[发明专利]高效降压-升压电荷泵及其方法

权利要求书

1.一种降压-升压电荷泵，包括：

快速电容器，所述快速电容器具有第一端子和第二端子；

开关网络，所述开关网络包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一双开关和第二双开关，其中：

所述开关网络在升压模式的充电阶段中使用所述第一双开关将输入端子耦接到所述快速电容器的所述第一端子，并且使用所述第二开关将所述快速电容器的所述第二端子耦接到电源电压端子；

所述开关网络在所述升压模式的放电阶段和降压模式的充电阶段中使用所述第三开关将所述输入端子耦接到所述快速电容器的所述第二端子，并且使用所述第四开关将所述快速电容器的所述第一端子耦接到输出端子；并且

所述开关网络在所述降压模式的放电阶段中使用所述第一开关将所述电源电压端子耦接到所述快速电容器的所述第一端子，并且使用所述第二双开关将所述快速电容器的所述第二端子耦接到所述输出端子。

2.根据权利要求1所述的降压-升压电荷泵，还包括：

控制器，所述控制器响应于所述输入端子上的输入电压、所述输出端子上的输出电压以及所述输入电压和期望输出电压之间的差值来在所述升压模式和所述降压模式中的选定一者的所述充电阶段和所述放电阶段中控制所述开关网络。

3.根据权利要求2所述的降压-升压电荷泵，还包括：

低压差调节器，所述低压差调节器具有耦接到所述开关网络的输出端的输入端以及用于提供电压输出的输出端，

其中所述控制器进一步响应于所述输入电压在大于所述期望输出电压的电压范围内而选择低压差模式，以控制所述开关网络将所述输入电压从所述输入端子传递到所述输出端子。

4.根据权利要求1所述的降压-升压电荷泵，其中：

所述第一双开关包括串联耦接的第一DMOS晶体管和第二DMOS晶体管，并且具有背靠背体二极管；并且

所述第二双开关包括串联耦接的第一DMOS晶体管和第二DMOS晶体管，并且具有背靠背体二极管。

5.根据权利要求4所述的降压-升压电荷泵，其中所述第一双开关使用P沟道DMOS晶体管实现，并且所述第二双开关使用N沟道DMOS晶体管实现。

6.一种降压-升压电荷泵，包括：

第一开关，所述第一开关具有连接到电源电压端子的第一源极-漏极端子、控制电极以及第二源极-漏极端子，并且具有对应的体二极管，所述对应的体二极管具有耦接到所述第一源极-漏极端子的阳极以及耦接到所述第二源极-漏极端子的阴极；

快速电容器，所述快速电容器具有耦接到所述第一开关的所述第二源极-漏极端子的第一端子，以及第二端子；

第二开关，所述第二开关具有连接到所述快速电容器的所述第二端子的第一源极-漏极端子、控制电极以及耦接到所述电源电压端子的第二源极-漏极端子，并且具有对应的体二极管，所述对应的体二极管具有耦接到所述第二源极-漏极端子的阳极以及耦接到所述第一源极-漏极端子的阴极；

第一双开关，所述第一双开关包括第一晶体管和第二晶体管，在接收输入电压的输入端子和所述快速电容器的所述第一端子之间具有背靠背体二极管；

第三开关，所述第三开关在输入端子和所述快速电容器的所述第二端子之间；

第四开关，所述第四开关在所述快速电容器的所述第一端子和提供输出电压的输出端子之间；和

第二双开关，所述第二双开关包括第一晶体管和第二晶体管，在所述快速电容器的所述第二端子和所述输出端子之间具有背靠背体二极管。

7.根据权利要求6所述的降压-升压电荷泵，还包括：

控制器，所述控制器响应于所述输入电压、所述输出电压以及所述输入电压和期望输出电压之间的差值来在升压模式和降压模式的所述充电阶段和所述放电阶段中控制所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第一双开关和所述第二双开关。