[發明專利]一種電荷泵電路

在審

• 申請號: 201710648658.7
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN109327134A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 方海彬;劉銘
• 申請（專利權）人: 北京兆易創新科技股份有限公司;合肥格易集成電路有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 莎日娜

本發明提供一種電荷泵電路，包括至少一個依次串聯的電荷泵模塊，電荷泵模塊包括：第一和第二級電荷泵，每個電荷泵分別包括開關電容和充電電容，第一級電荷泵的開關電容接收第一時鐘信號，第二級電荷泵的開關電容接收第二時鐘信號，第一和第二時鐘信號為非交疊時鐘信號；電荷共享控制模塊，分別接收第一時鐘信號和第二時鐘信號，還分別與第一級電荷泵的充電電容和第二級電荷泵的充電電容相連，當第一時鐘信號和第二時鐘信號均為低電平時，電荷共享控制模塊導通，第一級電荷泵的充電電容中電荷和第二級電荷泵的充電電容中電荷共享。本發明可以有效減小電荷泵的能量損失，降低了電荷泵電路所需的能量，提高了電荷泵電路的能量使用效率。

技術領域

本發明涉及電路技術領域，特別是涉及一種電荷泵電路。

背景技術

圖1是傳統的電荷泵電路，n1’、n2’、n3’以及n4’是電荷泵的時鐘，n1’、n2’、n3’以及n4’的時鐘波形圖如圖2所示，n1’、n2’、n3’以及n4’的擺幅為電壓VDD’。當時鐘n2’為低電平時，第一級電荷泵中NMOS管M1’的柵端電壓被拉低，NMOS管M1’關斷；當時鐘n3’為高電平時，第一級電荷泵中NMOS管M2’導通，NMOS管M2’的漏端電壓被抬到電壓Vin’；當時鐘n2’為高電平時，NMOS管M1’的柵端電壓被抬高，NMOS管M1’導通，NMOS管M2’的柵端和源端通過NMOS管M1’連接，形成反向二極管，NMOS管M2’的的漏端電壓被抬高到電壓(Vin’+VDD’)。第二級電荷泵與第一級電荷泵的工作原理一致。

上述傳統的電荷泵電路還存在以下缺陷：電荷泵中電容的兩極板電壓變化量都是VDD’，從能量損失的角度來看，工作過程中電荷泵中各MOS管的能量損失很大，使得電荷泵電路的能量使用效率很低。

發明內容

鑒于上述問題，本發明實施例的目的在于提供一種電荷泵電路，以解決傳統的電荷泵電路能量使用效率低的問題。

為了解決上述問題，本發明實施例公開了一種電荷泵電路，包括至少一個依次串聯的電荷泵模塊，每個所述電荷泵模塊包括：第一級電荷泵和第二級電荷泵，每個所述電荷泵分別包括開關電容和充電電容，所述第一級電荷泵的開關電容接收第一時鐘信號，所述第二級電荷泵的開關電容接收第二時鐘信號，所述第一時鐘信號和所述第二時鐘信號為非交疊時鐘信號；電荷共享控制模塊，所述電荷共享控制模塊分別接收所述第一時鐘信號和所述第二時鐘信號，所述電荷共享控制模塊還分別與所述第一級電荷泵的充電電容和所述第二級電荷泵的充電電容相連，當所述第一時鐘信號和所述第二時鐘信號均為低電平時，所述電荷共享控制模塊導通，所述第一級電荷泵的充電電容中電荷和所述第二級電荷泵的充電電容中電荷共享。

可選地，所述電荷共享控制模塊包括結構相同的第一三態驅動電路、第二三態驅動電路，以及開關模塊，其中，所述第一三態驅動電路的第一輸入端接收所述第二時鐘信號，所述第一三態驅動電路的第二輸入端接收所述第一時鐘信號，所述第一三態驅動電路的輸出端與所述第一級電荷泵的充電電容相連；所述第二三態驅動電路的第一輸入端接收所述第一時鐘信號，所述第二三態驅動電路的第二輸入端接收所述第二時鐘信號，所述第二三態驅動電路的輸出端與所述第二級電荷泵的充電電容相連；所述開關模塊的第一控制端接收所述第一時鐘信號，所述開關模塊的第二控制端接收所述第二時鐘信號，所述開關模塊的第一端與所述第一級電荷泵的充電電容相連，所述開關模塊的第二端與所述第二級電荷泵的充電電容相連；當所述第一時鐘信號和所述第二時鐘信號均為低電平時，所述第一三態驅動電路和所述第二三態驅動電路開路，所述開關模塊導通。

可選地，當所述第一時鐘信號為低電平，所述第二時鐘信號為高電平時，所述第一三態驅動電路輸出高電平，所述第二三態驅動電路輸出低電平；當所述第一時鐘信號為高電平，所述第二時鐘信號為低電平時，所述第一三態驅動電路輸出低電平，所述第二三態驅動電路輸出高電平。