CN101540549A - 电压调节式电荷泵 - Google Patents
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Abstract
一种电压调节式电荷泵，包含电荷泵电路，用以接收输入电压以产生输出电压，其中电荷泵电路还包含电容、第一开关以及第二开关。第一开关是耦接于输入电压以及电容的第一端之间，而第二开关是耦接于电容的第一端，其中第一开关及第二开关交替地开启，使得电容进行充电而产生输出电压。此电压调节式电荷泵还包含第三开关以及电压调节电路。第三开关是耦接于电荷泵电路，而电压调节电路则是具有输入端及输出端，其中输入端用以接收输出电压，输出端是耦接于第三开关。电压调节电路用以控制第三开关而调整由电荷泵电路所产生的输出电压。
Description
技术领域
本发明是有关于一种电荷泵，且特别是有关于一种电压调节式负电荷泵。
背景技术
就一般的电荷泵而言，其是利用电容所具有的电荷储存能力，而产生二倍或三倍于电源供应电压的输出电压。然而，对于液晶显示器(LCD)中的栅极驱动器而言，用来启动栅极驱动器的偏压(如：Vgh和Vgl)必须更加地精准，如此才可使栅极驱动器更准确地驱动显示面板上的扫描线。因此，必须提供一种具有电压调节能力的电荷泵，藉以产生可调节的输出电压来启动栅极驱动器。
为此目的，一种利用误差放大器来调节输出电压的电压调节式电荷泵便因而产生，希望藉此获得更精确的偏压来启动栅极驱动器。然而，由于液晶显示器的尺寸有愈来愈大的趋势，所以电压调节式电荷泵也必须提供更高的输出电压，才能因应大尺寸液晶显示器中增加的负载。此外，一般电压调节式电荷泵中的误差放大器也必须设计成具有较好的输入(sinking)和输出(sourcing)能力，以符合大尺寸液晶显示器的需求。如此一来，设计符合大尺寸液晶显示器的电压调节式电荷泵便不是一件容易的事。而且，即便设计出所需的电荷泵，电荷泵亦可能有稳定性的问题。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种电压调节式电荷泵，用以产生精确且稳定的输出电压，以供大尺寸的液晶显示器使用。
根据本发明的一实施例，提出一种电压调节式电荷泵。此电压调节式电荷泵包含电荷泵电路，用以接收输入电压以产生输出电压，其中电荷泵电路还包含电容、第一开关以及第二开关。第一开关是耦接于输入电压以及电容的第一端之间，而第二开关是耦接于电容的第一端，其中第一开关及第二开关是交替地开启，使得电容充电而产生输出电压。此电压调节式电荷泵还包含第三开关以及电压调节电路。第三开关是耦接于电荷泵电路，而电压调节电路则是具有输入端以及输出端，其中输入端用以接收输出电压，输出端是耦接于第三开关。此外，电压调节电路用以控制第三开关而调整由电荷泵电路所产生的输出电压。
根据本发明上述的实施例可知，此电压调节式电荷泵可用以输出精确且稳定的输出电压，供大尺寸的液晶显示器使用，藉以解决当电压调节式电荷泵输出大电压时可能产生的稳定性问题。
附图说明
图1是绘示依照本发明实施例的一种电压调节式电荷泵的示意图。
[主要元件标号说明]
100：电压调节式电荷泵 110：电荷泵电路
112：第一开关 114：第二开关
116：第一运算放大器 118：第二运算放大器
120：第三开关 130：电压调节电路
132：误差放大器 134：分压电路
具体实施方式
图1是绘示依照本发明实施例的一种电压调节式电荷泵的示意图。此电压调节式电荷泵100为负电荷泵，并包括电荷泵电路110，用以接收输入电压VIN而产生输出电压Vneg。电荷泵电路110包括电容C1、第一开关112、第二开关114、第一运算放大器116以及第二运算放大器118。第一开关112是耦接于输入电压VIN以及电容C1的第一端之间，而第二开关114是耦接于电容C1的第一端。第一运算放大器116是耦接于输入电压VIN以及接地端GND，并用以接收时序信号CLK以控制第一开关112。第二运算放大器118是耦接于输入电压VIN以及接地端GND，并用以接收时序信号CLK以控制第二开关114。其中，第一运算放大器116以及第二运算放大器118分别根据时序信号CLK而交替地开启第一开关112及第二开关114，使得电容C1因此充电而产生输出电压Vneg。
电压调节式电荷泵100还包括第三开关120以及电压调节电路130。第三开关120是耦接于第二开关114，而电压调节电路130则是具有输入端以及输出端，其中输入端用以接收输出电压Vneg，而输出端是耦接于第三开关120。此外，电压调节电路130用以控制第三开关120而调整由电荷泵电路110所产生的输出电压Vneg。再者，电压调节电路130亦耦接参考电压Vref，此参考电压Vref通常是设定在特定电平，并用以与输出电压Vneg中的电平波动(fluctuation)进行比较。
在本实施例中，第一开关112为P型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)M1，而第二开关114为N型金属氧化物半导体场效应晶体管M2。其中，晶体管M1的栅极端是耦接于第一运算放大器116的输出端，其源极端是耦接于输入电压VIN，而其漏极端则是耦接于电容C1的第一端；晶体管M2的栅极端是耦接于第二运算放大器118的输出端，其漏极端是耦接于电容C1的第一端，而其源极端则是耦接于第三开关120。此外，第三开关120可为N型金属氧化物半导体场效应晶体管M3，其中晶体管M3的漏极端是耦接于晶体管M2的源极端，其源极端是耦接于接地端GND，而其栅极端则是耦接于电压调节电路130。
电压调节电路130则还包括误差放大器(error amplifier)132以及分压电路134，其中误差放大器132为运算放大器，并用以控制晶体管M3。误差放大器132具有第一放大器输入端、第二放大器输入端以及放大器输出端，其中第一放大器输入端是耦接于分压电路134，第二放大器输入端是耦接于接地端GND，而放大器输出端则是耦接于晶体管M3的栅极端，藉以控制晶体管M3的开关状态。分压电路134是耦接于输出电压Vneg以及误差放大器132的第一放大器输入端之间，并用以输出输出电压Vneg的分压至误差放大器132的第一放大器输入端。此外，分压电路134可包括两电阻R1和R2，其中电阻R1的一端连接于输出电压Vneg，而另一端连接于误差放大器132的第一放大器输入端；电阻R2的一端连接于误差放大器132的第一放大器输入端，而另一端连接于参考电压Vref。
以下将以一实施例来说明上述电压调节式电荷泵100的操作情形。其中，电荷泵电路110根据时序信号CLK而于不同周期时间进行操作，以产生调节的输出电压Vneg。在第一周期时间，当晶体管M1开启而晶体管M2关闭时，节点Qa的电压会因此上升至约相等于输入电压VIN的电平，而节点Qb的电压是位于非常低的电平且近似于0。此时，输出电压Vneg会由电容C1产生，并经由电阻R1传送至误差放大器132的第一放大器输入端，而误差放大器132则是接收输出电压Vneg的分压以输出误差信号，藉以开启晶体管M3。另一方面，倘若输出电压Vneg根据电容C1改变时，误差放大器132的放大器输出端的电压(即节点Qc的电压)则将会因此改变，并藉此改变晶体管M3的开关状态。此外，由于晶体管M3的开关状态改变，与晶体管M3的开关状态具有一定关系的导通电阻Rds(on)也会因此改变。所以，晶体管M3的导通电阻Rds(on)会由误差放大器132来进行控制。
接着，在第二周期时间，当晶体管M1关闭而晶体管M2开启时，不同的输出电压Vneg会由电容C1产生，并经由电阻R1传送至误差放大器132的第一放大器输入端。此时，由于晶体管M3仍维持在开启的状态，所以流经晶体管M3的电流是连续的电流，也因为流经晶体管M3的电流为连续的电流，所以在输出电压Vneg中有较少的涟波(ripple)产生。因此，便可仅通过控制晶体管M3的导通电阻Rds(on)来调节输出电压Vneg；亦即，电荷泵可因此仅通过控制晶体管M3的开启状态来提供可调节的输出电压Vneg，而不需考虑误差放大器132的输入(sinking)和输出(sourcing)能力。
因此，电荷泵的输出电压Vneg可仅通过控制晶体管M3的开启状态来进行调节；亦即，即使电荷泵必须提供较高的输出电压予大尺寸的液晶显示器使用，电荷泵可仅通过控制晶体管M3的导通电阻Rds(on)来提供可调节的输出电压Vneg，而电荷泵亦可因此而操作于稳定的状态。
根据本发明上述的实施例可知，此电压调节式电荷泵可用以输出精确且稳定的输出电压，供大尺寸的液晶显示器使用，藉以解决当电压调节式电荷泵输出大电压时可能产生的稳定性问题。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。
Claims (12)
1.一种电压调节式电荷泵，包含：
电荷泵电路，用以接收输入电压以产生输出电压，该电荷泵电路还包含：
电容；
第一开关，耦接于该输入电压以及该电容的第一端之间；以及
第二开关，耦接于该电容的该第一端，其中该第一开关及该第二开关交替地开启，使得该电容充电以产生该输出电压；
第三开关，耦接于该电荷泵电路；以及
电压调节电路，具有输入端以及输出端，该输入端用以接收该输出电压，该输出端是耦接于该第三开关；
其中，该电压调节电路用以控制该第三开关而调整由该电荷泵电路所产生的该输出电压。
2.根据权利要求1所述的电压调节式电荷泵，其中该电压调节电路还包含：
误差放大器，具有第一放大器输入端、第二放大器输入端以及放大器输出端，该第一放大器输入端是耦接于该输出电压，该第二放大器输入端是耦接于接地端，该放大器输出端是耦接于该第三开关，藉以控制该第三开关。
3.根据权利要求2所述的电压调节式电荷泵，其中该电压调节电路还包含：
分压电路，耦接于该输出电压以及该误差放大器的该第一放大器输入端之间，并用以输出该输出电压的分压至该第一放大器输入端。
4.根据权利要求3所述的电压调节式电荷泵，其中该分压电路还包含：
第一电阻，具有第一端以及第二端，该第一电阻的该第一端是连接于该输出电压，该第一电阻的该第二端是连接于该误差放大器的该第一放大器输入端；以及
第二电阻，具有第三端以及第四端，该第二电阻的该第三端是连接于该误差放大器的该第一放大器输入端，该第二电阻的该第四端是连接于参考电压。
5.根据权利要求2所述的电压调节式电荷泵，其中该第三开关为N型金属氧化物半导体场效应晶体管。
6.根据权利要求5所述的电压调节式电荷泵，其中该晶体管的栅极端是耦接于该误差放大器的该放大器输出端，该晶体管的漏极端是耦接于该第二开关，该晶体管的源极端是耦接于该接地端。
7.根据权利要求5所述的电压调节式电荷泵，其中该晶体管的导通电阻是由该误差放大器所控制。
8.根据权利要求2所述的电压调节式电荷泵，其中该误差放大器为运算放大器。
9.根据权利要求1所述的电压调节式电荷泵，其中该第一开关以及该第二开关是根据时序信号而各自开启。
10.根据权利要求9所述的电压调节式电荷泵，其中该电荷泵电路还包含：
第一运算放大器，耦接于该输入电压，并用以接收该时序信号以控制该第一开关；以及
第二运算放大器，耦接于该输入电压，并用以接收该时序信号以控制该第二开关。
11.根据权利要求1所述的电压调节式电荷泵，其中该第一开关以及该第二开关分别为P型金属氧化物半导体场效应晶体管以及N型金属氧化物半导体场效应晶体管。
12.根据权利要求1所述的电压调节式电荷泵，其中该电压调节式电荷泵为负电荷泵。
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| CN200810081985A CN101540549A (zh) | 2008-03-21 | 2008-03-21 | 电压调节式电荷泵 |
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| CN101540549A true CN101540549A (zh) | 2009-09-23 |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105245141A (zh) * | 2015-11-16 | 2016-01-13 | 中国电子科技集团公司第四十三研究所 | 一种高压悬浮mosfet/igbt连续栅极驱动电路 |
| CN105468075A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-04-06 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 负压电荷泵反馈电路 |
| CN109428376A (zh) * | 2017-08-22 | 2019-03-05 | 辛纳普蒂克斯公司 | 电荷泵的分隔储存电容器架构 |
| CN111508444A (zh) * | 2019-01-31 | 2020-08-07 | 格科微电子（上海）有限公司 | 提高电荷泵驱动能力的芯片控制方法 |
| CN113064461A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-02 | 苏州喻芯半导体有限公司 | 一种具有超低片外电容的ldo电路 |
| CN117277791A (zh) * | 2023-09-26 | 2023-12-22 | 苏州纳芯微电子股份有限公司 | 电荷泵电路及控制方法 |
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2008
- 2008-03-21 CN CN200810081985A patent/CN101540549A/zh active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105245141A (zh) * | 2015-11-16 | 2016-01-13 | 中国电子科技集团公司第四十三研究所 | 一种高压悬浮mosfet/igbt连续栅极驱动电路 |
| CN105468075A (zh) * | 2015-12-22 | 2016-04-06 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 负压电荷泵反馈电路 |
| CN105468075B (zh) * | 2015-12-22 | 2017-10-24 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 负压电荷泵反馈电路 |
| CN109428376A (zh) * | 2017-08-22 | 2019-03-05 | 辛纳普蒂克斯公司 | 电荷泵的分隔储存电容器架构 |
| CN109428376B (zh) * | 2017-08-22 | 2023-03-31 | 豪威Tddi安大略有限合伙公司 | 电荷泵的分隔储存电容器架构 |
| CN111508444A (zh) * | 2019-01-31 | 2020-08-07 | 格科微电子（上海）有限公司 | 提高电荷泵驱动能力的芯片控制方法 |
| CN111508444B (zh) * | 2019-01-31 | 2022-12-30 | 格科微电子（上海）有限公司 | 提高电荷泵驱动能力的芯片控制方法 |
| CN113064461A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-02 | 苏州喻芯半导体有限公司 | 一种具有超低片外电容的ldo电路 |
| CN117277791A (zh) * | 2023-09-26 | 2023-12-22 | 苏州纳芯微电子股份有限公司 | 电荷泵电路及控制方法 |
| CN117277791B (zh) * | 2023-09-26 | 2024-05-03 | 苏州纳芯微电子股份有限公司 | 电荷泵电路及控制方法 |
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| PB01 | Publication | ||
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20090923 |