[發(fā)明專利]電荷泵

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010287494.8
• 申請日: 2010-09-17
• 公開（公告）號: CN102025269A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宮崎雅人;川合博賢;岸井達(dá)也;中村勝義;牧野憲
• 申請（專利權(quán)）人: 雅馬哈株式會(huì)社
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 劉光明;穆德駿

1.一種電荷泵，包括：

開關(guān)電路，所述開關(guān)電路被插入在第一輸出電容器和第二輸出電容器、快速電容器與輸入電源之間；以及

控制單元，所述控制單元控制所述開關(guān)電路，其中

所述電荷泵在包括高電壓輸出模式、低電壓輸出模式以及中繼模式的操作模式下操作，并且

所述控制單元控制所述開關(guān)電路，使得：

在所述高電壓輸出模式下，所述第一輸出電容器和所述第二輸出電容器分別輸出第一正電壓和第一負(fù)電壓；

在所述低電壓輸出模式下，所述第一輸出電容器和所述第二輸出電容器分別輸出低于所述第一正電壓和所述第一負(fù)電壓的第二正電壓和第二負(fù)電壓；并且

在所述中繼模式下，在所述高電壓輸出模式下被充電的所述第一電容器和所述第二電容器的各自的充電電壓被逐漸降低，并且

當(dāng)在所述電荷泵的操作模式處于所述低電壓輸出模式的時(shí)段期間給出升壓命令時(shí)，所述控制單元通過從所述低電壓輸出模式到所述高電壓輸出模式的直接轉(zhuǎn)換來改變所述電荷泵的操作模式，并且

當(dāng)在所述電荷泵的操作模式處于所述高電壓輸出模式的時(shí)段期間給出降壓命令時(shí)，所述控制單元通過從所述高電壓輸出模式通過所述中繼模式轉(zhuǎn)換為所述低電壓輸出模式的中繼轉(zhuǎn)換來改變所述電荷泵的操作模式。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電荷泵，其中，在所述中繼模式下，所述控制單元使所述開關(guān)電路重復(fù)地執(zhí)行：平滑化操作，其中，所述輸入電源從所述第一輸出電容器和所述第二輸出電容器以及所述快速電容器斷開，并且所述快速電容器和所述第一輸出電容器被并聯(lián)地連接；以及快速操作，其中，所述快速電容器從所述第一輸出電容器斷開，并且被并聯(lián)地連接到所述第二輸出電容器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電荷泵，其中，在所述高電壓輸出模式下，所述控制單元使所述開關(guān)電路重復(fù)地執(zhí)行：第一充電操作，其中，所述輸入電源的輸出電壓被施加到所述快速電容器和所述第一輸出電容器；以及快速操作，其中，所述快速電容器從所述第一輸出電容器斷開，并且被并聯(lián)地連接到所述第二輸出電容器，從而使所述第一輸出電容器和所述第二輸出電容器分別輸出所述第一正電壓和所述第一負(fù)電壓，并且

在所述低電壓輸出模式下，所述控制單元使所述開關(guān)電路重復(fù)地執(zhí)行：第二充電操作，其中，所述快速電容器和所述第一輸出電容器被串聯(lián)地連接，并且所述輸入電源的所述輸出電壓被施加到串聯(lián)連接的所述快速電容器和所述第一輸出電容器；平滑化操作，其中，所述快速電容器和所述第一輸出電容器被并聯(lián)地連接；以及快速操作，其中，所述快速電容器從所述第一輸出電容器斷開，并且被并聯(lián)地連接到所述第二輸出電容器，從而使所述第一輸出電容器和所述第二輸出電容器輸出所述第二正電壓和所述第二負(fù)電壓。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電荷泵，其中，當(dāng)在所述操作模式處于所述高電壓輸出模式的時(shí)段期間給出所述降壓命令時(shí)，所述控制單元使所述操作模式從所述高電壓輸出模式轉(zhuǎn)換為所述中繼模式，并且當(dāng)所述第一輸出電容器、所述第二輸出電容器以及所述快速電容器中的至少一個(gè)的充電電壓被降低到閾值或更低時(shí)，使所述電荷泵的所述操作模式從所述中繼模式轉(zhuǎn)換為所述低電壓輸出模式。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電荷泵，其中，在所述中繼模式下，所述第一輸出電容器和所述第二輸出電容器以及所述快速電容器的充電電壓被逐漸降低，同時(shí)它們的電平彼此相等。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電荷泵，其中，所述閾值是等于或小于所述輸入電源的輸出電壓和所述開關(guān)電路中的晶體管的寄生二極管的導(dǎo)通電壓的和的半值的任意值。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電荷泵，其中，所述閾值由0.55·HPVDD來表達(dá)，其中，HPVDD表示所述輸入電源的輸出電壓。