[发明专利]充电泵系统和方法

说明书

优先权要求

本申请要求于2013年3月15日提交的美国临时专利申请序号61/794,268的权益，该申请的全部内容通过引证结合于此。

技术领域

在本文中公开的主题总体上涉及电压倍增器的配置和操作。更具体而言，在本文中公开的主题涉及操作用于将电容器充电为比电压电源相对更高的电位的充电泵的配置和操作。

背景技术

在电源电压较低的配置中，充电泵用于生成期望的高电压输出。具体而言，例如，充电泵可以用于驱动高值MEM电容开关，以便在天线调谐器内使用。在这种配置中，即使充电泵与由这种天线调谐器传达的低振幅射频(RF)信号电气隔离，充电泵的高次谐波也可以耦合到RF路径内，并且降低在接收模式中针对低功率RF信号的信噪比。具体而言，例如，在泵电源(Vdd)、接地线以及衬底内的电流尖峰可以在可以与敏感电路耦合的电源线和衬底上生成寄生效应、泄露以及噪音。为了解决这种问题，最佳实践隔离可以有用，但是还重要的是，从根本上尽可能减小谐波的尺寸。

发明内容

根据本公开，提供了充电泵系统及其操作方法。一方面，提供一种用于将电荷输送给初级电路节点的方法。所述方法可以包括启动多个串联的充电泵级的至少子集的连续充电模式，所述多个串联的充电泵级在电源电压节点与所述初级电路节点之间连接，对于给定的时钟信号的每N个周期，所述连续充电模式可以启动一次，其中，N是选自大于或等于1的数值范围的可调节的整数值。

另一方面，提供了用于充电泵的配置。充电泵可以包括：模式发生装置，其与时钟信号发生器通信；至少一个充电信号发生器，其与模式发生装置通信；以及多个串联的充电泵级，其连接在电源电压节点与初级电路节点之间。所述模式发生装置可以被配置为基于由所述时钟信号发生器供应的双相时钟信号，生成模式化时钟信号，并且所述模式化时钟信号可以包括所述双相时钟信号的周期的可选择性调节的子集。所述多个充电泵级中的每个可以与所述至少一个充电信号发生器通信，其中，所述至少一个充电信号发生器被配置为在连续充电模式中通过所述多个充电泵级的至少子集，选择性驱动电荷。

虽然在上文中陈述了本文中公开的主题的一些方面，并且这些方面完全或部分由目前公开的主题实现，但是在结合在下文中最佳描述的附图进行时，随着描述的进展，其他方面显而易见。

附图说明

从以下详细描述中，更容易理解本主题的特征和优点，应结合仅仅通过解释性和非限制性实例提供的附图读取所述详细描述，并且其中：

图1A和1B是根据目前公开的主题的实施方式的在一个示例性操作模式中的充电泵的示意图；

图2A是根据目前公开的主题的实施方式的在一个示例性操作模式中的充电泵的示意图；

图2B是根据在图2A中显示的示例性操作模式的充电泵的连续充电模式的间歇性启动的图示；

图3A是根据目前公开的主题的实施方式的在一个示例性操作模式中的充电泵的示意图；

图3B是根据在图3A中显示的示例性操作模式的充电泵的连续充电模式的间歇性启动的图示；

图4是根据目前公开的主题的实施方式的由根据各种示例性操作模式操作的充电泵随着时间生成的噪声的示图；

图5是根据目前公开的主题的实施方式的根据各种示例性操作模式的充电泵输出的示图；

图6是根据目前公开的主题的实施方式的根据各种示例性操作模式的充电泵电流转换效率的示图；

图7是根据目前公开的主题的实施方式的充电泵的侧视图；

图8是根据目前公开的主题的实施方式的充电泵和充电信号发生器的示意图；以及

图9是根据目前公开的主题的实施方式的充电泵控制系统的示意图。

具体实施方式

本主题涉及充电泵系统以及方法，其降低了在充电泵的电源和接地线内的电流尖峰，同时依然保持高电压输出的相同值。标准的Dickson型充电泵使用由二极管串链接的多级电容器。双相时钟信号使电荷在电容器之间通过从而通过二极管串，以便可以仅仅单向流动，并且电荷在二极管串的端部保持电容器内聚集。可以选择泵级的数量，以生成从充电泵中期望的电压升高的量。例如，可以基于在期望的高电压输出与充电泵的电压电源Vdd之间的差值，选择泵级的数量。因此，泵级的数量对于任何给定的应用通常是固定的。