CN101493715B - 电荷泵浦电路 - Google Patents

Abstract

一种电荷泵浦电路。此电荷泵浦电路包括泵浦单元、第一开关至第六开关、储存电容(fly capacitor)与输出电容。其中，于第一期间使输入电压与第一电压各自经由泵浦单元的第一端与第二端而对其内部至少一电容充电。于第二期间，使泵浦单元的内部电容基于经由第一开关的第二电压电平而经由第二开关提供电荷给储存电容并产生第一输出电压。于第三期间，使储存电容基于经由其第三开关的第三电压电平而经由第六开关提供电荷给输出电容使其产生第二输出电压。

Description

电荷泵浦电路

技术领域

本发明涉及一种电荷泵浦电路，特别是涉及一种减少电容组件的电荷泵浦电路。

背景技术

在电子电路中，往往需要各种不同电平的电压以供电路使用。因此，电子电路常配置电荷泵浦电路(charge pump circuit)以产生各种不同电平的电压。

图1示出了已知的电荷泵浦的电路图。请参照图1，此电荷泵浦电路100包括开关101～108、电容109～112。此电荷泵浦电路100利用2个控制信号PH1(第一期间)、PH2(第二期间)轮流控制开关101～108的接通与断开状态。当控制信号PH1为高电平时，使得关101、104、106与108导通，电荷泵浦电路100的等效电路如图2A所示。此时，输入电压VIN将电容109充电至两端的电压差为VIN。当控制信号PH2为高电平时，则开关102、103、105与107导通，电荷泵浦电路100的等效电路如图2B所示。此时，藉由输入电压VIN及电容109所储存的电荷对电容110及电容111充电至2VIN并产生电压电平为2VIN的输出电压Vout1。

接着，当控制信号PH1又为高电平，并由于电容110所储存的电荷为2VIN，因此输出电压Vout1仍保持2VIN。另一方面，利用电容111所储存的电荷对电容112充电，以产生电压电平为-2VIN的输出电压Vout2。

图3示出了另一已知的电荷泵浦的电路图。请参照图3，此包括开关301～306、电容307～309。电荷泵浦电路300利用4个控制信号PH1(第一期间)～PH4(第四期间)控制开关301～306的接通与断开状态。当控制信号PH1为高电平，使得开关301、304导通，而电荷泵浦电路300的等效电路如图4A所示。此时，输入电压VIN将电容307充电至两端的电压差为VIN。当控制信号PH2为高电平，使得开关302、303导通，而电荷泵浦电路300的等效电路如图4B所示。电容307一端耦接至输入电压VIN，藉由输入电压VIN及电容307所储存的电荷将电容308充电至并产生电压电平为2VIN的输出电压Vout1。

当控制信号PH3为高电平，使得开关301、304导通，而电荷泵浦电路300的等效电路如图4C所示。此时，电容308所储存的电荷仍为2VIN，因此，输出电压Vout1仍保持2VIN的电压电平。另一方面，输入电压VIN将电容307充电至两端的电压差为VIN。当控制信号PH4为高电平，使得开关305、306导通，而电荷泵浦电路300的等效电路如图4D所示。此时，利用电容307所储存的电荷对电容309进行放电，以产生电压电平为-VIN的输出电压Vout2。

对于电荷泵浦电路而言，内建(build-in)电容会占集成电路(Integralcircuit，IC)很大的面积，增加成本。而外部电容组件会增加电路板面积，也会造成成本增加，妨碍产品缩小化。已知的电荷泵浦电路100虽可产生2VIN及-2VIN的输出电压，但输出电压Vout1、Vout2皆须一稳压电容，因此使得电路的成本增加。另外，已知的电荷泵浦电路300虽然比电荷泵浦电路100减少一个电容，但是，所产生最负的电压值只有-VIN。而电荷泵浦电路300使用4个控制信号(4个期间)来产生2VIN及-VIN的输出电压，会使电荷泵浦电路300效率下降，且降低最高负载能力。

发明内容

本发明提供一种电荷泵浦电路，以提供不同的输出电压，并且减少电容组件的数量与电路的成本。

本发明提出一种电荷泵浦电路，用以依据输入电压而产生第一输出电压与第二输出电压。此电荷泵浦电路包括泵浦单元、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、储存电容及第六开关。泵浦单元包括至少一内部电容、第一端、第二端、第三端与第四端，其中第一端耦接至输入电压，第二端耦接至第一电压，用以于第一期间以输入电压与第一电压而对内部电容充电，于第二期间与第三期间使内部电容基于第三端的电压电平而提供第一输出电压给第四端。

第一开关的第一端耦接至第二电压，其第二端耦接至泵浦单元的第三端，此第一开关于第一期间断开，于第二期间与第三期间接通。第二开关的第一端耦接至泵浦单元的第四端，此第二开关于第一期间断开，于第二期间与第三期间接通。第三开关的第一端耦接至第二开关的第二端，此第三开关于第一期间与第二期间接通，于第三期间断开。其中，第三开关的第一端耦接至第一输出电压的输出端。第四开关第一端耦接至第三电压，此第四开关于第一期间与第二期间接通，于第三期间断开。第五开关的第一端耦接至第四电压，此第五开关于第一期间与第二期间断开，于第三期间将导通。

储存电容的第一端耦接至第三开关的第二端与第五开关的第二端，而储存电容的第二端耦接至该第四开关的第二端。其中，储存电容的第二端于第二期间耦接至第三电压，用以以第一输出电压与第三电压而对储存电容充电。于第三期间使储存电容基于该第四电压的电压电平而提供第二输出电压给储存电容的第二端。此储存电容的第二端耦接至耦接至第三电压，用以于第一期间使储存电容基于第三电压的电压电平而提供该第一输出电压给该储存电容的第一端。第六开关的第一端耦接至储存电容的第二端，此第六开关于第一期间与第二期间断开，于第三期间接通。其中，第六开关的第二端耦接至第二输出电压的输出端。

本发明提出一种电荷泵浦电路，此电荷泵浦电路包括泵浦单元、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、储存电容与第五开关。泵浦单元具有输入端与输出端，且泵浦单元的输入端接收输入电压，并于泵浦单元的输出提供第一输出电压。第一开关的第一端耦接至泵浦单元的输出端，此第一开关于第一期间断开，于第二期间与第三期间接通。其中，第一开关的第二端耦接至第一输出电压的输出端。

第二开关的第一端耦接至第一开关的第二端，此第二开关于第一期间与第二期间接通，于第三期间断开。第三开关的第一端耦接至第一电压，此第三开关于第一期间与第二期间接通，于第三期间断开。第四开关的第一端耦接至第二电压，此第四开关于第一期间与第二期间断开，于第三期间接通。

储存电容的第一端耦接至第二开关的第二端与第四开关的第二端，此储存电容的第二端耦接至第三开关的第二端。其中，储存电容的第二端于第二期间耦接至第一电压，用以以第一输出电压与第一电压而对储存电容充电。于第三期间使储存电容基于第二电压的电压电平而提供第二输出电压给储存电容的第二端。储存电容的第二端于第一期间耦接至第一电压，用以使储存电容基于第一电压的电压电平而提供第一输出电压。第五开关的第一端耦接至储存电容的第二端，此第五开关于第一期间与第二期间断开，于第三期间接通。其中，第五开关的第二端耦接至第二输出电压的输出端。

本发明藉由在不同的期间，利用储存电容(fly capacitor)作为输出电压的稳压电容，因此可达到节省稳压电容的数量。另外，在使用较少的控制信号下，可产生较高的输出电压。因此本发明效率较高，最高负载电流也比较大。

为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并结合附图详细说明如下。

附图说明

图1示出了已知的电荷泵浦的电路图。

图2A～图2B分别是图1所示电荷泵浦电路在第一期间与第二期间的等效电路图。

图3示出了另一已知的电荷泵浦的电路图。

图4A～图4D分别是图3所示电荷泵浦电路在第一～第四期间的等效电路图。

图5示出了本发明第一实施例的电荷泵浦的电路图。

图6A～图6C分别是图5所示电荷泵浦电路在第一～第三期间的等效电路图。

图7示出了本发明第二实施例的电荷泵浦的电路图。

图8示出了本发明第三实施例的电荷泵浦的电路方块图。

图9示出了图8的电荷泵浦电路的电路图。

图10A～图10C分别是图9所示电荷泵浦电路在第一～第三期间的等效电路图。

图11示出了本发明一实施例的电荷泵浦的电路图。

附图符号说明

100、300、500、700、800：电荷泵浦电路

101～108、301～306：开关

109～112、307～309：电容

VIN、Vin：输入电压

Vout1、Vout2：输出电压

GND：接地电压

PH1、PH2、PH3、PH4：控制信号

510、710、810：泵浦单元

Cf1、Cf1_1～Cf1_M：内部电容

T1～T4：泵浦单元510、710的第一～第四端

V1～V4：第一～第四电压

SW1～SW11：第一～第十一开关

Cf2：储存电容

VO1：第一输出电压

VO2：第二输出电压

ISW1_1～ISW1_M：第一内部开关

ISW2_1～ISW2_M：第二内部开关

S₁～S_M-1：第三内部开关

Cout：输出电容

TO1：泵浦单元810的输出端

930、1130：第一泵浦单元

T5～T8：第一泵浦单元930、1130的第一～第四端

Cf_1～Cf_M：第一内部电容

具体实施方式

第一实施例

图5示出了本发明第一实施例的电荷泵浦的电路图。此电荷泵浦电路500包括泵浦单元510、第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4、第五开关SW5、第六开关SW6、储存电容(fly capacitor)Cf2与输出电容Cout。

泵浦单元510的第一端T1耦接至输入电压Vin，其第二端T2耦接至第一电压V1(例如为接地电压GND)。泵浦单元510尚包括内部电容Cf1、第七开关SW7与第八开关SW8。第七开关SW7的第一端为泵浦单元510的第一端T1，而其第二端耦接至内部电容Cf1的第一端，其中内部电容Cf1的第一端为泵浦单元510的第四端T4。第八开关SW8的第一端为泵浦单元510的第二端T2，而其第二端耦接至内部电容Cf1的第二端，其中内部电容Cf1的第二端为泵浦单元510的第三端T3。

第一开关SW1的第一端耦接至第二电压V2(例如为输入电压Vin)，而其第二端耦接至泵浦单元510的第三端T3。第二开关SW2的第一端耦接至泵浦单元510的第四端T4。第三开关SW3的第一端耦接至第二开关SW2的第二端。其中，第三开关SW3的第一端耦接至第一输出电压VO1。第四开关SW4的第一端耦接至第三电压V3(例如为接地电压GND)。第五开关SW5的第一端耦接至第四电压V4(例如为接地电压GND)。

储存电容Cf2的第一端耦接至第三开关SW3的第二端与第五开关SW5的第二端，而储存电容Cf2的第二端耦接至第四开关SW4的第二端。第六开关SW6的第一端耦接至储存电容Cf2的第二端。输出电容Cout的一端耦接至接地端GND，而其另一端耦接至第六开关SW6的第二端。

上述简略描述电荷泵浦电路500的架构与组件间的耦接关系。接下来，进一步说明此电荷泵浦电路500的操作细节。首先，电荷泵浦电路500进入第一期间，亦即控制信号PH1为高电平，而控制信号PH2、PH3为低电平。因此，第三开关SW3、第四开关SW4、第七开关SW7及第八开关SW8为接通状态，而第一开关SW1、第二开关SW2、第五开关SW5及第六开关SW6为断开状态，且电荷泵浦电路500的等效电路如图6A所示。此时，输入电压Vin与第一电压V1(接地电压GND)分别耦接于内部电容Cf1的两端并对内部电容Cf1进行充电，使得内部电容Cf1两端的电压差为输入电压Vin。

接下来进入第二期间，亦即控制信号PH2则为高电平，而控制信号PH1、PH3为低电平。因此，第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3及第四开关SW4为接通状态，而第五开关SW5、第六开关SW6、第七开关SW7及第八开关SW8为断开状态，且电荷泵浦电路500的等效电路如图6B所示。此时，内部电容Cf1的第二端耦接至第二电压V2(接地电压Vin)，因此，内部电容Cf1第一端的电压电平由原先的Vin升压为2Vin，并对储存电容Cf2进行充电至2Vin且提供电压电平为2Vin的第一输出电压VO1。

然后进入第三期间，亦即控制信号PH3则为高电平，而控制信号PH1、PH2为低电平。因此，第一开关SW1、第二开关SW2、第五开关SW5及第六开关SW6为接通状态，而第三开关SW3、第四开关SW4、第七开关SW7及第八开关SW8为断开状态，且电荷泵浦电路500的等效电路如图6C所示。此时，第一输出电压VO1仍保持2Vin的电压电平。另一方面，储存电容Cf2的第一端耦接至第四电压V4(接地电压GND)，并利用储存电容Cf2所储存的电荷对输出电容Cout进行放电，使输出电容Cout产生电压电平为-2Vin的第二输出电压VO2。

在本实施例中，上述第一电压、第二电压、第三电压与第四电压可以视需要而设定为各种不同电平的电压。上述第一期间、第二期间与第三期间仅为区分各开关接通的时序而定，并无先后顺序的限制。另外，本发明亦可提供其它倍数的第一输出电压与第二输出电压，如下实施例所述。

第二实施例

图7示出了本发明第二实施例的电荷泵浦的电路图。请参照图7，此电荷泵浦电路700包括泵浦单元710、第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4、第五开关SW5、第六开关SW6、储存电容(fly capacitor)Cf2与输出电容Cout。

第一开关SW1的第一端耦接至第二电压V2(例如为输入电压Vin)，其第二端耦接至泵浦单元710的第三端T3。第二开关SW2的第一端耦接至泵浦单元710的第四端T4。第三开关SW3的第一端耦接至第二开关SW2的第二端。其中，第三开关SW3的第一端耦接至第一输出电压VO1的输出端。第四开关SW4的第一端耦接至第三电压V3(例如为接地电压GND)。第五开关SW5的第一端耦接至第四电压V4(例如为接地电压GND)。

储存电容Cf2的第一端耦接至第三开关SW3的第二端与第五开关SW5的第二端，而储存电容Cf2的第二端耦接至第四开关SW4的第二端。第六开关SW6的第一端耦接至储存电容Cf2的第二端。输出电容Cout的一端耦接至接地端GND，而其另一端耦接至第六开关SW6的第二端。

泵浦单元710包括内部电容Cf1_1～Cf1_M(M为大于0的正整数)、第一内部开关ISW1_1～ISW1_M、第二内部开关ISW2_1～ISW2_M与第三内部开关S₁～S_M-1。泵浦单元710的第一端T1耦接至输入电压Vin，第二端T2耦接至第一电压V1(接地电压GND)。内部电容Cf1_1的第二端耦接至泵浦单元710的第三端T3。内部电容Cf1_M的第一端耦接至泵浦单元710的第四端T4。第一内部开关ISW1_1～ISW1_M分别耦接于对应的内部电容Cf1_1～Cf1_M的第一端与泵浦单元710第一端T1之间。第二内部开关ISW2_1～ISW2_M分别耦接于对应的内部电容Cf1_1～Cf1_M的第二端与泵浦单元710第二端T2之间。

第三内部开关S₁～S_M-1的耦接关系则为：第i个第三内部开关的第一端耦接至第i个内部电容的第一端，第i个第三内部开关的第二端耦接至第i+1个内部电容的第二端，i为正整数且0＜i＜M。

上述已简略描述电荷泵浦电路700的架构与组件间的耦接关系。接下来，进一步说明此电荷泵浦电路700的操作细节。首先，电荷泵浦电路700进入第一期间，亦即控制信号PH1为高电平，而控制信号PH2、PH3为低电平，使得第一内部开关ISW1_1～ISW1_M、第二内部开关ISW2_1～ISW2_M、第三开关SW3及第四开关SW4为接通状态，而第一开关SW1、第二开关SW2、第五开关SW5、第六开关SW6及第三内部开关S₁～S_M-1为断开状态。因此，内部电容Cf1_1～Cf1_M并联耦接于泵浦单元710的第一端T1与第二端T2之间。此时，输入电压Vin与第一电压V1(接地电压GND)对并联的内部电容Cf1_1～Cf1_M充电，使得内部电容Cf1_1～Cf1_M两端的电压差为输入电压Vin。

接下来进入第二期间，亦即控制信号PH2为高电平，而控制信号PH1、PH3为低电平，使得第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4及第三内部开关S₁～S_M-1为接通状态，而第五开关SW5、第六开关SW6、第一内部开关ISW1_1～ISW1_M及第二内部开关ISW2_1～ISW2_M为断开状态。因此，内部电容Cf1_1～Cf1_M相互串联而成为内部电容串，此内部电容串的电压基准端(内部电容Cf1_1的第二端)耦接至泵浦单元710的第三端T3，而此内部电容串的电压累增端(内部电容Cf1_M的第一端)经过泵浦单元710的第四端T4与开关SW2而对储存电容Cf2充电至(M+1)*Vin并提供电压电平为(M+1)*Vin的第一输出电压VO1。

然后于第三期间，亦即控制信号PH3为高电平，控制信号PH1、PH2为低电平，使得第一开关SW1、第二开关SW2、第五开关SW5、第六开关SW6及第三内部开关S₁～S_M-1为接通状态，而第三开关SW3、第四开关SW4、第一内部开关ISW1_1～ISW1_M及第二内部开关ISW2_1～ISW2_M为断开状态。此时，第一输出电压VO1仍维持(M+1)*Vin的电压电平。另一方面，储存电容Cf2的第一端耦接至第四电压V4(接地电压GND)，并且经过第六开关SW6而对输出电容Cout放电并产生电压电平为-(M+1)*Vin的第二输出电压VO2。上述第一期间、第二期间与第三期间仅为区分各开关接通的时序而定，并无先后顺序的限制。

本领域的技术人员，可以视需要而决定泵浦单元710的内部电容数量(即决定M值)，因此可以产生出对应倍率的第一输出电压VO1与第二输出电压VO2。另外，亦可藉由设定上述第一电压V1、第二电压V2、第三电压V3与第四电压V4为各种不同电平的电压，而调整第一输出电压VO1与第二输出电压VO2的电平倍率。例如，可以将电荷泵浦电路700的第二电压V2改为接地电压GND或其它电压电平，使得电荷泵浦电路700可产生M倍输出电压加V2电压与-M倍输出电压减V2电压。

第三实施例

图8示出了本发明第三实施例的电荷泵浦的电路方块图。请参照图8，此电荷泵浦电路800包括泵浦单元810、第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4、第五开关SW5、储存电容Cf2与输出电容Cout。泵浦单元810具有输入端与输出端TO1。其中，泵浦单元810的输入端接收输入电压Vin，并于泵浦单元810的输出端TO1提供第一输出电压VO1。

第一开关SW1的第一端耦接至泵浦单元810的输出端TO1。其中，第一开关SW1的第二端耦接至第一输出电压VO1输出端。第二开关SW2的第一端耦接至第一开关SW1的第二端。第三开关SW3第一端耦接至第一电压V1(例如为接地电压GND)。第四开关SW4的第一端耦接至第二电压V2(例如为接地电压GND)。储存电容Cf2的第一端耦接至第二开关SW2的第二端与第四开关SW4的第二端，而储存电容Cf2的第二端耦接至第三开关SW3的第二端。第五开关SW5的第一端耦接至储存电容Cf2的第二端。输出电容Cout的一端耦接至接地端GND，而其另一端耦接至第五开关SW5的第二端与第二输出电压VO2的输出端。

上述已简略描述电荷泵浦电路800的架构与组件间的耦接关系。为了致使本来源的技术人员能更了解本实施例的精神，以下将说明泵浦单元810的实施方式。

图9示出了图8的电荷泵浦电路800的电路图。请参照图9，泵浦单元810包括第一泵浦单元930、第六开关SW6、第七开关SW7、内部电容Cf1、第八开关SW8、第九开关SW9。第一泵浦单元930的第一端T5耦接至输入电压Vin，第一泵浦单元930的第二端T6耦接至第三电压V3(例如为接地电压GND)。第一泵浦单元930包括第一内部电容Cf_1、第十开关SW10、第十一开关SW11。第十开关SW10的一端为第一泵浦单元930的第一端T5，而其另一端耦接至第一内部电容Cf_1的第一端，其中第一内部电容Cf_1的第一端为第一泵浦单元930的第四端T8。第十一开关SW11的一端为第一泵浦单元930的第二端T6，而其另一端耦接至第一内部电容Cf_1的第二端，其中第一内部电容Cf_1的第二端为第一泵浦单元930的第三端T7。

第六开关SW6的第一端耦接至第四电压V4(例如为输入电压Vin)，第六开关SW6的第二端耦接至第一泵浦单元930的第三端T7。第七开关SW7的第一端耦接至第一泵浦单元930的第四端T8。内部电容Cf1的第一端耦接至第七开关SW7的第二端。第八开关SW8的第一端耦接至内部电容Cf1的第二端，第八开关SW8的第二端耦接至第三电压V3(接地电压GND)。第九开关SW9的第一端耦接至内部电容Cf1的第二端，第九开关SW9的第二端耦接至第四电压V4(输入电压Vin)。

上述简略描述了泵浦单元810的电路结构及其电路组件间的耦接关系。接下来，进一步说明此电荷泵浦电路800的操作细节。首先，电荷泵浦电路800进入第二期间，亦即控制信号PH2为高电平，而控制信号PH1、PH3为低电平，使得第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、第九开关SW9、第十开关SW10及第十一开关SW11为接通状态，而第四开关SW4、第五开关SW5、第六开关SW6、第七开关SW7及第八开关SW8为断开状态，且电路泵浦电路800的等效电路图如图10A所示。此时，输入电压Vin与第三电压V3(接地电压GND)对第一泵浦单元930的第一内部电容Cf_1充电，使得第一内部电容Cf_1两端的电压差为输入电压Vin。

接下来进入第三期间，控制信号PH3为高电平，而控制信号PH1、PH2为低电平，使得第一开关SW1、第四开关SW4、第五开关SW5、第九开关SW9、第十开关SW10及第十一开关SW11为接通状态，而第二开关SW2、第三开关SW3、第六开关SW6、第七开关SW7及第八开关SW8为断开状态，且电路泵浦电路800的等效电路图如图10B所示。此时，输入电压Vin与第三电压V3(接地电压GND)仍然对第一内部电容Cf_1充电，使得第一内部电容Cf_1两端的电压差仍为Vin。

然后进入第一期间，控制信号PH1为高电平，控制信号PH2、PH3为低电平，使得第二开关SW2、第三开关SW3、第六开关SW6、第七开关SW7及第八开关SW8为接通状态，而第一开关SW1、第四开关SW4、第五开关SW5、第九开关SW9、第十开关SW10及第十一开关SW11为断开状态，且电路泵浦电路800的等效电路图如图10C所示。此时，第一内部电容Cf_1的第二端耦接第四电压V4(输入电压Vin)，因此，第一内部电容Cf_1第一端的电压电平由原先的Vin升压为2Vin，并对泵浦单元810的内部电容Cf1进行充电至2Vin。

再进入第二期间，此时，上述内部电容Cf1的第二端耦接至输入电压Vin，因此内部电容Cf1第一端的电压电平由原先的2Vin升压为3Vin，并对储存电容Cf2进行充电至3Vin，且产生电压电平为3Vin的第一输出电压VO1。

接着，进入第三期间，上述第一输出电压VO1由于内部电容Cf1的第二端仍耦接于输入电压Vin，所以第一输出电压VO1的电压电平仍保持在3Vin。另一方面，储存电容Cf2的第一端耦接至接地电压GND，并利用其储存的电荷对输出电容Cout进行放电，以产生电压电平为-3Vin的第二输出电压VO2。

因此，此电荷泵浦电路800经由反复进行上述三个期间，即可产生第一输出电压VO1为3Vin与第二输出电压VO2为-3Vin。在本实施例中，上述第一期间、第二期间与第三期间仅为区分各开关接通的时序而定，并无先后顺序的限制。

另外，上述第三实施例亦可提供其它倍数的第一输出电压VO1与第二输出电压VO2，只需将图9中的第一泵浦单元930的内部电路改变为如图11所绘示的第一泵浦单元1130的电路形式。因此，本领域技术人员，经由上述实施例的披露，应可轻易推知图11的实施细节及应用方式，并视需要而决定第一泵浦单元1130的第一内部电容数量(即决定M值)，即可产生出对应倍率的第一输出电压VO1与第二输出电压VO2，故在此不再赘述。

此外，在上述实施例中，泵浦单元810内的电路结构仅为本发明的一种实施方式，不应用来局限本发明的电路结构。而本领域的技术人员，可以藉由其它可提供多倍数输入电压输出的电路，来套用在本实施例的泵浦单元810中，并再搭配上述电路操作细节的说明，即可实现如上所述的功效(同时产生M*Vin与-M*Vin)，故不再赘述。

综上所述，本发明具有的优点如下：

(1)藉由储存电容(fly-capacitor)在某个控制信号(期间)下，作为输出电压的稳压作用，可在使用较少的电容个数下，产生相同的最高输出电压。因此，减少电容的使用个数，可节省电路的成本。

(2)藉由较少的控制信号(期间)，以减少电容上充电和放电不平衡的差，可产生较高的输出电压。因此本发明效率较高，最高负载电流也比较大。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，因此本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。

Claims (16)

1.一种电荷泵浦电路，用以依据一输入电压而产生一第一输出电压与一第二输出电压，该电荷泵浦电路包括：

一泵浦单元，其包括至少一内部电容、一第一端、一第二端、一第三端与一第四端，其中该第一端耦接至该输入电压，该第二端耦接至一第一电压，用以于一第一期间以该输入电压与该第一电压而对该内部电容充电，于一第二期间与一第三期间使该内部电容基于该第三端的电压电平而提供该第一输出电压给该第四端；

一第一开关，具有第一端与第二端，该第一开关的第一端耦接至一第二电压，该第一开关的第二端耦接至该泵浦单元的第三端，该第一开关于该第一期间断开，于该第二期间与该第三期间接通；

一第二开关，具有第一端与第二端，该第二开关的第一端耦接至该泵浦单元的第四端，该第二开关于该第一期间断开，于该第二期间与该第三期间接通；

一第三开关，具有第一端与第二端，该第三开关的第一端耦接至该第二开关的第二端，该第三开关于该第一期间与该第二期间接通，于该第三期间断开，其中，第三开关的第一端耦接至该第一输出电压的输出端；

一第四开关，具有第一端与第二端，该第四开关的第一端耦接至一第三电压，该第四开关于该第一期间与该第二期间接通，于该第三期间断开；

一第五开关，具有第一端与第二端，该第五开关的第一端耦接至一第四电压，该第五开关于该第一期间与该第二期间断开，于该第三期间导通；

一储存电容，具有第一端与第二端，该储存电容的第一端耦接至该第三开关的第二端与该第五开关的第二端，该储存电容的第二端耦接至该第四开关的第二端，该储存电容的第二端耦于该第二期间接至该第三电压，用以以该第一输出电压与该第三电压而对该储存电容充电，于该第三期间使该储存电容基于该第四电压的电压电平而提供该第二输出电压给该储存电容的第二端，该储存电容的第二端耦接至该第三电压，用以于该第一期间使该储存电容基于该第三电压的电压电平而提供该第一输出电压给该储存电容的第一端；以及

一第六开关，具有第一端与第二端，该第六开关的第一端耦接至该储存电容的第二端，该第六开关于该第一期间与该第二期间断开，于该第三期间接通，其中，该第六开关的第二端耦接至该第二输出电压的输出端。

2.如权利要求1所述的电荷泵浦电路，其中该泵浦单元还包括：

一第七开关，其一端为该泵浦单元的第一端，而其另一端耦接至该内部电容的第一端，其中该内部电容的第一端为该泵浦单元的第四端；以及

一第八开关，其一端为该泵浦单元的第二端，而其另一端耦接至该内部电容的第二端，其中该内部电容的第二端为该泵浦单元的第三端。

3.如权利要求1所述的电荷泵浦电路，其中该泵浦单元还包括：

M个内部电容，M为大于0的正整数，

其中，于该第一期间使所述内部电容并联耦接于该泵浦单元的第一端与第二端之间，于该第二期间与第三期间使所述内部电容相互串联而成为一内部电容串，而该内部电容串的电压累增端耦接至该泵浦单元的第四端，且该内部电容串的电压基准端耦接至该泵浦单元的第三端。

4.如权利要求3所述的电荷泵浦电路，其中该泵浦单元还包括：

M个第一内部开关，分别耦接于对应的所述内部电容的第一端与该泵浦单元的该第一端之间，用以于该第一期间导通；

M个第二内部开关，分别耦接于对应的所述内部电容的第二端与该泵浦单元的该第二端之间，用以于该第一期间导通；以及

M-1个第三内部开关，其中第i个第三内部开关的第一端耦接至第i个内部电容的第一端，第i个第三内部开关的第二端耦接至第i+1个内部电容的第二端，用以于该第二期间与第三期间导通，使得所述内部电容相互串联而成为该内部电容串，i为正整数且0＜i＜M。

5.如权利要求1所述的电荷泵浦电路，还包括：

一输出电容，其一端耦接至接地端，而其另一端耦接至该第六开关的第二端。

6.如权利要求1所述的电荷泵浦电路，其中该第一电压、该第三电压与该第四电压为接地电压。

7.如权利要求1所述的电荷泵浦电路，其中该第二电压为该输入电压。

8.一种电荷泵浦电路，包括：

一泵浦单元，具有输入端与输出端，该泵浦单元的输入端接收一输入电压，并于该泵浦单元的输出端提供一第一输出电压；

一第一开关，具有第一端与第二端，该第一开关的第一端耦接至该泵浦单元的输出端，该第一开关于一第一期间断开，于一第二期间与一第三期间接通，其中，该第一开关的第二端耦接至该第一输出电压的输出端；

一第二开关，具有第一端与第二端，该第二开关的第一端耦接至该第一开关的第二端，该第二开关于该第一期间与该第二期间接通，于该第三期间断开；

一第三开关，具有第一端与第二端，该第三开关的第一端耦接至一第一电压，该第三开关于该第一期间与该第二期间接通，于该第三期间断开；

一第四开关，具有第一端与第二端，该第四开关的第一端耦接至一第二电压，该第四开关于该第一期间与该第二期间断开，于该第三期间接通；

一储存电容，具有第一端与第二端，该储存电容的第一端耦接至该第二开关的第二端与该第四开关的第二端，该储存电容的第二端耦接至该第三开关的第二端，该储存电容的第二端于该第二期间耦接至该第一电压，用以以该第一输出电压与该第一电压而对该储存电容充电，于该第三期间使该储存电容基于该第二电压的电压电平而提供一第二输出电压给该储存电容的第二端，该储存电容的第二端于第一期间耦接至该第一电压，用以使该储存电容基于该第一电压的电压电平而提供该第一输出电压；以及

一第五开关，具有第一端与第二端，该第五开关的第一端耦接至该储存电容的第二端，该第五开关于该第一期间与该第二期间断开，于该第三期间接通，其中，该第五开关的第二端耦接至该第二输出电压的输出端。

9.如权利要求8所述的电荷泵浦电路，其中该泵浦单元包括：

一第一泵浦单元，具有至少一第一内部电容、一第一端、一第二端、一第三端与一第四端，其中该第一端耦接至一输入电压，该第二端耦接至一第三电压，用以于该第二期间与该第三期间以该输入电压与该第三电压而对该第一内部电容充电，于该第一期间使该第一内部电容基于该第三端的电压电平而提供一输出电压给该第四端；

一第六开关，具有第一端与第二端，该第六开关的第一端耦接至一第四电压，该第六开关的第二端耦接至该第一泵浦单元的第三端，该第六开关于该第一期间接通，于该第二期间与该第三期间断开；

一第七开关，具有第一端与第二端，该第七开关的第一端耦接至该第一泵浦单元的第四端，该第七开关于该第一期间接通，于该第二期间与该第三期间断开；

一内部电容，具有第一端与第二端，其中该内部电容的第一端耦接至该第七开关的第二端，该内部电容的第二端于该第一期间耦接至该第三电压，用以以该输出电压与该第三电压对该内部电容充电，于该第二期间与该第三期间使该内部电容基于该内部电容的第二端的电压电平以提供该第一输出电压至该泵浦单元的输出端；

一第八开关，具有第一端与第二端，该第八开关的第一端耦接至该内部电容的第二端，该第八开关的第二端耦接至该第三电压，该第八开关于该第一期间接通，于该第二期间与第三期间断开；以及

一第九开关，具有第一端与第二端，该第九开关的第一端耦接至该内部电容的第二端，该第九开关的第二端耦接至该第四电压，该第八开关于该第一期间断开，于该第二期间与第三期间接通。

10.如权利要求9所述的电荷泵浦电路，其中该第三电压为接地电压。

11.如权利要求9所述的电荷泵浦电路，其中该第四电压为该输入电压。

12.如权利要求9所述的电荷泵浦电路，其中该第一泵浦单元还包括：

一第十开关，其一端为该第一泵浦单元的该第一端，而其另一端耦接至该第一内部电容的第一端，其中该第一内部电容的第一端为该第一泵浦单元的该第四端；以及

一第十一开关，其一端为该第一泵浦单元的该第二端，而其另一端耦接至该第一内部电容的第二端，其中该第一内部电容的第二端为该第一泵浦单元的该第三端。

13.如权利要求9所述的电荷泵浦电路，其中该第一泵浦单元还包括：

M个第一内部电容，M为大于0的正整数，

其中，于该第二期间与该第三期间使所述第一内部电容并联耦接于该第一泵浦单元的第一端与第二端之间，于该第一期间使所述第一内部电容相互串联而成为一内部电容串，而该内部电容串的电压累增端耦接至该第一泵浦单元的第四端，且该内部电容串的电压基准端耦接至该第一泵浦单元的第三端。

14.如权利要求13所述的电荷泵浦电路，其中该第一泵浦单元还包括：

M个第一内部开关，分别耦接于对应的所述第一内部电容的第一端与该第一泵浦单元的该第一端之间，用以于该第一期间导通；

M个第二内部开关，分别耦接于对应的所述第一内部电容的第二端与该第一泵浦单元的该第二端之间，用以于该第一期间导通；以及

M-1个第三内部开关，其中第i个第三内部开关的第一端耦接至第i个第一内部电容的第一端，第i个第三内部开关的第二端耦接至第i+1个第一内部电容的第二端，用以于该第二期间与第三期间导通，使得所述第一内部电容相互串联而成为该内部电容串，i为正整数且0＜i＜M。

15.如权利要求8所述的电荷泵浦电路，还包括：

一输出电容，其一端耦接至接地端，而其另一端耦接至该第五开关的第二端。

16.如权利要求8所述的电荷泵浦电路，其中该第一电压、该第二电压为接地电压。

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