[发明专利]一种电容式电荷泵电路

说明书

技术领域

本发明涉及电荷泵电路领域，尤其涉及一种电容式电荷泵电路。

背景技术

电容式电荷泵由于具有高电压输出的特性，经常作为提供高电压的电源用于各种集成电路，如提供半导体存储器读写时的操作电压。电容式电荷泵由开关阵列、振荡器、逻辑电路及比较控制器等组成的电荷泵充电电路对储能电容充电，从而最后输出高电压。由于对储能电容不断充放电，所以储能电容最后输出电压有一定程度的震荡而不太稳定。对于半导体存储器来说，其读写电压要求比较精确，所以经常在电荷泵电路中加入反馈回路的稳压电路使得电荷泵输出稳定的操作电压。但稳压电路中的比较器有滞后效应，再加上不断充放电的震荡，使得储能电容最后输出的电压出现“纹波”现象，而该“纹波”电压将会导致集成电路系统不稳定。

为了减少电荷泵输出电压的“纹波”现象，通常在电荷泵电路输出端储能电容上并联一个滤波电容，如图1所示。加入滤波电容虽然可以减少电荷泵输出电压的“纹波现象”，但由于电荷泵充电电路也会对该滤波电容进行充电，从而导致对储能电容充电速度减慢，使得输出电压斜升速度减慢。而电压斜升速度减慢，就会导致集成电路处理速度减慢的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输出电压稳定及电压斜升速度快的电容式电荷泵电路。

本发明提供一种电容式电荷泵电路，它包含主电荷泵充电电路、储能电容、辅电荷泵充电电路及滤波电容。其中，主电荷泵充电电路用于对储能电容充电，辅电荷泵充电电路用于对滤波电容充电。

作为上述电容式电荷泵电路的进一步改进，电容式电荷泵电路还包含开关控制电路，该开关控制电路用于控制滤波电容连接主电荷泵充电电路或辅电荷泵充电电路。

采用本发明的电荷泵电路，通过利用辅电荷泵充电电路对滤波电容充电，且当充电后的滤波电容的输出电压大于等于充电后的储能电容的输出电压时，控制所述滤波电容连接主电荷泵充电电路，从而提高电荷泵电路输出电压的斜升速度。

附图说明

图1为传统的电容式电荷泵电路功能框图。

图2为本发明具体实施方式的一种电容式电荷泵电路功能框图。

图3为本发明具体实施方式的另一种电容式电荷泵电路功能框图。

具体实施方式

针对上述传统电容式电荷泵电路滤波电容导致输出电压斜升速度减慢的缺陷，本发明提供一种电容式电荷泵电路，如图2所示，它包含主电荷泵充电电路、稳压电路、储能电容、滤波电容及开关控制电路。

电荷泵电路开始工作时，输入电压Vin 1到主电荷泵充电电路，主电荷泵充电电路开始对储能电容C_load充电。与此同时，输入电压Vin 2到辅电荷泵充电电路，开关控制电路选通辅电荷泵充电电路连接滤波电容C_filter，辅电荷泵充电电路便开始对滤波电容充电。当控制电平ctrl 1及ctrl 2低电平时，若滤波电容的输出电压小于储能电容的输出电压时，辅电荷泵充电电路继续对滤波电容充电。直到滤波电容的输出电压大于或等于储能电容的输出电压时，开关控制电路才选通主电荷泵充电电路连接滤波电容。此时，由于滤波电容的电压大于或等于储能电容的电压，主充电荷泵电路便不需要对滤波电容充电，而滤波电容直接滤除电荷泵电路中输出电压的不稳定分量，得到稳定的输出电压Vout，消除了传统电荷泵电路电压斜升速度慢的缺陷。在这里需要强调的是，滤波电容经辅电荷泵充电电路充电后的电压不能过大，如滤波电容的输出电压最大不得比储能电容输出电压大4伏特。

如图3所示，本发明还提供另一种电荷泵电路，它在图2所示的电荷泵电路的基础上增加了多个辅电荷泵充电电路。它的工作原理为利用多个辅电荷泵充电电路多次对滤波电容充电，能更快的使得滤波电容的输出电压大于等于储能电容的输出电压，从而提升电荷泵电路得到稳定输出电压的速度。

本发明人的主要设计思想是利用辅电荷泵充电电路对滤波电容充电，从而加快电荷泵电路输出电压的斜升速度，故不应当仅限利用开关控制电路控制滤波电容连接主电荷泵充电电路或辅电荷泵充电电路，如也可利用时序控制电路配合控制电平信号ctr1、ctr2来控制充电好后的滤波电容连接到主电荷泵充电电路。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。