[发明专利]具电流侦测的电荷泵电路及其电路单元

说明书

技术领域

本发明设计一种电荷泵的电路设计，尤指一种具有电流侦测的电荷泵电路及其电路单元。

背景技术

由于发光二极管LED(Light Emitting Diode)具有高发光效率、高亮度、耗电量低、使用寿命长、安全可靠、利于环保以及快速启动等等的特性，因此许多高科技产品，均应用LED作为光源。一般来说，LED的驱动通常由一个恒定直流的电流源驱动，以保持恒定的亮度。特别是，对于以电池作为供电电源的便携设备，由于电池所能提供的电压不高，不适合直接驱动多个串联的LED光源。这意味着操作这些LED时，需要对电池的电压进行升压，才能够顺利驱动这些LED发光。对电池进行升压的办法一般是使用升压DC-DC转换器，其转换效率高，但是，代价是成本和PCB面积也会大幅度的增加。另外一种对电池进行升电压的方法是使用电荷泵电路。

图1所示为公知调整LED亮度的电流变化示意图。

一般公知调整LED亮度的方法，最简单的就是调整LED电流。公知技术是将能够产生较高亮度的电流I1调整为较低亮度的电流I2，但是会造成LED的发光频谱产生漂移。于某些高阶产品或者是对于发光色度特别敏感的产品，例如显示器等，就不能够容许LED的发光频谱有这样的漂移。

图2所示为公知调整LED亮度的电流切换示意图。

为了改善LED发光频谱漂移的问题，发展出另外一种技术，其利用人眼对于闪烁光有视觉暂留的特性，将输入至LED的电流做快速的切换，如此可以使得LED进行快速的闪烁。

可利用一个切换开关将图1的电流I1进行快速的切换，由于人眼对于闪烁光具有视觉暂留的特性，尤其是对于短于16.67微秒的闪烁光，即是以60Hz以上进行切换的闪烁光，是无法辨识的。因此，利用这种技术，等效于对LED供应平均电流所造成的亮度，且使LED不会产生发光频谱的漂移。

图3所示为公知电荷泵电路的输入电流波形图。

公知的电荷泵电路仅具有数个切换开关以及电容等元件，因此，当操作电荷泵电路的切换开关对电容进行充电时，由于无电阻等元件阻流，因此输入的电流会产生如图3所示的电流尖峰。即是，当开关打开，并对电容充电时，则输入电流一开始会以较大电流进行充电，而后输入电流才随着电容电压上升而降低。特别是，这种输入电流的尖峰会对于便携设备造成不良的影响。由于便携设备通常利用电池作为电源供应，而突然的大电流输出会造成电池电压的突然下降。另外，可便携设备内通常同时具有数个不同功能的电路，同时都使用此电源来进行驱动与操作。因此，同样使用可携装置电池的其他电路就会受到如图3所示的电流尖峰的干扰，例如，对于声讯电路产生噪声等。

因此，为了达到对LED等发光装置提供稳定的输出电流以及不干扰便携设备内使用同个电源的其它电路，因此需要对电荷泵电路做更进一步的改善。

发明内容

本发明的实施例提供一种具有电流侦测的电荷泵电路及其电路单元。根据本发明实施例的具有电流侦测的电荷泵电路，其中，反馈电路单元可侦测从一个负载电路产生的反馈电流，并可根据反馈电流的大小对电荷泵电路单元的被控电流源进行调整，以达到稳定电流的目的。

根据本发明的一实施例，提出一种电荷泵电路，与一负载电路电性连接，该负载电路根据该电荷泵电路单元的该驱动电压产生一负载电流，包括：一电荷泵电路单元，产生一驱动电压，其中电荷泵电路单元具有一被控电流源，以控制输入该电荷泵电路单元的一输入电流；一侦测电路单元，与该负载电路电性连接，且根据该负载电流产生一反馈信号；以及一反馈电路单元，与该侦测电路单元电性连接，并根据该反馈信号控制该被控电流源的输入电流。

根据本发明的又一实施例，提出一种电荷泵电路单元，包括：一被控电流源；一虚设路径，将该被控电流源连接至一地端；一电容，透过一第一开关与该被控电流源以及该须设路径电性连接，并且该被控电流源透过该第一开关对该电容进行充电；以及一第二开关连接该电容及一负载电路，并且该电容透过该第二开关对该负载电路进行放电；其中该第一开关与该第二开关分别受到一第一开关信号及一第二开关信号的控制而于导通及截止之间切换，且该第一开关与该第二开关的导通周期彼此错开，且该被控电流源的电流于该第一开关信号及该第二开关信号皆为截止时，透过该虚设路径流向地端，且该被控电流源的电流于该第一开关信号及该第二开关信号皆为低电位时，透过该虚设路径流向地端。