[發(fā)明專利]電荷泵調(diào)節(jié)器電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380036711.8
• 申請(qǐng)日: 2013-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN104541220B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S.B.莫林;P.樓;C.凱梅林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 高通股份有限公司
• 主分類號(hào): G05F1/10
• 分類號(hào): G05F1/10
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 李曉舒

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本專利申請(qǐng)要求2012年7月9日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)第13/544,815號(hào)的優(yōu)先權(quán)，所述申請(qǐng)以引用方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

電荷泵調(diào)節(jié)器電路可以用來產(chǎn)生輸出電壓和電流，從而為電子設(shè)備中的負(fù)載電路供電。

背景技術(shù)

存在不同類型的電荷泵調(diào)節(jié)器電路，每種類型具有不同的優(yōu)勢(shì)和弱勢(shì)。這些電荷泵調(diào)節(jié)器電路的共同特征是用來產(chǎn)生輸出電壓和電流的振蕩信號(hào)。使用這種振蕩信號(hào)的一般不良結(jié)果是電荷泵調(diào)節(jié)器電路的輸出電流和/或電壓中存在噪音，即紋波或抖動(dòng)，甚至在使輸出信號(hào)通過適當(dāng)?shù)臑V波器之后還是會(huì)存在。雖然大多數(shù)負(fù)載電路可以容許一定量的噪音。但是，新電子設(shè)備發(fā)展的各種趨勢(shì)使得必須不斷地力圖在這些調(diào)節(jié)器電路中實(shí)現(xiàn)越來越低的噪音級(jí)別。

圖1中展示電荷泵調(diào)節(jié)器電路100的現(xiàn)有技術(shù)示例。電荷泵調(diào)節(jié)器電路100一般包括電壓控制環(huán)形振蕩器101、高增益緩沖器102、電荷泵(也稱為電壓倍增器或電壓加法器)103、RC濾波器104(電阻器105和電容器106)、定標(biāo)器107和運(yùn)算放大器(op-amp)108。振蕩器101一般包括輸出到輸入串聯(lián)連接成環(huán)形的多個(gè)反相級(jí)109。(也意味著存在一些其它的部件或連接，但是為簡(jiǎn)便起見并未展示。)

反相級(jí)109在110處從op-amp 108的輸出接收驅(qū)動(dòng)電壓(例如，Vdd)。在驅(qū)動(dòng)電壓的控制下，反相級(jí)109的信號(hào)反相作用在111(例如，呈環(huán)形的反相級(jí)109中的一個(gè)反相級(jí)的輸出)處產(chǎn)生振蕩信號(hào)。在111處的振蕩信號(hào)的頻率和振幅一般取決于驅(qū)動(dòng)電壓的電壓電平。

在111處的振蕩信號(hào)供應(yīng)到緩沖器102的輸入。緩沖器102在112處產(chǎn)生正振蕩信號(hào)，并且在113處產(chǎn)生負(fù)振蕩信號(hào)。在112和113處的正振蕩信號(hào)和負(fù)振蕩信號(hào)一般與在111處的振蕩信號(hào)具有相同頻率。然而，緩沖器102一般以軌對(duì)軌方式(即，在相同的最小電平與最大電平之間)驅(qū)動(dòng)在112和113處的正振蕩信號(hào)和負(fù)振蕩信號(hào)的振幅，而與在111處的振蕩信號(hào)的振幅無關(guān)。

在112和113處的正振蕩信號(hào)和負(fù)振蕩信號(hào)分別供應(yīng)到電荷泵103的正相輸入Ф和負(fù)相輸入電荷泵103一般包括多個(gè)串聯(lián)連接的電荷泵級(jí)(未示出)，所述電荷泵級(jí)使用在112和113處的正振蕩信號(hào)和負(fù)振蕩信號(hào)來將電壓相加到初始電壓(未示出)(或?qū)㈦妷簭乃龀跏茧妷簻p去)，從而在114處產(chǎn)生輸出電流和電壓。電荷泵103在114處的輸出通過濾波器104以將其平整，從而產(chǎn)生電荷泵調(diào)節(jié)器電路輸出電壓Vout。輸出電壓Vout提供至整個(gè)電子設(shè)備的負(fù)載電路(未示出)，電荷泵調(diào)節(jié)器電路100是整個(gè)電子設(shè)備的一部分。

輸出電壓Vout也在反饋回路中通過定標(biāo)器107而提供至op-amp 108，所述反饋回路控制輸出電壓Vout的電流和電壓電平。定標(biāo)器107在115處從輸出電壓Vout產(chǎn)生定標(biāo)電壓。定標(biāo)電壓連同參考電壓Vref一起提供至op-amp 108。op-amp 108基于在115處的定標(biāo)電壓和參考電壓Vref而在110處產(chǎn)生用于反相級(jí)109的驅(qū)動(dòng)電壓。

如果在115處的定標(biāo)電壓相對(duì)于參考電壓Vref過大，即，輸出電壓Vout增加過多，那么op-amp 108會(huì)降低在110處的驅(qū)動(dòng)電壓。當(dāng)在110處的驅(qū)動(dòng)電壓降低時(shí)，振蕩器101的反相級(jí)109在111處所產(chǎn)生的振蕩信號(hào)的頻率會(huì)降低，由此減小在112和113處的正振蕩信號(hào)和負(fù)振蕩信號(hào)的頻率。當(dāng)在112和113處的正振蕩信號(hào)和負(fù)振蕩信號(hào)的頻率減小時(shí)，電荷泵103在114處所輸出的電壓會(huì)減小，由此逆反輸出電壓Vout的增加。類似地，如果輸出電壓Vout降低過多，那么會(huì)出現(xiàn)相反的效果來逆反所述的降低。這樣一來，輸出電壓Vout就被大體維持在紋波或噪音的可接受容限或范圍內(nèi)的大約所需的電壓電平下。

發(fā)明內(nèi)容

一種電荷泵調(diào)節(jié)器電路包括電壓控制振蕩器和多個(gè)電荷泵。所述電壓控制振蕩器具有串聯(lián)連接成環(huán)形的多個(gè)反相級(jí)。多個(gè)振蕩信號(hào)從所述反相級(jí)的輸出產(chǎn)生。每一個(gè)振蕩信號(hào)具有可根據(jù)可變驅(qū)動(dòng)電壓改變的頻率和振幅。每一個(gè)振蕩信號(hào)從前一振蕩信號(hào)相移。每一個(gè)電荷泵連接到所述反相級(jí)中的對(duì)應(yīng)反相級(jí)，以便接收由這個(gè)反相級(jí)所產(chǎn)生的所述振蕩信號(hào)。每一個(gè)電荷泵輸出電壓和電流。如此產(chǎn)生的所述電流的組合在大約電壓電平下提供至負(fù)載。

對(duì)本公開和其范圍以及本公開借以實(shí)現(xiàn)上述改進(jìn)的方式的更為完整的了解，可通過參考以下結(jié)合附圖的對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述，以及隨附的權(quán)利要求書而獲得，以下對(duì)附圖做簡(jiǎn)要概述。

附圖說明