[发明专利]负压电荷泵电路、芯片和电子设备

说明书

本发明公开了一种负压电荷泵电路、芯片和电子设备，所述负压电荷泵电路包括电荷再分配模块，包括飞跨电容器、第一和第二充电开关以及第一和第二放电开关，所述电荷再分配模块用于通过所述充电开关和放电开关使用电荷泵操作以对所述飞跨电容器的电荷进行再分配，以得到负压的输出电压；以及驱动电路，用于控制所述充电开关和放电开关的打开和关闭，以实现所述电荷泵操作，其中，所述驱动电路配置为在所述电荷泵操作中按照非对称驱动方式控制所述充电开关和放电开关，从而使得驱动电路中各元件的耐压值均不小于电源电压即可。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种负压电荷泵电路、芯片和电子设备。

背景技术

电荷泵又称为开关负载电容式电压变换器，是一种利用所谓的“快速”或“泵送”负载电容来储能的变换器。可以使得输入电压升高或降低，也可以用于产生负电压，广泛应用于电源、存储器以及射频芯片中，其中，产生负电压的电荷泵又称为负压电荷泵。

图1示出了现有技术的负压电荷泵电路的结构示意图。负压电荷泵电路包括电荷再分配模块和驱动电路，电荷再分配模块包括作为充电开关元件的充电开关M1、充电开关M3，作为放电开关元件的放电开关M2、放电开关M4，以及飞跨电容器Cfly和输出电容器Cout，用于通过充电开关M1、充电开关M3和放电开关M2、放电开关M4使用电荷泵操作以对飞跨电容器Cfly的电荷进行再分配，以得到负压的输出电压VOUT。驱动电路包括驱动器110-140，用于控制充电开关M1、M3以及放电开关M2、M4的开启和关闭。负压电荷泵电路的充电开关侧和放电开关侧均通过控制信号来对称驱动，充电开关侧根据控制信号CTRL1、控制信号CTRL3控制充电开关M1、充电开关M3，放电开关侧根据控制信号CTRL2、控制信号CTRL4控制放电开关M2、放电开关M4。

图2示出了现有技术的负压电荷泵电路控制各开关的驱动信号的时序图，如图2所示，电荷泵操作包括充电阶段T1和放电阶段T2，在充电阶段T1，控制充电开关M3的驱动信号SW3为电源电压VDD，在放电阶段T2，控制充电开关M3的驱动信号SW3为输出电压VOUT(-VDD)，因此，驱动器130的供电电压的电压差为2VDD，使得驱动器130中各元件的耐压值需要不小于2VDD，例如电源电压为5V，则在电路设计中，驱动器130中各元件的耐压值都需要设置为不小于10V才能满足电路要求，对驱动器130中各元件的耐压值要求较高。

因此，有待提出一种新的负压电荷泵电路以解决上述问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种负压电荷泵电路、芯片和电子设备，从而使得驱动电路中各元件的耐压值均不小于电源电压即可。

根据本发明的一方面，提供一种负压电荷泵电路，包括电荷再分配模块，包括飞跨电容器、第一和第二充电开关以及第一和第二放电开关，所述电荷再分配模块用于通过所述充电开关和放电开关使用电荷泵操作以对所述飞跨电容器的电荷进行再分配，以得到负压的输出电压；以及驱动电路，用于控制所述充电开关和放电开关的打开和关闭，以实现所述电荷泵操作，其中，所述驱动电路配置为在所述电荷泵操作中按照非对称驱动方式控制所述充电开关和放电开关。

可选地，所述非对称驱动方式为：在所述充电开关侧，所述驱动电路根据第一控制信号控制所述第一充电开关，以及根据所述飞跨电容器的两端电压以及参考地控制所述第二充电开关；在所述放电开关侧，所述驱动电路根据第二控制信号控制所述第一放电开关，以及根据第三控制信号控制所述第二放电开关。

可选地，所述电荷再分配模块还包括输出电容器，且所述第一充电开关和所述第一放电开关依次串联于电源电压和地之间；所述第二充电开关和所述第二放电开关依次串联于地和输出电压之间；所述飞跨电容器连接于所述第一充电开关和所述第一放电开关之间的第一节点与所述第二充电开关和所述第二放电开关之间的第二节点之间；所述输出电容器连接于所述输出电压和地之间。