[發明專利]電荷泵電路的待機電壓調節方法

有效

• 申請號: 202010931820.8
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112187041B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 黃明永
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07;H02M1/32
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 戴廣志

本申請涉及存儲器領域，具體涉及一種電荷泵電路的待機電壓調節方法。電荷泵電路包括：電荷泵、振蕩器和比較器；電荷泵電路的待機電壓調節方法包括以下步驟：使得比較器處于慢速工作狀態；使得比較器采集電荷泵的輸出電壓，獲得采樣電壓；使得比較器比較采樣電壓與基準電壓的大小關系，并延遲一段慢反應時間后，根據比較結果輸出使能信號給振蕩器；當使能信號為高電平，振蕩器輸出時鐘信號；電荷泵根據時鐘信號輸出逐漸抬高的輸出電壓。本申請可以解決相關技術中，臨界時刻比較器頻繁的進行工作狀態的切換，從而導致電荷泵電路待機狀態的功耗較大的問題。

技術領域

本申請涉及存儲器領域，具體涉及一種電荷泵電路的待機電壓調節方法。

背景技術

電荷泵是一種開關電容式電壓轉換器，利用開關元件來控制連接到電容元件電壓，利用電容元件來儲能的DC-DC變換器，可以用于產生比輸入電壓大的輸出電壓，或是產生負的輸出電壓。

圖1為相關技術中的電荷泵電路的電路原理圖，參照圖1，該電荷泵電路包括：電荷泵、振蕩器和比較器，對該電荷泵的輸出電壓D進行采樣得到采樣電壓Vde，該比較器的反相輸入端連接該采樣電壓Vde，正相輸入端連接基準電壓源Vre，輸出端連接該振蕩器，該振蕩器能夠輸出時鐘信號Cl給該電荷泵；比較器的輸出使能信號Vout-2給所述振蕩器，當比較器使能端EN輸入高電平信號該比較器處于快速工作狀態，比較器的使能端輸入低電平信號該比較器處于慢速工作狀態。

理論上，當采樣電壓Vde小于基準電壓源Vre時，該比較器向振蕩器輸入高電平使能信號Vout-2，振蕩器根據該高電平使能信號Vout-2產生時鐘信號Cl，電荷泵在該時鐘信號Cl的作用下使得輸出電壓D逐漸升高至目標值；在輸出電壓D達到目標值時，采樣電壓Vde值等于基準電壓值Vre，使得比較器輸出使能信號Vout-2的低電平，時鐘信號Cl不能產生，電荷泵停止工作，因此輸出電壓D逐漸降低，直至再次達到目標值即電荷泵開始工作，輸出電壓D爬升，以此往復。

但是由于比較器本身具有一定的轉換速度，即需要一定的反應時間，相關技術通常將比較器的輸出端連接使能端EN，當比較器使能端輸入高電平信號該比較器處于快速工作狀態，當比較器的使能端EN輸入低電平信號該比較器處于慢速工作狀態。在比較器處于快速工作狀態時，比較器的反應時間較短，為快反應時間T2；在比較器處于慢速工作狀態時，比較器的反應時間較長，為慢反應時間T1。

圖2為相關技術電荷泵電路中，比較器正相端輸入信號Vre、反相端輸入信號Vde、理論輸出信號Vout-1和實際輸出信號Vout-2的時序關系圖，參照圖2：

在t0-t11時間段，反相端輸入信號Vde持續下降，且反相端輸入信號Vde持續大于正相端輸入信號Vre，理論輸出信號Vout-1為低電平，實際輸出信號Vout-2為低電平，因此比較器處于慢速工作狀態，比較器在慢速工作狀態下的反應時間為T1。

在t11時刻，反相端輸入信號Vde下降至與正相端輸入信號Vre相等，理論輸出信號Vout-1出現上升沿，但是由于比較器處于慢速工作狀態，存在反應時間T1，因此實際輸出信號Vout-2在t11時刻仍為低電平，且該低電平的狀態從t11時刻起持續T1時間段，該T1時間段為比較器在慢速狀態下的反應時間，即在經過反應時間T1后的t12時刻，實際輸出信號Vout-2才出現上升沿，實際輸出信號Vout-2在出現上升沿后，比較器切換為快速工作狀態，比較器在快速工作狀態下的反應時間為T2。

t12-t13時間段，電荷泵隨著時鐘信號持續抬升輸出電壓，即反相端輸入信號Vde的電壓持續抬升，且反相端輸入信號Vde的電壓小于正相端輸入信號Vre的電壓，實際輸出信號Vout-2為高電平，比較器處于快速工作狀態。