[发明专利]电荷泵电路

说明书

本申请公开了一种电荷泵，包括电荷泵主模块，被配置为接收输入信号并产生输入信号的整数倍或者整数分之一的输出信号，其包括N级串联的电荷泵单元，每级电荷泵单元仅通过其他级的电荷泵单元存储其所释放的电荷；时钟模块，被配置为所述各电荷泵单元提供相应的时钟信号；以及输出电容，耦合在所述电荷泵的输出端与地电平之间。本申请还公开了采用电荷泵对电压进行调整的方法。

技术领域

本申请涉及集成电路领域，特别涉及具有高集成度的全倍率电荷泵。

背景技术

电荷泵结构被广泛的用于显示屏或手持设备的电源管理系统设计。电荷泵也称为开关电容式电压变换器，是一种利用电容而非电感或变压器来储能的直流变换器。通过电荷泵能使输入电压升高或降低，甚至可以用于产生负电压。电荷泵结构采用开关阵列以一定的方式控制电容器充电和放电，使输入电压以一定因数倍增或倍减，从而得到所需要的输出电压。由于(电容型)电荷泵并不包括电感器，因此可以避免由电感器带来的电磁干扰。

图1所示为电荷泵的模块示意图。其中，电荷泵100可以包括倍率选择模块102被配置为产生输出信号相对于输入信号的倍率，时钟模块104被配置为产生控制电荷泵主模块中各个开关的开合状态，以及由电容以及开关阵列构成的电荷泵主干模块106。

为了能够适应不同应用的需要，全倍率电荷泵当然是使用者理想的选择。所谓全倍率电荷泵的意思就是可以实现以输入电压的全部整数倍或全部整数分之一进行输出。传统的series-parallel或Dickson电荷泵结构可以实现全倍率，不过其在电荷泵主干模块中所使用的外挂电容数目太多，它们一般是用于片上集成且产生倍率相对比较低的应用中。

因此需要提供的电荷泵是能够实现所有的整数或整数分之一倍率，以提高系统功率；同时，该电荷泵外挂电容数目更少，以提高系统集成度。

发明内容

针对当前技术中存在的问题，本申请提供了一种电荷泵，包括电荷泵主模块，被配置为接收输入信号并产生输入信号的整数倍或者整数分之一的输出信号，其包括N级串联的电荷泵单元，每级电荷泵单元仅通过其他级的电荷泵单元存储其所释放的电荷；时钟模块，被配置为所述各电荷泵单元提供相应的时钟信号；以及输出电容，耦合在所述电荷泵的输出端与地电平之间。

特别的，所述的电荷泵还包括倍率选择模块，被配置为各个所述电荷泵单元提供相应的倍率选择信号以控制提供给该电荷泵单元的参考电压，从而确定所述输出信号与所述输入信号的倍率关系。

特别的，通过所述各级电荷泵单元和/或所述输出电容实现的各级充电链路的充电时间相同并且彼此不交叠。

特别的，所述时钟模块包括一个N+1位的计数器配置为产生个第一组中间信号，个非门配置为产生第二组中间信号即所述第一组中间信号的反相信号，N+1个与非门和N+1个非门配置为对所述第一组和第二组中间信号分别进行与操作以产生N+1个时钟信号，所述N+1个时钟信号的有效电平持续时间相同并且彼此不交叠。

特别的，每级所述电荷泵单元一个电容以及四个开关，包括第一开关耦合在单元输入端和电容的第一端之间，第二开关耦合在单元的输入端和所述电容的第二端之间，第三开关耦合在所述电容的第一端和单元输出端之间，第四开关耦合在所述电容的第二端和参考电压输入端之间；每一级电荷泵单元的输出端耦合到下一级电荷泵单元的输入端，最后一级电荷泵单元的输出端耦合到所述输出电容的第一端；所述各级电荷泵单元中的各开关被配置为在所述时钟模块输出的相应的时钟信号的控制下导通或断开。

特别的，所述时钟模块被配置为接收所述倍率选择模块输出的倍率选择信号，并根据所述倍率选择信号为所述各级电荷泵单元提供恒定的时钟信号和/或周期性变化的脉冲时钟信号。

本申请还提供了一种显示器，包括前述任一所述的电荷泵。

本申请还提供了一种闪存装置，包括前述任一所述的电荷泵。