[實用新型]共享飛電容的電荷泵

有效

• 申請號: 201520173680.7
• 申請日: 2015-03-25
• 公開（公告）號: CN204442173U
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 王釗
• 申請（專利權）人: 無錫中星微電子有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 無錫互維知識產權代理有限公司 32236
• 代理人: 龐聰雅

【技術領域】

本實用新型涉及電壓轉換的技術領域，特別涉及一種共享飛電容(Flying?Capacitor)的電荷泵。

【背景技術】

目前，有兩種經典電路都被稱為電荷泵(Charge?Pump)。一種是應用于鎖相環電路中，連接于鑒頻鑒相器后級，通過對電容充放電產生較為穩定的電壓，以便用于控制壓控振蕩器的頻率；另一種是通過開關電容，用于電壓轉換，能提供較大輸出電流的功率輸出電路。本實用新型的電荷泵電路是后者的子類，此處為了區別，將后者稱為功率電荷泵。

在有些應用中，需要多個功率電荷泵同時工作，產生多個輸出電壓，由于現有技術中，一般每個功率電荷泵都獨立配置了飛電容，由此，需要設置的飛電容的個數較多，連接外置飛電容所需芯片管腳數目較多，從而增加了芯片成本，且不利于系統小型化。

因此，有必要提供一種改進的技術方案來克服上述問題。

【實用新型內容】

本實用新型的目的在于提供一種共享飛電容的電荷泵，其通過分時復用飛電容,實現多個功率電荷泵共用一套飛電容，從而節省飛電容的數目，節省飛電容所需的芯片管腳，進而節省芯片成本，且利于系統小型化。

為了解決上述問題，本實用新型提供一種共享飛電容的電荷泵，其包括電壓源、電壓轉換模塊、第一輸出模塊、第二輸出模塊和驅動模塊。所述電壓轉換模塊包括電容Cf1、第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第五開關、第六開關，其中，第一開關、電容Cf1、第六開關依次連接于電壓源的正極與第二電壓輸出端之間，電壓源的負極與地節點相連；第三開關的一端與電壓源和第一開關之間的連接節點相連，其另一端與電容Cf1和第六開關之間的連接節點相連；第二開關的一端與地節點相連，其另一端與電容Cf1和第六開關之間的連接節點相連；第四開關的一端與第一開關和電容Cf1之間的連接節點相連，其另一端與第一電壓輸出端相連；第五開關的一端與第一開關和電容Cf1之間的連接節點相連，其另一端與地節點相連。所述第一輸出模塊包括第一輸出電容，所述第一輸出電容連接于第一電壓輸出端和地節點之間。第二輸出模塊包括第二輸出電容，所述第二輸出電容連接于第二電壓輸出端和地節點之間。所述驅動模塊輸出驅動信號以控制各個開關的導通或者關斷，其中，在控制第一開關和第二開關導通時，控制第三開關、第四開關、第五開關和第六開關關斷；在控制第三開關和第四開關導通時，控制第一開關、第二開關、第五開關和第六開關關斷；在控制第五開關和第六開關導通時，控制第一開關、第二開關、第三開關和第四開關關斷。

進一步的，所述驅動信號包括第一驅動信號、第二驅動信號和第三驅動信號，其中，第一驅動信號與第一開關和第二開關的控制端相連，以控制第一開關和第二開關的導通或者關斷；第二驅動信號與第三開關和第四開關的控制端相連，以控制第三開關和第四開關的導通或者關斷；第三驅動信號與第五開關和第六開關的控制端相連，以控制第五開關和第六開關的導通或者關斷。

進一步的，所述六個開關都為MOS晶體管，第一驅動信號、第二驅動信號和第三驅動信號都為時鐘信號。

進一步的，第一驅動信號、第二驅動信號和第三驅動信號之間存在一定的死區時間，以避免所述六個開關同時導通。

進一步的，驅動信號為高電平時使對應的開關導通，驅動信號為低電平時使對應的開關關斷。當第一驅動信號為高電平時，第二驅動信號和第三驅動信號為低電平，滿足如下關系：VCf1＝V1??(1)，其中，V1為所述電壓源的電壓值，VCf1為電容Cf1的電壓值；當第二驅動信號為高電平時，第一驅動信號和第三驅動信號為低電平，滿足如下關系：VO1＝V1+VCf1??(2)，其中，VO1為所述第一電壓輸出端的電壓值，V1為所述電壓源的電壓值，VCf1為電容Cf1的電壓值；聯合公式(1)、(2)求解得：VO1＝V1+V1＝2.V1，當第一驅動信號再次為高電平時，第二驅動信號和第三驅動信號為低電平，滿足如下關系：VCf1＝V1??(3)，其中，V1為所述電壓源的電壓值，VCf1為電容Cf1的電壓值；當第三驅動信號為高電平時，第一驅動信號和第二驅動信號為低電平，滿足如下關系：-VCf1＝VO2??(4)，其中，VO2為所述第二電壓輸出端的電壓值，VCf1為電容Cf1的電壓值；聯合公式(3)、(4)求解得：VO2＝-V1。