[发明专利]电荷泵调节器电路

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年7月9日提交的美国专利申请第13/544,815号的优先权，所述申请以全文引用方式并入本文中。

背景技术

电荷泵调节器电路可以用来产生输出电压和电流，从而为电子设备中的负载电路供电。存在不同类型的电荷泵调节器电路，每种类型具有不同的优势和弱势。这些电荷泵调节器电路的共同特征是用来产生输出电压和电流的振荡信号。使用这种振荡信号的一般不良结果是电荷泵调节器电路的输出电流和/或电压中存在噪音，即纹波或抖动，甚至在使输出信号通过适当的滤波器之后还是会存在。虽然大多数负载电路可以容许一定量的噪音。但是，新电子设备发展的各种趋势使得必须不断地力图在这些调节器电路中实现越来越低的噪音级别。

图1中展示电荷泵调节器电路100的现有技术示例。电荷泵调节器电路100一般包括电压控制环形振荡器101、高增益缓冲器102、电荷泵(也称为电压倍增器或电压加法器)103、RC滤波器104(电阻器105和电容器106)、定标器107和运算放大器(op-amp)108。振荡器101一般包括输出到输入串联连接成环形的多个反相级109。(也意味着存在一些其它的部件或连接，但是为简便起见并未展示。)

反相级109在110处从op-amp 108的输出接收驱动电压(例如，Vdd)。在驱动电压的控制下，反相级109的信号反相作用在111(例如，呈环形的反相级109中的一个反相级的输出)处产生振荡信号。在111处的振荡信号的频率和振幅一般取决于驱动电压的电压电平。

在111处的振荡信号供应到缓冲器102的输入。缓冲器102在112处产生正振荡信号，并且在113处产生负振荡信号。在112和113处的正振荡信号和负振荡信号一般与在111处的振荡信号具有相同频率。然而，缓冲器102一般以轨对轨方式(即，在相同的最小电平与最大电平之间)驱动在112和113处的正振荡信号和负振荡信号的振幅，而与在111处的振荡信号的振幅无关。

在112和113处的正振荡信号和负振荡信号分别供应到电荷泵103的正相输入Ф和负相输入电荷泵103一般包括多个串联连接的电荷泵级(未示出)，所述电荷泵级使用在112和113处的正振荡信号和负振荡信号来将电压相加到初始电压(未示出)(或将电压从所述初始电压减去)，从而在114处产生输出电流和电压。电荷泵103在114处的输出通过滤波器104以将其平整，从而产生电荷泵调节器电路输出电压Vout。输出电压Vout提供至整个电子设备的负载电路(未示出)，电荷泵调节器电路100是整个电子设备的一部分。

输出电压Vout也在反馈回路中通过定标器107而提供至op-amp 108，所述反馈回路控制输出电压Vout的电流和电压电平。定标器107在115处从输出电压Vout产生定标电压。定标电压连同参考电压Vref一起提供至op-amp 108。op-amp 108基于在115处的定标电压和参考电压Vref而在110处产生用于反相级109的驱动电压。

如果在115处的定标电压相对于参考电压Vref过大，即，输出电压Vout增加过多，那么op-amp 108会降低在110处的驱动电压。当在110处的驱动电压降低时，振荡器101的反相级109在111处所产生的振荡信号的频率会降低，由此减小在112和113处的正振荡信号和负振荡信号的频率。当在112和113处的正振荡信号和负振荡信号的频率减小时，电荷泵103在114处所输出的电压会减小，由此逆反输出电压Vout的增加。类似地，如果输出电压Vout降低过多，那么会出现相反的效果来逆反所述的降低。这样一来，输出电压Vout就被大体维持在纹波或噪音的可接受容限或范围内的大约所需的电压电平下。

发明内容

一种电荷泵调节器电路包括振荡器和一个或多个电荷泵。一个或多个振荡信号由所述振荡器产生。每一个振荡信号具有可根据可变驱动信号改变的频率或振幅或两者兼有。对于具有多个振荡信号的一些实施方案而言，每一个振荡信号从前一振荡信号相移。对于具有多个电荷泵的一些实施方案而言，每一个电荷泵被连接来接收所述振荡信号中的对应振荡信号。每一个电荷泵输出电压和电流。对于具有多个电荷泵的一些实施方案而言，每一个电荷泵的所述输出从其它电荷泵的所述输出相移。如此产生的所述电流的组合在大约电压电平下提供至负载。

对本公开和其范围以及本公开借以实现上述改进的方式的更为完整的了解，可通过参考以下结合附图的对本发明的优选实施方案的详细描述，以及随附的权利要求书而获得，以下对附图做简要概述。