_PFM等结构，其间与门A1的输出端与触发电路相连。

  参阅图2，PWM形式检测电路包含基准电压源2*VREF和VREF，开关S1和S2，比较器cmp3的正极输入端与开关S2的自在端相连、负极输入端与VREF的正极相连，与门A3输入端与比较器cmp3输出端相连、另一个输入端与反相器相连，输出端与触发电路相连。

  逻辑电路默许电荷泵作业在PWM形式，当负载变为轻载后，由PFM形式检测电路直接使用(PMID/2-OUT)的压差与负载电流近似成正比的联系，来判别电荷泵何时需求进入PFM形式。

  当电荷泵作业在PFM形式中，假如负载电流变大，需求退出PFM形式进入PWM形式。假如PFM的时钟频率维持在高频率一段时间，就以为负载电流足够大，需进入PWM形式作业，即进入形式切换。

  除了在正常的使用条件下能够作业，电荷泵还需在极点状况下进行自我维护。常见的极点状况为电容开短路和输入输出短地，会形成(PMID/2-OUT)的绝对值很大，因而可经过监测该数值判别反常的作业条件，然后快速关断功率管，确保芯片的安全可靠。

  简而言之，南芯半导体的这项电荷泵轻载降频电路发明专利，供给了一种根据电压差操控的电荷泵轻载降频电路，处理了现有电荷泵电路在无法经过功率管来检测电流的前提下，进步电荷泵电路轻载时的转化功率的问题。

  南芯半导体在以电荷泵为代表的新一代高功率电源办理计划上具有强壮的技能实力，信任在未来几年，公司能够继续环绕电池充放电范畴做深耕，不断扩大产品线，供给更安稳、高效、优质的国产处理计划。

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