[发明专利]交叉耦合电荷泵及其操作方法

说明书

本发明题为“交叉耦合电荷泵及其操作方法”。本主题申请涉及交叉耦合电荷泵及其操作方法。示例性实施方案中的至少一些是方法，所述方法包括：将电荷从第一电容器通过第一场效应晶体管(FET)泵送到电压输出，并且从第二电容器通过第二FET泵送到所述电荷泵的所述电压输出；在电荷的所述泵送期间刷新第三电容器和第四电容器的电荷；在死区时间期间电隔离所述第一电容器至所述第四电容器；以及然后将电荷从所述第三电容器通过第三FET泵送到所述电压输出，并且从所述第四电容器通过第四FET泵送到所述电荷泵的所述电压输出；以及在从所述第三电容器和所述第四电容器泵送电荷期间刷新所述第一电容器和所述第二电容器的电荷。

技术领域

本申请涉及电源转换器的技术领域，并且具体地讲为交叉耦合电荷泵。

背景技术

电源转换器将第一电压下的电能转换为第二电压。电荷泵是一种类型的电源转换器，该电源转换器增加电压，使得电压输出高于电压输入。一种类型的电荷泵是交叉耦合电荷泵。相关技术的交叉耦合电荷泵经历不希望的交叉传导，这降低了操作效率。具体地讲，交叉耦合电荷泵使用场效应晶体管(FET)来选择性地将电荷从充电电容器泵送到电压输出，并且同时使用另一个FET来刷新第二电容器上的电压。两个电容器的泵和电荷的作用交替。然而，FET从导电状态转变为非导电状态需要有限量的时间，反之亦然。在某些情况下，交叉耦合电荷泵中的部分导电FET可允许电流从电压输出回流到电压输入，从而降低效率。

发明内容

示例性实施方案涉及交叉耦合电荷泵。至少一些示例性实施方案包括操作交叉耦合电荷泵的方法，包括：将电荷从第一电容器通过第一场效应晶体管(FET)泵送到电压输出，并且从第二电容器通过第二FET泵送到电荷泵的电压输出；在电荷的泵送期间刷新第三电容器和第四电容器的电荷；在死区时间期间电隔离第一电容器至第四电容器；以及将电荷从第三电容器通过第三FET泵送到电压输出，并且从第四电容器通过第四FET泵送到电荷泵的电压输出；以及在从第三电容器和第四电容器泵送电荷期间刷新第一电容器和第二电容器的电荷。

在示例性方法中，从第一电容器和第二电容器泵送电荷还可包括：将第一电压输入耦合到第一电容器的第一引线，并且将第一电容器的第二引线耦合到电压输出；以及将第一电压输入耦合到第二电容器的第一引线，并且将第二电容器的第二引线耦合到电压输出。

在示例性方法中，将第一电容器的第二引线耦合到电压输出还可包括：用第二电压输入驱动第一FET的栅极；并且其中将第二电容器的第二引线耦合到电压输出还包括用第二电压输入驱动第二FET的栅极。

在示例性方法中，刷新第三电容器和第四电容器的电荷还可包括：将电压输入耦合到第三电容器的第二引线，并且将第三电容器的第一引线接地；以及将电压输入耦合到第四电容器的第二引线，并且将第四电容器的第一引线接地。

在示例性方法中，将第二电压输入耦合到第三电容器的第二引线还可包括用电压输出驱动第三FET的栅极；并且将第二电压输入耦合到第四电容器的第二引线还可包括用电压输出驱动第四FET的栅极。

在示例性方法中，从第三电容器和第四电容器泵送电荷还可包括：将第一电压输入耦合到第三电容器的第一引线，并且将第三电容器的第二引线耦合到电压输出；以及将第一电压输入耦合到第四电容器的第一引线，并且将第四电容器的第二引线耦合到电压输出。

在示例性方法中，将第三电容器的第二引线耦合到电压输出还可包括：用第二电压输入驱动第五FET的栅极；并且将第四电容器的第二引线耦合到第二电压输出还可包括用电压输入驱动第六FET的栅极。

在示例性方法中，刷新第一电容器和第二电容器的电荷还可包括：将第二电压输入耦合到第一电容器的第二引线，并且将第一电容器的第一引线接地；以及将第二电压输入耦合到第二电容器的第二引线，并且将第二电容器的第一引线接地。