[發(fā)明專利]用于通過倍增DC操作電壓來產(chǎn)生輸出電壓的電荷泵

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710701973.1
• 申請(qǐng)日: 2017-08-16
• 公開（公告）號(hào): CN107800290B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彼得·毛雷爾;尼龍·卡普爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 艾爾默斯半導(dǎo)體歐洲股份公司
• 主分類號(hào): H02M3/07
• 分類號(hào): H02M3/07
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11363
• 代理人: 任靜;李少丹

1.一種用于通過DC操作電壓的整數(shù)倍增或分?jǐn)?shù)倍增來產(chǎn)生輸出電壓的電荷泵，所述電荷泵包括：

-至少一個(gè)泵級(jí)(12,14,16)，所述至少一個(gè)泵級(jí)(12,14,16)包括至少一個(gè)泵電容器(22,24)和至少一個(gè)級(jí)開關(guān)(18,20)，并且連接在DC操作電壓(V_SUP)和充電電壓之間，

-其中，充電電壓包括具有以交替方式上升和下降的時(shí)間段的時(shí)間發(fā)展，其中在每種情況下這些時(shí)段在換相的時(shí)間點(diǎn)處開始，

-緩沖電容器(32)，其經(jīng)由另一開關(guān)(30)連接到至少一個(gè)泵級(jí)(12,14,16)，并且具有施加到其的輸出電壓，以及

-控制單元(34)，其用于產(chǎn)生至少一個(gè)充電電壓和/或用于在低于可預(yù)定閾值之前檢測(cè)在至少一個(gè)級(jí)開關(guān)(18,20)兩端或在級(jí)開關(guān)(18,20)中的一個(gè)的兩端的電壓降，以及用于預(yù)設(shè)用于換相的時(shí)間點(diǎn)以用于對(duì)所述至少一個(gè)充電電壓進(jìn)行換相，

-其中，控制單元(34)可操作地根據(jù)下面提到的三個(gè)前提條件中的至少一個(gè)來設(shè)定相應(yīng)的用于換相的下一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，即內(nèi)部控制環(huán)：

-隨著從換相的最后時(shí)間點(diǎn)起到可預(yù)設(shè)的最小時(shí)間段(t_MIN)到期，

-隨著從換相的最后時(shí)間點(diǎn)起到可預(yù)設(shè)的最大時(shí)間段(t_MAX)到期，或

-如果在從換相的最后時(shí)間點(diǎn)開始、在晚于最小時(shí)間段(t_MIN)且早于最大時(shí)間段(t_MAX)結(jié)束的時(shí)間段內(nèi)達(dá)到相應(yīng)的閾值，則在其分別上升和下降的時(shí)間段內(nèi)一旦達(dá)到所述至少一個(gè)充電電壓的可預(yù)設(shè)的最大閾值和可預(yù)設(shè)的最小閾值，和/或一旦達(dá)到至少一個(gè)級(jí)開關(guān)(18,20)兩端或級(jí)開關(guān)(18,20)中的至少一個(gè)的兩端的電壓降的閾值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電荷泵，其中，控制單元(34)可操作地基于在泵級(jí)(12,14,16)的至少一個(gè)級(jí)開關(guān)(18,20)處產(chǎn)生的電壓來分別檢測(cè)達(dá)到最大閾值或最小閾值的情況。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電荷泵，其中，用于對(duì)至少一個(gè)泵級(jí)(12,14,16)的至少一個(gè)泵電容器(22,24)充電的泵電流的大小根據(jù)輸出電壓與可預(yù)設(shè)的標(biāo)稱電壓的偏差的量而變化，輸出電壓與標(biāo)稱電壓的偏差越小，充電電流越小。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電荷泵，其中，提供被串聯(lián)配置為級(jí)聯(lián)的多個(gè)泵級(jí)(12,14,16)，緩沖電容器(32)經(jīng)由所述另一開關(guān)(30)連接到最后的緩沖級(jí)(16)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電荷泵，其中，

-對(duì)于每個(gè)泵級(jí)(12,14,16)，至少一個(gè)級(jí)開關(guān)(18)連接到至少一個(gè)泵電容器(22)，至少一個(gè)泵電容器(22)連接到充電電壓，

-關(guān)于第一泵級(jí)(12)，級(jí)開關(guān)(18)連接到操作電壓(22)，以及

-關(guān)于其他泵級(jí)(14,16)中的每個(gè)，級(jí)開關(guān)(18)連接到相應(yīng)的前一泵級(jí)(12)的節(jié)點(diǎn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電荷泵，其中，

-對(duì)于每個(gè)泵級(jí)(12,14,16)，

-第一級(jí)開關(guān)(18)和第一泵電容器(22)經(jīng)由第一節(jié)點(diǎn)(26)彼此連接，第一泵電容器(22)連接到第一充電電壓，以及

-第二級(jí)開關(guān)(20)和第二泵電容器(24)經(jīng)由第二節(jié)點(diǎn)(28)彼此連接，第二泵電容器(20)連接到第一節(jié)點(diǎn)(26)，而第二泵電容器(24)連接到第二充電電壓，

-關(guān)于第一泵級(jí)(12)，第一級(jí)開關(guān)(18)連接到操作電壓，以及

-關(guān)于其他泵級(jí)(14,16)中的每個(gè)，第一級(jí)開關(guān)(18)連接到相應(yīng)的前一泵級(jí)(12,14,16)的第二節(jié)點(diǎn)(26)。