[發(fā)明專(zhuān)利]電荷泵

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010287494.8
• 申請(qǐng)日: 2010-09-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102025269A
• 公開(kāi)（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(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 雅馬哈株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): H02M3/07
• 分類(lèi)號(hào): 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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電荷泵，該電荷泵通過(guò)使用單個(gè)輸入電源來(lái)生成分別具有正極性和負(fù)極性的電源電壓。

背景技術(shù)

電荷泵是其中電荷在多個(gè)電容器之間運(yùn)動(dòng)以產(chǎn)生具有期望極性和電平的電壓的DC/DC轉(zhuǎn)換器。例如，JP-A-6-165482公開(kāi)了這種類(lèi)型的電荷泵。

根據(jù)電荷泵的用途，有時(shí)要求電荷泵具有下述功能：選擇性地生成高電壓和低電壓兩類(lèi)電壓，以及在生成輸出電壓時(shí)，根據(jù)升壓命令將輸出電壓從低電壓切換到高電壓，并且根據(jù)降壓命令將輸出電壓從高電壓切換到低電壓。為了生成前者或者高電壓，要求重復(fù)執(zhí)行下述操作：將輸入電源的輸出電壓施加到一個(gè)電容器，并且將該電容器的充電電荷重新分配給連接到負(fù)載的電源端子的輸出電容器。為了生成后者或者低電壓，要求重復(fù)執(zhí)行如下操作：將輸入電源的輸出電壓施加到串聯(lián)地連接的兩個(gè)電容器，并且將串聯(lián)連接的兩個(gè)電容器中的一個(gè)的充電電荷重新分配給連接到負(fù)載的電源端子的輸出電容器。然而，在電荷泵從輸出高電壓的操作狀態(tài)轉(zhuǎn)換為輸出低電壓的操作狀態(tài)的情況下，發(fā)生問(wèn)題。當(dāng)終止輸出高電壓的操作狀態(tài)時(shí)，在電容器中保持了等于輸入電源的輸出電壓的電壓。因此，當(dāng)開(kāi)始輸出低電壓的操作時(shí)，其中保持充電電壓的電容器以及另一個(gè)電容器的串聯(lián)連接被連接到輸入電源，從而產(chǎn)生其中在輸入電源的電壓輸出部中生成過(guò)電壓而導(dǎo)致電荷泵異常操作的情況。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述情況提出了本發(fā)明。本發(fā)明的目的在于，提供一種電荷泵，該電荷泵能夠選擇性地生成高電壓和低電壓兩類(lèi)電壓，并且其中輸出高電壓的操作狀態(tài)能夠平滑地轉(zhuǎn)換為輸出低電壓的操作狀態(tài)。

本發(fā)明提供了一種電荷泵，包括：開(kāi)關(guān)電路，該開(kāi)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，該控制單元控制開(kāi)關(guān)電路，其中，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，并且控制單元控制開(kāi)關(guān)電路，使得：在高電壓輸出模式下，第一輸出電容器和第二輸出電容器分別輸出第一正電壓和第一負(fù)電壓；在低電壓輸出模式下，第一輸出電容器和第二輸出電容器分別輸出低于第一正電壓和第一負(fù)電壓的第二正電壓和第二負(fù)電壓；并且在中繼模式下，在高電壓輸出模式下被充電的第一電容器和第二電容器的各自的充電電壓被逐漸降低，并且當(dāng)在電荷泵的操作模式處于低電壓輸出模式的時(shí)段期間給出升壓命令時(shí)，控制單元通過(guò)從低電壓輸出模式到高電壓輸出模式的直接轉(zhuǎn)換來(lái)改變電荷泵的操作模式，并且當(dāng)在電荷泵的操作模式處于高電壓輸出模式的時(shí)段期間給出降壓命令時(shí)，控制單元通過(guò)從高電壓輸出模式通過(guò)中繼模式轉(zhuǎn)換為低電壓輸出模式的中繼轉(zhuǎn)換來(lái)改變電荷泵的操作模式。

根據(jù)本發(fā)明，從高電壓輸出模式到低電壓輸出模式的轉(zhuǎn)換經(jīng)過(guò)中繼模式。當(dāng)執(zhí)行中繼模式下的操作時(shí)，能夠降低第一輸出電容器和第二輸出電容器以及快速電容器的充電電壓，使得能夠平滑地執(zhí)行到低電壓輸出模式的轉(zhuǎn)換。

附圖說(shuō)明

在附圖中：

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括電荷泵的功率放大電路的構(gòu)造的電路圖；

圖2A至圖2C是示出實(shí)施例中的輸出狀態(tài)檢測(cè)部的構(gòu)造示例的電路圖；

圖3示出了實(shí)施例中的電荷泵的高電壓輸出模式下的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；

圖4示出了實(shí)施例中的電荷泵的低電壓輸出模式下的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；

圖5示出了實(shí)施例中的電荷泵的中繼模式下的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；以及

圖6示出了在實(shí)施例中的電荷泵1的模式之間的轉(zhuǎn)換。

具體實(shí)施方式

將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括電荷泵1的功率放大電路的構(gòu)造的電路圖。功率放大電路包括電荷泵1，該電荷泵1用作電源電路；負(fù)載驅(qū)動(dòng)部2；以及輸出狀態(tài)檢測(cè)部3。電荷泵1是電源電路，該電源電路生成要提供給負(fù)載驅(qū)動(dòng)部2的正電源電壓和負(fù)電源電壓。負(fù)載驅(qū)動(dòng)部2是放大器，該放大器接收來(lái)自電荷泵1的正電源電壓和負(fù)電源電壓，放大從前一級(jí)電路(未示出)提供的輸入信號(hào)AMPI，并且將放大的信號(hào)作為輸出信號(hào)AMPO提供給負(fù)載(未示出)。輸出狀態(tài)檢測(cè)部3監(jiān)視負(fù)載驅(qū)動(dòng)部2的輸出狀態(tài)，并且將輸出狀態(tài)檢測(cè)信號(hào)DETO輸出，該輸出狀態(tài)檢測(cè)信號(hào)DETO表示負(fù)載驅(qū)動(dòng)部2的輸出信號(hào)AMPO是否超過(guò)預(yù)定限制而接近提供給負(fù)載驅(qū)動(dòng)部2的電源電壓。