[发明专利]充电泵

说明书

技术领域

公开的内容一般涉及一种充电泵，更具体地涉及一种具有宽工作范围的充电泵。

背景技术

图1A是常规的充电泵100的示意图。常规的充电泵100包括上拉电路101和下拉电路102，并且两个电路都被用于调节它们之间的控制电压VCT。控制电压VCT还作为常规的充电泵100的输出电压，并且它可以被应用到其他外部电路。图1B是常规的充电泵100的工作范围的示意图。由于控制电压VCT直接影响在上拉电路101和下拉电路102中的晶体管的工作状态，因此控制电压VCT被限制在一个特定的工作范围内，从而使晶体管在一个适当的工作模式下运行，如饱和模式。一般地，如果常规的充电泵100具有电源电压VDD和接地电压VSS并且其中的每个晶体管具有过驱动电压VOV，则通过上边界和下边界限制控制电压VCT，所述上边界为电源电压VDD减去过驱动电压VOV，所述下边界为接地电压VSS加上过驱动电压VOV。换句话说，控制电压VCT的工作范围基本上等于电源电压VDD减去2倍的过驱动电压VOV(即，VDD-2×VOV)，而且该范围是非常狭窄的并不适合一些电路应用。因此，有必要设计一种新型的充电泵来解决现有技术的上述问题。

发明内容

在一个示例性的实施例中，公开的内容涉及一种充电泵，其包括：第一电源；耦接在第一电源和第一节点之间的第一开关；第一电平转换电路；耦接在第一节点和第一电平转换电路之间的第一电容器；和耦接在第一节点和输出节点之间的第二开关；其中当第二开关保持断开时，第一开关执行闭合和断开的操作，并且第一电平转换电路执行电平转换操作。

在一些实施例中，第一电平转换电路产生一个在高逻辑电平和低逻辑电平之间切换的电平转换信号，从而改变在第一节点处的第一电压。在一些实施例中，第一电源向第一节点提供电流。在一些实施例中，第一开关通过MOS晶体管(金属氧化物半导体场效应晶体管)来实施，该MOS晶体管具有用于接收第一控制信号的控制端子、耦接到第一电源的第一端子和耦接到第一个节点的第二端子。在一些实施例中，第一电平转换电路包括具有用于接收第二控制信号的输入端子和耦接到第一电容器的输出端子的第一变频器。在一些实施例中，第二控制信号与第一控制信号基本上互补。在一些实施例中，第二开关通过根据第三控制信号而闭合或断开的传输门来实施。在一些实施例中，在充电泵的每个运行期间，第三控制信号在第一控制信号切换逻辑电平之前切换逻辑电平，然后第三控制信号在第一控制信号切换回去之后切换回去。在一些实施例中，所述充电泵还包括：第二电源；耦接在第二电源与第二节点之间的第三开关；第二电平转换电路；耦接在第二节点和第二电平转换电路之间的第二电容器；和耦接在第二节点和输出节点之间的第四开关；其中当第四开关保持断开时，第三开关执行闭合和断开的操作，并且所述第二电平转换电路执行一个电平转换操作。在一些实施例中，第二电平转换电路产生在高逻辑电平和低逻辑电平之间切换的电平转换信号，从而改变在第二节点处的第二电压。在一些实施例中，第一电源向第一节点提供电流，并且第二电源从第二节点汲取电流。在一些实施例中，第三开关用MOS晶体管(金属氧化物半导体场效应晶体管)来实施，该MOS晶体管具有用于接收第四控制信号的控制端子、耦接到第二电源的第一端子和耦接到第二节点的第二端子。在一些实施例中，第二电平转换电路包括具有用于接收第五控制信号的输入端子和耦接到第二电容器的输出端子的第二变频器。在一些实施例中，第五控制信号与所述第四控制信号基本上互补。在一些实施例中，第四开关通过根据第六控制信号而闭合或断开的传输门来实施。在一些实施例中，在充电泵的每个运行期间，第六控制信号在第四控制信号切换逻辑电平之前切换逻辑电平，然后第六控制信号在第四控制信号切换回去之后切换回去。

在另一个示例性的实施例中，公开的内容涉及一种充电泵的运行方法，其包括以下步骤：提供包括第一电源、第一电平转换电路、第一开关、第二开关和耦接到第一节点的第一电容器的充电泵；通过第一电平转换电路改变第一电容器的逻辑电平；通过第一开关将第一电源耦接到第一个节点；由第一开关使第一电源与第一个节点隔离；通过第一电平转换电路补偿第一电容器的逻辑电平；通过第二开关将第一节点耦接到充电泵的输出节点；并且由第二开关使第一节点与充电泵的输出节点隔离。