[实用新型]电荷泵装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及集成电路领域，尤其涉及一种电荷泵装置。

背景技术

目前，有两种经典电路都被称为电荷泵(Charge Pump)。一种是应用于锁相环电路中，连接于鉴频鉴相器后级，通过对电容充放电产生较为稳定的电压，以便用于控制压控振荡器的频率；另一种是通过开关电容，用于电压转换，能提供较大输出电流的功率输出电路，可称为功率电荷泵。

在现有技术下，功率电荷泵一般采用一个输入电压，可以产生比输入高的输出电压，也可以产生比输入低的输出电压，另外其效率高于线性调压器。基于开关电容的电荷泵电路被广泛应用于电压转换电路中，可以实现较高的电压转换效率。对于理想的开关来说，其能量损耗可被忽略，在这种情况下，可以认为功率电荷泵电路的效率为100%，但是功率电荷泵电路只有在以某些固定的倍率转换电压时，其理想功率才为100%，然而固定的倍率只有有限的几种。通过增加飞电容的个数，可以产生更多可能的倍率，但成本随之增加。例如，输入电压为5V，输出电压目标值为0.9V，对于电荷泵中仅有一个飞电容的场景，只能采用1/2倍模式，产生2.5V电压，然后通过线性调压技术降为0.9V，其理想情况下的效率为0.9V/2.5V=36%。对于采用两个飞电容情形，则可以采用1/3倍模式，产生1.67V电压，然后通过线性调压技术降为0.9V，其理想情况下的效率为0.9V/1.67V=54%，这样就改善了效率。但是如果通过增加飞电容个数，来产生更多倍率模式，会导致成本增加。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种电荷泵装置，通过增加输入电源的个数，实现了使用较少的飞电容来产生较多的升降压倍率，进而有利于提高功率电荷泵的实际供电效率。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种电荷泵装置，所述装置包括电压输入单元、电压转换单元、电压输出单元：

所述电压输入单元，至少包括第一输入电源（V1）和第二输入电源（V2），用于为电荷泵提供两个或者以上的输入电压，与电压转换单元相连接，用于为所述电压转换单元中的电容充电；

所述电压转换单元，包括电容组，以及与所述电容组中的电容连接的多个电子开关，用于通过所述电容组中的电容的充电放电实现电压大小的转换；

驱动单元，用于提供用来导通或者关断所述多个电子开关的不相交叠时序信号，进而实现所述电容组中的电容的充电或者放电；

输出单元，与所述电压转换单元相连接，用于将所述电压转换单元转换后的电压通过输出端输出；

在所述不相交叠时序信号的控制下，相应电子开关导通和关断，控制所述输出电容输出相应升降压倍率的电压。

因此，本实用新型实施例提供的电荷泵装置，根据一组用来导通或者关断多个电子开关的不相交叠时序信号，使用两个或者两个以上的输入电源为电压转换单元中的电容组中的电容充电，进而控制输出电容输出具有相应的升降压倍率的电压。通过应用本实用新型实施例提供的电荷泵装置，可以实现使用较少的飞电容来产生较多的升降压倍率，进而有利于提高功率电荷泵的实际供电效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种电荷泵装置示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种电荷泵装置的具体实现示意图；

图3为图2所示的电荷泵装置第一时序信号CK1为高电平，第二时序信号CK2和第三时序信号CK3为低电平时的等效工作电路示意图；

图4为图2所示的电荷泵装置第二时序信号CK2为高电平，第一时序信号CK1和第三时序信号CK3为低电平时的等效工作电路示意图；

图5为图2所示的电荷泵装置第三时序信号CK3为高电平，第一时序信号CK1和第二时序信号CK2为低电平时的等效工作电路示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型实施例提供的一种电荷泵装置示意图。如图1所示，本实施例包括电压输入单元101、电压转换单元102、驱动单元103、电压输出单元104。