[發明專利]電荷泵、電壓調節系統、電壓調節方法

在審

• 申請號: 202310122407.0
• 申請日: 2023-02-07
• 公開（公告）號: CN116094317A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 黃欣然;姜俊敏;劉尋;梁丕樹;胡琛
• 申請（專利權）人: 南方科技大學;深圳市愛協生科技股份有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07;H02M1/088
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 洪銘福

1.一種電荷泵，其特征在于，包括：

電源模塊，用于生成供電電壓；

N個儲能模塊，每一個所述儲能模塊都包括儲能單元、第一開關單元和第二開關單元，所述第一開關單元的一端與所述電源模塊電連接，所述第一開關單元的另一端與所述儲能單元的第一端電連接，所述儲能單元的第二端與所述第二開關單元的一端電連接，所述第二開關單元的另一端接地；其中，N為大于或等于3的正整數；

N-1個第三開關單元，所述第三開關單元的一端與第一子儲能單元的第一端電連接，所述第三開關單元的另一端與第二子儲能單元的第二端電連接；其中，所述第一子儲能單元為N個所述儲能單元中的任一個儲能單元，所述第二子儲能單元為N個所述儲能單元中未與所述第三開關單元連接的任一個儲能單元；其中，N個所述儲能模塊與N-1個所述第三開關單元形成供能模塊；

電源開關，所述電源開關的一端與所述電源模塊電連接，所述電源開關的另一端與所述供能模塊的一端電連接；

供電開關，所述供電開關的一端與所述供能模塊的另一端電連接；其中，所述第一開關單元、所述第二開關單元、所述第三開關單元、所述電源開關、所述供電開關用于控制儲能單元為充電狀態或放電狀態，以使所述儲能單元在放電狀態生成放電信號，所述放電信號的電壓值為N+1倍的所述供電電壓的電壓值；

光電探測模塊，所述光電探測模塊的一端與所述供電開關的另一端電連接，所述光電探測模塊的另一端接地；其中，所述光電探測模塊用于根據所述放電信號進行光電探測操作。

2.根據權利要求1所述的電荷泵，其特征在于，所述電荷泵還包括：

至少兩個第一倍數調整開關單元，至少其中一個所述第一倍數調整開關單元的一端與第三子儲能單元的第一端電連接，至少其中一個所述第一倍數調整開關單元的另一端與第四子儲能單元的第一端電連接；至少另一個所述第一倍數調整開關單元的一端與所述第三子儲能單元的第二端電連接，至少另一個所述第一倍數調整開關單元的另一端與所述第四子儲能單元的第二端電連接；其中，所述第三子儲能單元為N個所述儲能單元中的任一個儲能單元，所述第四子儲能單元為N個所述儲能單元中的任另一個儲能單元，所述第一倍數調整開關單元用于對所述放電信號的電壓值進行降低調整。

3.根據權利要求1所述的電荷泵，其特征在于，所述電荷泵還包括：

至少兩個第二倍數調整開關單元，至少其中一個所述第二倍數調整開關單元的一端與第五子儲能單元的第一端電連接，至少其中一個所述第二倍數調整開關單元的另一端與第六子儲能單元的第一端電連接；至少另一個所述第二倍數調整開關單元的一端與第七子儲能單元的第二端電連接，至少另一個所述第二倍數調整開關單元的另一端與第八子儲能單元的第二端電連接；其中，所述第五子儲能單元、所述第六子儲能單元、所述第七子儲能單元、所述第八子儲能單元都為N個所述儲能單元中的任一個儲能單元，所述第二倍數調整開關用于對所述放電信號的電壓值進行降低調整。

4.根據權利要求1至3任一項所述的電荷泵，其特征在于，所述儲能單元包括電容，所述電容的一端與所述第一開關單元電連接，所述電容的另一端與所述第二開關單元電連接。

5.根據權利要求1至3任一項所述的電荷泵，其特征在于，所述第一開關單元、所述第二開關單元、所述第三開關單元、所述電源開關、所述供電開關均包括開關管，所述開關管為以下任一種：晶閘管、晶體管、場效應管、繼電器。

6.一種電壓調節系統，其特征在于，包括：

如權利要求1至5任一項所述的電荷泵；

相位控制模塊，所述相位控制模塊用于生成相位控制信號；

模式選擇模塊，所述模式選擇模塊與所述電源模塊電連接，模式選擇模塊用于根據所述供電電壓生成模式選擇信號；其中，所述模式選擇信號用于對所述放電信號的電壓值進行選擇；

驅動模塊，所述驅動模塊的一端與所述模式選擇模塊電連接，所述驅動模塊的另一端與以下開關電連接，所述驅動模塊還與所述相位控制模塊電連接，所述驅動模塊用于根據所述模式選擇信號和所述相位控制信號控制以下開關的導通狀態：N個第一開關單元、N個第二開關單元、N-1個所述第三開關單元、所述電源開關、所述供電開關、至少兩個第一倍數調整開關單元、至少兩個第二倍數調整開關單元。