[發明專利]不需外加穩壓器即具穩壓效果的電荷泵電路

無效

• 申請號: 200610109755.0
• 申請日: 2006-08-09
• 公開（公告）號: CN101123392A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發明（設計）人: 吳繼浩
• 申請（專利權）人: 矽創電子股份有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 章社杲

技術領域

本發明涉及一種電荷泵電路的技術，尤指一種不需外加穩壓器即具穩壓效果的電荷泵電路。

背景技術

在一般的薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)驅動元件(driverIC)應用下，因為驅動元件(driver?IC)的輸入(input)電壓并不高，通常為2.6V到3.3V；然而，因為液晶面板內液晶的應用需要較高的電壓驅動(約4.5V)。

因此，我們需使用電荷泵(charge?pump)電路將輸入電壓升高，而電荷泵電路的特性為單純將輸入電壓倍壓兩倍，故當輸入電壓為2.6V到3.3V時，其倍壓后的結果為5.2V到6.6V。因此，若其余模擬電路需要輸出高壓時，設計者必須將此變化范圍極大的電壓做為端電壓。這時整體電路的特性不好掌握，增加了設計的困難度，并且也需要較高的電路面積預防高壓的破壞。

請參閱圖1，即傳統電荷泵電路的示意圖。一般2倍(2x)的電荷泵(charge?pump)電路11外接有泵電容Cp，而其輸出接有接地的輸出電容Co，一般為1uF。目前為解決前述倍壓后的缺點，較好的解決方法是，在電荷泵電路11輸出電壓后加上低壓降線性穩壓器(low?drop-out?linear?regulator；LDO)12，穩壓到特定電壓(如4.8V)，此電壓即不隨負載或輸入電壓的改變而變化，但為了快速的電流負載響應，必須在其之后加上外加電容Ca，該外加電容一般與輸出電容Co相同為1uF。

低壓降線性穩壓器12的操作原理為，當輸入電壓大于輸出電壓，即由晶體管吸收輸入和輸出的電壓差，并且由回授控制電路控制來提供平穩的輸出電壓。所以，現有的電荷泵電路11想要獲得比輸入電壓高且穩定，而且不隨負載或輸入電壓改變的輸出電壓，必須先讓輸入電壓經過電荷泵電路11獲得兩倍的輸入電壓，再經過低壓降線性穩壓器12而得到經過調節(regulation)的輸出電壓，此電壓穩定且不隨輸入電壓與負載的改變而改變。但此做法需要外加電容Ca，通常為1uF。然而，很多情況下我們并無法外加此電容，一般設計者的電路系統上往往也無此電容的設計。

發明內容

因此，為解決上述的缺陷，避免缺陷存在，本發明在輸入電壓和電荷泵電路之間放置輸入調節電路，借此控制電荷泵電路的輸入電壓，當負載大時，此限制電路通過較多的輸入電壓，負載小時，通過較低的電壓，借此達到調節輸出電壓的目的，并且不需在電荷泵電路之后加上低壓降線性穩壓器(LDO)以及額外的外加電容。

為達到上述的目的，本發明的電荷泵電路外接有泵電容，其輸出端接有接地的輸出電容，并且輸入調節電路設置于輸入電壓與電荷泵電路之間，利用負回授的機制檢測電荷泵電路的輸出電壓的變化，借此調節要輸入到電荷泵電路的電壓，以達到穩定輸出電壓的效果。

其中該輸入調節電路包含調節晶體管，其設置于輸入電壓與電荷泵電路之間，第一電阻與第二電阻串聯地電連接于該電荷泵電路的輸出端，該第一電阻與第二電阻值的比為n∶1，用來在第一電阻與第二電阻間的接點產生n分之一的分壓電壓到該誤差放大及比較元件，其中該n大于1。

以及誤差放大及比較元件，其輸入端連接參考電壓，另一輸入端連接于該第一電阻與第二電阻間的接點來取得輸出電壓在此接點的分壓，形成負回授機制，并且該誤差放大及比較元件的輸出端連接到該調節晶體管的控制端，用來控制該調節晶體管通過多少電壓。由此，輸入電壓不再決定輸出電壓，而是由該輸入調節電路來決定，可得到不隨負載和輸入電壓而改變的輸出電壓。

附圖說明

圖1為傳統的電荷泵電路的示意圖。

圖2為本發明的電荷泵電路的示意圖。

圖3為本發明的電荷泵電路的連接示意圖。

圖4為圖3的詳細實施電路圖。

圖5為本發明的電荷泵電路的另一連接示意圖。

圖6為圖5的詳細實施電路圖。

具體實施方式

根據有關本發明的詳細內容及技術說明，現配合附圖說明如下：

請參閱圖2所示，即本發明的電荷泵電路的示意圖。本發明的電荷泵電路110外接有泵電容Cp，其輸出端OUTPUT接有接地的輸出電容Co，并且輸入調節電路120設置于電壓輸入端INPUT與電荷泵電路110之間，利用負回授的機制檢測該電荷泵電路110的輸出電壓Vout變化來調節要輸入到電荷泵電路110的電壓以達到穩定輸出電壓Vout。