[发明专利]电荷泵电路的控制电路

说明书

技术领域

本发明是有关于一种电荷泵电路的控制电路，且特别是有关于一种可同时兼顾电荷泵电路效率与驱动能力的控制电路。

背景技术

在电子装置中，往往需要各种不同准位的电源电压(source voltage)，因此常配置电荷泵电路以便利用现有的电源电压来产生各种不同准位的电源电压。

图1示出了现有的电荷泵电路及其控制电路的方框图。其中控制电路100包括电压准位检测器102以及环形振荡器104。电压准位检测器102用以检测电荷泵电路106的输出电压Vout的电压准位，当输出电压Vout小于一固定预设电压准位时，电压准位检测器102便输出触发信号S1至环形振荡器104。环形振荡器104则依据触发信号S1决定是否输出时钟脉冲信号P1，使电荷泵电路106依据时钟脉冲信号P1将输出电压Vout拉回至正常的电压准位。一般来说，当环形振荡器104所输出的时钟脉冲信号P1频率高时，电荷泵电路106的驱动能力较好，而效率较差，相反地，当环形振荡器104所输出的时钟脉冲信号P1频率低时，电荷泵电路106的驱动能力较差，而效率较好。由于现有的电荷泵电路的环形振荡器输出频率固定，因此往往在设计电路时就必须依实际情形在电荷泵电路的驱动能力以及效率之间做取舍，而无法同时兼顾两者。

美国专利申请案第20060197583号揭示了一种增进电荷泵电路效率的方法，其依据电荷泵所驱动的负载大小来决定电荷泵的输入频率，以增进电荷泵电路的效率。然此方法亦是利用固定的电压准位来决定环形振荡器的频率转换，仍无法兼顾电荷泵的效率与驱动能力，因此当输出电压在预设电压准位的上下间来回漂移时，将会造成环形振荡器不断地转换频率，而降低电荷泵电路的效率，甚至使环形振荡器在频率转换的过程中无法产生电荷泵电路提升输出电压所需的时钟脉冲信号，而造成输出电压下降。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电荷泵电路的控制电路，可依照负载状态的变化情形同时兼顾电荷泵电路的效率与驱动能力。

本发明提出一种电荷泵电路的控制电路，包括环形振荡器以及负载状态检测单元。其中环形振荡器耦接电荷泵电路与负载状态检测单元。环形振荡器用以产生时钟脉冲信号，依据第一控制信号调整时钟脉冲信号的频率，并依据一调整信号停止产生时钟脉冲信号。负载状态检测单元则用以产生第一控制信号，并依据电荷泵电路的输出电压的压降变化与调整信号决定使能第一控制信号的时间点，其中调整信号的脉冲宽度随输出电压的电压值下降幅度变小而变窄。

在本发明的一实施例中，当输出电压达到目标电压准位时，环形振荡器依据调整信号停止产生时钟脉冲信号，当输出电压的电压值下降幅度变大时，负载状态检测单元依据调整信号提早使能第一控制信号的时间点。

在本发明的一实施例中，电荷泵电路的控制电路更包括一电压准位检测器，其耦接环形振荡器与电荷泵电路的输出端，检测输出电压的压降并据以产生调整信号。

在本发明的一实施例中，上述的负载状态检测单元包括偏压电压产生单元与延迟单元。其中偏压电压产生单元耦接电压准位检测器与电荷泵电路的输出端，并依据输出电压产生一偏压电压。延迟单元则耦接偏压电压产生单元，并依据偏压电压延迟使能第一控制信号的时间点。

本发明的有益效果在于，基于上述，本发明通过调整信号的脉冲宽度变化以及输出电压的压降变化来调整第一控制信号的使能时间点，使电压泵电路可依据负载的状态改变其操作频率，以兼顾电压泵电路的效率与驱动能力。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1示出了现有的电荷泵电路及其控制电路的方框图。

图2示出了本发明一实施例的电荷泵电路及其控制电路的方框图。

图3示出了本发明另一实施例的电荷泵电路及其控制电路的方框图。

图4示出了本发明一实施例的负载状态检测器以及环形振荡器的电路图。

图5A～图5C示出了本发明一实施例的调整信号，控制信号以及时钟脉冲信号的波形示意图。

图6示出了本发明一实施例的输出电压、负载电流、调整信号以及控制信号的波形示意图。

图7示出了本发明另一实施例的负载状态检测器以及环形振荡器的电路图。

图8示出了本发明又一实施例的负载状态检测器以及环形振荡器的电路图。

其中，附图标记说明如下：

100、200：控制电路

102、202：电压准位检测器