[發明專利]電荷泵電路的控制電路

有效

• 申請號: 201010179714.5
• 申請日: 2010-05-17
• 公開（公告）號: CN102255497A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 吳鎮宇
• 申請（專利權）人: 華邦電子股份有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 鄭小軍;馮志云

技術領域

本發明是有關于一種電荷泵電路的控制電路，且特別是有關于一種可同時兼顧電荷泵電路效率與驅動能力的控制電路。

背景技術

在電子裝置中，往往需要各種不同準位的電源電壓(source?voltage)，因此常配置電荷泵電路以便利用現有的電源電壓來產生各種不同準位的電源電壓。

圖1示出了現有的電荷泵電路及其控制電路的方框圖。其中控制電路100包括電壓準位檢測器102以及環形振蕩器104。電壓準位檢測器102用以檢測電荷泵電路106的輸出電壓Vout的電壓準位，當輸出電壓Vout小于一固定預設電壓準位時，電壓準位檢測器102便輸出觸發信號S1至環形振蕩器104。環形振蕩器104則依據觸發信號S1決定是否輸出時鐘脈沖信號P1，使電荷泵電路106依據時鐘脈沖信號P1將輸出電壓Vout拉回至正常的電壓準位。一般來說，當環形振蕩器104所輸出的時鐘脈沖信號P1頻率高時，電荷泵電路106的驅動能力較好，而效率較差，相反地，當環形振蕩器104所輸出的時鐘脈沖信號P1頻率低時，電荷泵電路106的驅動能力較差，而效率較好。由于現有的電荷泵電路的環形振蕩器輸出頻率固定，因此往往在設計電路時就必須依實際情形在電荷泵電路的驅動能力以及效率之間做取舍，而無法同時兼顧兩者。

美國專利申請案第20060197583號揭示了一種增進電荷泵電路效率的方法，其依據電荷泵所驅動的負載大小來決定電荷泵的輸入頻率，以增進電荷泵電路的效率。然此方法亦是利用固定的電壓準位來決定環形振蕩器的頻率轉換，仍無法兼顧電荷泵的效率與驅動能力，因此當輸出電壓在預設電壓準位的上下間來回漂移時，將會造成環形振蕩器不斷地轉換頻率，而降低電荷泵電路的效率，甚至使環形振蕩器在頻率轉換的過程中無法產生電荷泵電路提升輸出電壓所需的時鐘脈沖信號，而造成輸出電壓下降。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種電荷泵電路的控制電路，可依照負載狀態的變化情形同時兼顧電荷泵電路的效率與驅動能力。

本發明提出一種電荷泵電路的控制電路，包括環形振蕩器以及負載狀態檢測單元。其中環形振蕩器耦接電荷泵電路與負載狀態檢測單元。環形振蕩器用以產生時鐘脈沖信號，依據第一控制信號調整時鐘脈沖信號的頻率，并依據一調整信號停止產生時鐘脈沖信號。負載狀態檢測單元則用以產生第一控制信號，并依據電荷泵電路的輸出電壓的壓降變化與調整信號決定使能第一控制信號的時間點，其中調整信號的脈沖寬度隨輸出電壓的電壓值下降幅度變小而變窄。

在本發明的一實施例中，當輸出電壓達到目標電壓準位時，環形振蕩器依據調整信號停止產生時鐘脈沖信號，當輸出電壓的電壓值下降幅度變大時，負載狀態檢測單元依據調整信號提早使能第一控制信號的時間點。

在本發明的一實施例中，電荷泵電路的控制電路更包括一電壓準位檢測器，其耦接環形振蕩器與電荷泵電路的輸出端，檢測輸出電壓的壓降并據以產生調整信號。

在本發明的一實施例中，上述的負載狀態檢測單元包括偏壓電壓產生單元與延遲單元。其中偏壓電壓產生單元耦接電壓準位檢測器與電荷泵電路的輸出端，并依據輸出電壓產生一偏壓電壓。延遲單元則耦接偏壓電壓產生單元，并依據偏壓電壓延遲使能第一控制信號的時間點。

本發明的有益效果在于，基于上述，本發明通過調整信號的脈沖寬度變化以及輸出電壓的壓降變化來調整第一控制信號的使能時間點，使電壓泵電路可依據負載的狀態改變其操作頻率，以兼顧電壓泵電路的效率與驅動能力。

為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附附圖作詳細說明如下。

附圖說明

圖1示出了現有的電荷泵電路及其控制電路的方框圖。

圖2示出了本發明一實施例的電荷泵電路及其控制電路的方框圖。

圖3示出了本發明另一實施例的電荷泵電路及其控制電路的方框圖。

圖4示出了本發明一實施例的負載狀態檢測器以及環形振蕩器的電路圖。

圖5A～圖5C示出了本發明一實施例的調整信號，控制信號以及時鐘脈沖信號的波形示意圖。

圖6示出了本發明一實施例的輸出電壓、負載電流、調整信號以及控制信號的波形示意圖。

圖7示出了本發明另一實施例的負載狀態檢測器以及環形振蕩器的電路圖。

圖8示出了本發明又一實施例的負載狀態檢測器以及環形振蕩器的電路圖。

其中，附圖標記說明如下：

100、200：控制電路

102、202：電壓準位檢測器