[实用新型]一种电荷泵电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电压转换的技术领域，尤其是一种电荷泵电路。

背景技术

现有技术中常见的电荷泵（charge pump）有两种：一种是应用于锁相环电路中，连接于鉴频鉴相器后级，通过对电容充放电产生较为稳定的电压，以便用于控制压控振荡器的频率；另一种是通过开关电容，用于电压转换，能提供较大输出电流的功率输出电路，因为这种电荷泵可以实现较高的电压转换效率，所以基于开关电容的电荷电路被广泛应用于电压转换电路中。为了将二者区分开，将后者称为功率电荷泵。一般的功率电荷泵采用一个输入电压，可以产生比输入电压高的输出电压，也可以产生比输入电压低的输出电压，这种功率电荷泵的效率高于线性调压器。

功率电荷泵与相对于基于电感的直流-直流转换器相比，无需体积较大的电感，所以更加适用于空间较小的电路，例如PCB电路。另外，对于理想的开关来说，功率电荷泵的能量损耗可被忽略，在这种情况下，可以认为电荷泵电路的效率为100%，而且电荷泵的成本较低，所以越来越受到用户的青睐。

但是现有的功率电荷泵电路只能以某些固定的倍率转换电压，而且这样的固定倍率是有限的几种。例如现有技术中针对同一种输入电压源，仅采用一个飞电容的电路中，可以产生VO/VIN（其中VO为输出电压，VIN为输入电压）的倍率有：2倍、1倍、1/2倍；采用两个飞电容（flying capacitor）的电路中，VO/VIN（其中VO为输出电压，VIN为输入电压）的倍率有：3倍、2倍、3/2倍、4/3被、1倍、2/3倍、1/2倍、1/3倍；增加更多飞电容的个数，可以产生更多可能的倍率，而更多的可能的倍率，有利于优化功率电荷的实际工作效率。例如：输入电压为3.3V，输出电压为目标值为2.5V，对于仅一个飞电容情形，只能采用1被模式，产生的输出电压为3.3V，然后通过线性调压技术（线性调压技术只能降低电压）降为2.5V，这样理想情况下的效率为2.5V/3.3V=75.8%；而对于采用两个飞电容的电路中，仍然只能采用1倍模式，产生的输出电压仍然为3.3V，这效率也只有75.8%；而对于输入电压为3.3V，输出电压目标值为2.2V时，采用一个飞电容式的功率电荷泵，效率就只有75.8%，而采用两个飞电容式的功率电荷泵，可以采用2/3倍模式，这样可以产生输出的电压为2.2V，这样理想情况下的效率为2.2V/2.2V=100%。但是增加飞电容数量的同时，成本也相应增加。

实用新型内容

为了解决现有技术中为了获得更多倍率模式，需要更多的飞电容数量，而导致成本高的技术问题。本实用新型提供一种包括较少飞电容数量的电荷泵电路，而且可以产生更多的倍率。本实用新型采用的技术方案是：

一种电荷泵电路包括：第一输入电源；第一电容；第二电容；输出电容；其特征在于，还包括：

第二输入电源，其一端与所述第一输入电源一端连接在一个等电位点上，并且所述输出电容的一端也连接在所述等电位点上；

第一开关，其一端与所述第一输入电源的另一端连接，另一端与所述第一电容一端连接；

第二开关，其一端与所述第二输入电源的另一端连接；

第三开关，其一端与所述第一开关的另一端连接，另一端与所述输出电容的另一端连接；

第四开关，其一端与所述第二开关和所述第二输入电源的另一端连接，并且所述第二开关与第四开关的另一端与所述第二电容的一端连接；

第五开关，其一端与所述第二电容的另一端连接，另一端与所述第一电容的另一端连接；

第六开关，其一端与所述第二输入电源的另一端连接，另一端与所述第五开关的另一端连接；

第七开关，其一端与所述第二电容的另一端连接，另一端与所述输出电容的另一端连接；

第八开关，其一端与所述第二电容的另一端连接，另一端与所述第一电容的一端连接。

上述的电荷泵电路，其特征在于，还包括：

第一时钟信号CK1，控制所述第一开关、第二开关、第五开关的开关状态；

第二时钟信号CK2，控制所述第三开关、第六开关的开关状态；

第三时钟信号CK3，控制所述第四开关、第七开关、第八开关的开关状态。

上述的电荷泵电路，其特征在于，所述八个开关分别在接收到的时钟信号为第一电平时处于关的状态，在接收到的时钟信号为第二电平时处于开的状态。

上述的电荷泵电路，其特征在于，所述第一时钟信号CK1，第二时钟信号CK2，第三时钟信号CK3不同时为高。