[發明專利]電荷泵電路

無效

• 申請號: 200910161275.2
• 申請日: 2009-07-28
• 公開（公告）號: CN101969265A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 莊振榮;徐世斌;黃正忠;周文彬
• 申請（專利權）人: 聯詠科技股份有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所 11276
• 代理人: 許志勇

技術領域

本發明涉及一種電荷泵電路，特別是涉及一種通過電荷比例分配實現高效率的電荷泵電路。

背景技術

電荷泵(charge?pump)電路常被應用于電子產品的驅動電路中，舉例來說，如內存驅動電路、液晶顯示器(LCD)的背光模塊或發光二極管(LED)背光驅動電路中。電荷泵電路主要利用電容原理實現電壓轉換，以供應所需的倍壓或負壓輸出，并可同時提供不同電平的電壓輸出。

請參考圖1，圖1為現有的一電荷泵電路10的示意圖。電荷泵電路10包含有一正電荷泵單元102及一負電荷泵單元104。正電荷泵單元102用來將一輸入電壓VCI轉換成一正電荷泵電壓AVDD，正電荷泵電壓AVDD的電壓值通常等于倍數的輸入電壓VCI。負電荷泵單元104用來將輸入電壓VCI轉換成一負電荷泵電壓VCL，負電荷泵電壓VCL通常等于負倍數的輸入電壓VCI。在圖1中，正電荷泵單元102使用了兩個飛馳電容(flyingcapacitor)C_F1與C_F2，而負電荷泵單元104亦使用到一個飛馳電容C_F3來儲存和轉移能量。

傳統的電荷泵電路10中，正電荷泵單元102與負電荷泵單元104的運作，通常包含兩個操作狀態：第一操作狀態PH1與第二操作狀態PH2。請參考圖2及圖3，圖2及圖3分別為圖1的電荷泵電路10操作于一第一操作狀態PH1與一第二操作狀態PH2的示意圖。如圖2及圖3所示，正電荷泵電路102包含有飛馳電容C_F1與C_F2、儲存電容(reservoir?capacitor)C_R1以及開關SW1～SW8。負電荷泵電路104包含有飛馳電容C_F3、儲存電容C_R2以及開關SW9～SW12。其中，開關SW1～SW12的連接關系如圖2及圖3所示，在此不贅述。請繼續參考圖2，于第一操作狀態PH1期間，開關SW1、開關SW2，開關SW7、開關SW8、開關SW9及開關SW10會被導通，其它的開關則維持開路狀態，在此情況下，輸入電壓VCI會對飛馳電容C_F1及飛馳電容C_F3充電，使飛馳電容C_F1的電位達到輸入電壓VCI電平，而飛馳電容C_F2則對儲存電容C_R1進行充電，使儲存電容C_R1達到2倍的輸入電壓VCI電平，而產生具有2倍的輸入電壓VCI電平的輸出正電荷泵電壓AVDD。

請繼續參考圖3，于第二操作狀態PH2期間，開關SW3、開關SW4，開關SW5、開關SW6、開關SW11及開關SW12會被切換至導通狀態，其它的開關則被切換至開路狀態，在此情況下，飛馳電容C_F1會對儲存電容C_R1進行充電，使儲存電容C_R1達到2倍的輸入電壓VCI電平；飛馳電容C_F3會對儲存電容C_R2進行充電，使儲存電容C_R1達到負倍數的輸入電壓VCI電平；輸入電壓VCI會對飛馳電容C_F2充電，使飛馳電容C_F2的電位達到輸入電壓VCI電平。因此，電荷泵電路10根據一電荷泵頻率CLK_Pump，依序輪流操作于前述兩個操作狀態，以藉此方式來實現電荷泵電路10提供倍壓或是負壓的目的。

然而，在實際應用上，由于正電荷泵單元102需要較高的泵電(pumping)轉換效率，因此，現有的技術除了會提高操作頻率的頻率或是增加半導體組件的尺寸外，通常會使用到較多的飛馳電容來儲存和轉移能量。舉例來說，在圖1中，正電荷泵單元102使用了兩個飛馳電容C_F1與C_F2，而負電荷泵單元104亦使用到一個飛馳電容C_F3。如此一來，使用過多的飛馳電容將會耗費許多的制造成本。

發明內容

因此，本發明的主要目的即在于提供一種具有電荷比例分配的電荷泵電路。