[發明專利]具有快速啟動的電荷泵電路

有效

• 申請號: 201210161809.3
• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN102801304A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 費爾南多·贊普羅尼奧·內托;沃爾特·路易斯·特塞里奧
• 申請（專利權）人: 飛思卡爾半導體公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李佳;穆德駿

技術領域

總的來說，本發明涉及電荷泵電路，且更具體地涉及一種具有超過一種操作類型的電荷泵電路。

背景技術

電荷泵電路用于為其他電路提供電壓值不同于電源電壓值的電壓。電荷泵電路包括電荷泵，其是能產生電壓高于或低于其輸入電壓的電路，以及調整級，其調整由電荷泵產生的電壓。

圖1是簡化電荷泵電路100的框圖，其包括用于接收輸入電壓V_IN的輸入端子，用于接收ENABLE(使能)信號的輸入端子，用于接收時鐘信號的輸入端子，用于輸出PUMP_OK信號的輸出端子以及用于輸出輸出電壓V_OUT的輸出端子。輸出電容器C_out耦合在V_OUT輸出端子和接地端子之間。電荷泵電路100包括多個泵元胞或可配置的拉升單元(CPUC)，其中之一以理想化的方式示出在圖1中。每個泵元胞都包括二極管和泵電容器C_i。

圖2是示出電荷泵電路100中的信號的圖200。ENABLE信號激活電荷泵電路100。電荷泵電路基本上具有三種操作模式：跳躍模式，線性模式以及線性跳躍模式，該線性跳躍模式是另兩種模式的組合。不管電荷泵電路處于何種操作模式下，當電荷泵電路第一次被激活時，電荷泵電路的V_OUT都具有V_IN的值，且V_OUT以相對小的步進值V_step增大，每次步進發生的時間間隔取決于時鐘信號的頻率。因此，V_OUT需要經過某一時間量Δt達到目標值V_TARG。由電荷泵電路供電的電路在能夠使用電荷泵電路提供的電力之前可能需要等待這樣的用于使V_OUT達到目標值V_TARG的某一時間量。在電荷泵電路中，Δt基本上取決于電荷泵的容量。PUMP_OK信號的狀態指示V_OUT穩定在V_TARG。

減少Δt的一種已知方法是增加時鐘頻率，但是增加時鐘頻率會導致不利的電磁兼容性(EMC)和電磁干擾(EMI)效應。減少Δt的另一種已知方法是增加每個C_i的電容，但是增加每個C_i的電容的缺點在于會增大電荷泵的面積。例如，使每個C_i的電容加倍會使電荷泵的面積幾乎增大一倍。

附圖說明

通過舉例的方式說明本發明，且本發明不限于附圖中所示示例，在附圖中相同的附圖標記表示相似的元件。為清楚簡明起見，附圖中的元件無需按比例繪制。

圖1是簡化的電荷泵電路的框圖。

圖2是示出圖1中所示的簡化的電荷泵電路中的信號的圖。

圖3是根據本發明的電荷泵電路和m相時鐘生成器的功能框圖，電荷泵電路包括電荷泵和旁路電路。

圖4是圖3的電荷泵的簡化原理圖。

圖5是圖3的旁路電路的簡化原理圖，其包括時鐘頻率倍增器。

圖6示出圖5的時鐘頻率倍增器的五個實施例中每一個的輸入信號和輸出信號的時序圖。

圖7是圖3的電荷泵電路的操作仿真與公知的電荷泵電路的操作仿真之間的對比的圖。

具體實施方式