[发明专利]电荷泵反馈控制装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电荷泵控制的方法，特别涉及一种电荷泵反馈控制装置及其方法。

背景技术

由于可携式电子产品近年来的蓬勃发展，可有效管理其电力的电源管理IC(Power management IC)成为不可或缺的关键零组件。电源管理IC可将电池电压转换成可携式电子产品当中不同子电路所需求的固定电压，例如：将3.3伏特转1.2伏特，或者，将3.3伏特转2.5伏特等。此类电压转换应用范围的电源管理电路，其设计重心以高效率、高精确度、低杂讯且体积小为目标。一般而言，电源转换器分为三种：交换式稳压器(Switching regulator)、线性稳压器(Liner regulator)及电荷泵稳压器(charge pump regulator)。其中，相较于交换式供应器(Switching regulator)与线性稳压器，电荷泵稳压器(charge pump regulator)具有体积小且低设计成本的优势。

切换电容式电源转换器(Switched-capacitor power converter)的核心是电容阵列(Capacitor array)，是由多个切换器与多个电容所组成的电路，通过切换器的开或关进而改变电容的连接组态，不同的组态可进行电容充电或放电以达到能量传递与调整电压的目的，一般控制电荷泵可分为开环回路与闭环回路控制。

现有技术大多采用开环回路控制，例如图1a所示，其中电荷泵的控制架构包含：电荷泵单元50与控制单元60。接着，请参考图1b，其电荷泵单元是由第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4与电容C1所组合而成。其中控制单元60针对电荷泵单元50产生多个相位控制信号，这些相位控制信号，请参考图1c。其动作为控制单元60主动地产生第一相位而使得电荷泵单元50中的开关S1、S2导通，则Vi会对C0与C1进行充电，如图1d图所示。接着，请参考图1e所示，由控制单元60主动地产生第二相位而使得电荷泵单元50中的开关S3、S4导通，则C1会对RL与C0进行放电。所以针对输出电压与输入电压的公式推导，请参考如下：

Q1-=(Vi-Vo)*C1]]>..................公式1

Q1+=Vo*C1]]>..................公式2

Q1--Q1+=I*T]]>..................公式3

且

I=VoRL,]]>T=1fs]]>带入公式3