[发明专利]用于控制电荷泵的装置和方法

说明书

一种用于控制电荷泵的装置，包括：电流传感器，被配置为输出电流感测信号，所述电流感测信号与电荷泵的输出电流成线性比例，以及振荡器，为所述电荷泵提供时钟信号。振荡器接收电流感测信号并且利用其改变所述时钟信号的振荡频率。所述时钟信号的幅值也响应于所述电流感测信号而改变。

发明的背景技术

本发明涉及电荷泵，更具体地，涉及一种用于控制电荷泵的装置和方法。

电荷泵是一种用来提供大于自身输入电压的输出电压的电路。有很多已知的使用能量存储元件(例如电容)来控制输出电压的电荷泵电路。注意到，随着负载电流增加，电荷泵的输出端与负载的连接将导致所述电荷泵的输出电压下降，这使得在高负载电流的情形下利用电荷泵生成高电压是困难的。

在当前电荷泵中解决上述局限性是有利的。

附图的简要说明

本发明的细节、方面和实施例将参照附图作为举例进行描述。在附图中，相同的参考序号用来标识相同或者功能上相似的元件。附图中元件的说明是为了简单性和清楚性，未必按比例进行绘制。

图1示意性地示出依照本发明实施例的电荷泵电路和电流监测器单元；

图2示意性地示出依照本发明实施例的振荡器单元；

图3示意性地示出依照本发明实施例的振荡电平控制单元；

图4示出依照本发明实施例的箝位电路；

图5示出依照本发明实施例的装置的仿真结果；

图6示出依照本发明实施例的装置的仿真结果。

优选实施例的详细说明

本发明提供一种用于控制电荷泵电路的装置和方法，以及一种包括电荷泵电路的装置。本发明提供了一种结合了基于负载电流的调节的电荷泵。本发明动态地感测负载电流，使得时钟频率和幅值能够被调节。这提高了所述电荷泵的动态工作范围，并且当负载电流大于预设值时，可保持输出电压。

本发明的一个实施例提供了一种控制电荷泵电路的方法，包括生成电流感测信号，所述电流感测信号与电荷泵电路的负载电流输出成线性比例，并生成时钟信号来控制电荷泵电路，其中时钟信号响应于所述电流感测信号生成，以使得时钟信号具有响应于所述电流感测信号的振荡频率。时钟信号具有预设的振荡频率，预设的振荡频率与电荷泵电路输出的负载电流成比例地增加。进一步地，电流感测信号的生成包括根据预设的比例对负载电流进行镜像。该方法还包括响应于电流感测信号来确定时钟信号的幅值，其中时钟信号具有预设幅值，预设幅值与电荷泵电路输出的负载电流成比例增加。本方法还包括响应于电荷泵的输出电压超出预设电压来生成禁用信号，并且响应于所述禁用信号停止生成时钟信号。

本发明的另一实施例提供电荷泵电路，电荷泵电路包括多个能量存储级，能量存储级耦合到供电电压，并且响应于时钟信号顺序地充电以生成电荷泵输出至负载；电流镜，用来根据预设比例对提供到负载的负载电流进行镜像，并且提供与负载电流成比例的输出；以及振荡单元，以预设频率振荡以生成时钟信号并接收电流镜的输出，其中振荡单元响应于电流镜输出增加振荡的频率。

参考下文描述的实施例，本发明的上述和其他方面将被显而易见地说明。

本发明的说明性实施例可以利用大部分由本领域技术人员已知的电子元件或电路实现，因此，不影响对本发明根本概念的理解和正确评价，且不至于使本发明教导的内容模糊或迷惑的非必要细节将不再赘述。

图1示出依据本发明实施例的电荷泵电路10和电流感测单元100。电流感测单元100配置为监测电荷泵电路10并且提供输出130，输出130为电荷泵电路10的线性成比例的电流输出。