[发明专利]使用可控可变数量的电荷泵电路产生稳定升高电压的系统和方法

权利要求书

1.一种电压调节器电路，包括：

电荷泵阵列，每个电荷泵均具有被耦合至共输出节点的输出；

比较器，其具有第一输入和第二输入；

控制器，其具有被耦合至所述比较器的输出的输入并且具有用于被输入至所述电荷泵阵列的选择信号的输出，所述选择信号确定待激活的电荷泵数量；以及

分压器网络，包括：

一对分压器，包括第一分压器和第二分压器，所述第一分压器和第二分压器中的每一个均具有其中间节点，该中间节点被耦合至所述比较器的各个输入；

第一开关网络，其将所述第一分压器在操作的第一阶段中连接至所述共输出节点和连接至地，并且所述第一开关网络还在操作的第二阶段中连接至参考电压和连接至电源电压，以及

第二开关网络，其将所述第二分压器在操作的两个阶段中连接至所述电源电压和连接至所述参考电压，

其中所述比较器将所述参考电压和所述电源电压的平均值与输出电压和地的平均值相比较。

2.根据权利要求1所述的电压调节器电路，其中所述电荷泵阵列为二进制加权阵列。

3.根据权利要求1所述的电压调节器电路，其中所述电荷泵通过时钟以所述控制器的时钟频率的倍数的频率而进行开关。

4.根据权利要求3所述的电压调节器电路，其中所述倍数为16倍。

5.根据权利要求1所述的电压调节器电路，其中所述比较器将降低型的输出电压与降低型的目标电压进行比较。

6.根据权利要求1所述的电路，其中所述输出电压和目标电压超过所述电压调节器电路中的晶体管的最大允许电压，其中所述目标电压为通过所述参考电压所提高的电源电压。

7.根据权利要求6所述的电压调节器电路，其中所述参考电压为1.0伏和1.4伏中的一个。

8.根据权利要求6所述的电压调节器电路，其中所述电源电压为1.8伏。

9.根据权利要求6所述的电压调节器电路，其中所述分压器网络将所述输出电压和所述目标电压从超过所述电压调节器电路中的晶体管的所述最大允许电压的电压降低至可管理的幅度。

10.根据权利要求1所述的电压调节器电路，其中所述第一分压器和第二分压器中的每一个包括开关电容器网络。

11.根据权利要求1所述的电压调节器电路，其中所述控制器包括累加器。

12.根据权利要求1所述的电压调节器电路，其中所述控制器包括积分器。

13.根据权利要求1所述的电压调节器电路，其中所述控制器包括其计数由所述比较器所控制的上数/下数计数器。

14.根据权利要求1所述的电压调节器电路，其中：

所述控制器还包括：计数器，其响应来自所述比较器的调整信号而增加或减少计数器数字；以及

电荷泵还包括各个逻辑门，其将所述电荷泵的计数器数字连接至所述共输出节点。

15.根据权利要求1所述的电压调节器电路，还包括用于限制环路增益和频率响应的滤波器。

16.一种使用电压调节器电路调节负荷电压的方法，包括：

反复地将降低型的负荷电压与降低型的目标电压相比较；

累加多次比较的结果；以及

基于所累加的结果选择连接至负荷的电荷泵的子集，

其中所述反复比较步骤将参考电压和电源电压的平均值与所述负荷电压和地的平均值相比较，并通过下列装置实现：

一对分压器，包括第一分压器和第二分压器，所述第一分压器和第二分压器中的每一个均具有其中间节点，该中间节点被耦合至比较器的各个输入；

第一开关网络，其将所述第一分压器在操作的第一阶段中连接至所述电荷泵的输出和连接至地，并且所述第一开关网络还在操作的第二阶段中连接至所述参考电压和连接至所述电源电压，以及

第二开关网络，其将所述第二分压器在操作的两个阶段中连接至所述电源电压和连接至所述参考电压。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述电荷泵的子集通过时钟以所述电路的时钟频率的倍数的频率而进行开关。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述倍数为16倍。