CN101707438A - 一种电荷泵升压电路 - Google Patents
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Abstract
一种电荷泵升压电路，其特征在于它是由基准电压单元、误差放大器、电压频率转换电路、电荷泵电路、电压分压电路和滤波电容CAP构成；其优越性在于：①有效的改善了电荷泵输出电压的精度，降低输出电压的纹波；②由于是闭环控制，能够随着负载的大小实时调节时钟的频率，可以最大限度的降低了电路的功耗；③电路结构简单，操作方便，经济实用。
Description
(一)技术领域：
本发明涉及一种半导体集成电路，尤其是一种电荷泵升压电路。
(二)背景技术：
电荷泵可以采用开环或闭环方式工作，在实际的电路应用中，大多采用闭环的方式控制输出电压，用以输出准确的电压；但是，由固定频率的振荡器提供时钟的升压模式在闭环反馈下仍然在输出产生较大的纹波，为了抑制纹波的幅度，通常需要在电荷泵的输出额外添加很大的电容；而且，由于振荡器频率保持不变，整体电路需要耗费很大的功耗。
(三)发明内容：
本发明的目的在于设计一种电荷泵升压电路，它可以克服现有技术的不足，可以有效地提高输出电压的精度，降低输出电压的纹波，随着负载的大小调时钟的频率，最大限度的降低了电路的功耗。
本发明的技术方案：一种电荷泵升压电路，其特征在于它是由基准电压单元、误差放大器、电压频率转换电路、电荷泵电路、电压分压电路和滤波电容CAP构成；其中，所说的误差放大器的正向输入端采集基准电压单元发出的基准电压信号VREF；所说的误差放大器的输出端输出电压信号VC，输送给电压频率转换电路的输入端；所说的电压频率转换电路的输出端输出时钟信号CK，发送给电荷泵电路；所说的电荷泵电路的输出端输出电压VH信号；所说的电压分压电路的输入端采集电荷泵电路输出的输出电压VH信号，并输出电压VB信号给误差放大器的负向输入端，其另一输出端接地；所说的滤波电容CAP一端连接输出电压VH信号，其另一端接地。
一种电荷泵升压电路，其特征在于它的工作环境为普通工艺的集成电路、亚微米工艺的集成电路以及深亚微米工艺的集成电路。
一种电荷泵升压电路，其特征在于它可以应用在需要进行升压电路的系统中。
本发明的工作原理：当电荷泵电路输出低于预定值时，电压分压电路的输出电压低于基准电压，误差放大器输出较高的电压给电压频率转换电路，从而电荷泵的输入时钟频率最高；随着电荷泵输出电压不断上升，当电荷泵电路输出高于预定值时，电压分压电路的输出电压高于基准电压，误差放大器输出较低的电压给电压频率转换电路，从而电荷泵的输入时钟频率逐渐降低，直至电荷泵输出电压达到预定值后，电路进入稳定状态，此时电压分压电路的输出与基准电压相等，误差放大器输出电压以及电荷泵输入时钟频率达到稳定值。
由于是闭环控制，能够随着负载的大小实时调节时钟的频率，可以最大限度的降低了电路的功耗，由于电荷泵输入的时钟始终存在，因此极大的降低了输出电压的纹波。图1为普通闭环电荷泵结构图，此电路采用固定频率振荡器，利用时钟的通断来控制输出电压，因此在输出会产生很大的纹波。图2-c为本发明电路输出电压波形与普通结构电荷泵输出电压波形对比情况，本发明电路的输出纹波远远小于普通结构电荷泵输出电压纹波。
本发明的优越性在于：①有效的改善了电荷泵输出电压的精度，降低输出电压的纹波；②由于是闭环控制，能够随着负载的大小实时调节时钟的频率，可以最大限度的降低了电路的功耗；③电路结构简单，操作方便，经济实用。
(四)附图说明：
图1为现有技术利用闭环反馈结构控制输出电压的电荷泵升压电路原理图。
图2为本发明所涉一种电荷泵升压电路的电路图(其中，图2-a为利用电压频率转换电路控制输出电压的电荷泵升压电路结构框图；图2-b为工作时各点电压波形图；图2-c为本发明电路输出电压波形与普通结构电荷泵输出电压波形比较图，其中，实线为本发明电路输出电压波形；虚线为普通结构电荷泵输出电压波形比较图)。
(五)具体实施方式：
实施例：一种电荷泵升压电路(见图2-a)，其特征在于它是由基准电压单元、误差放大器、电压频率转换电路、电荷泵电路和电压分压电路、滤波电容CAP；其中，所说的误差放大器的正向输入端采集基准电压单元发出的基准电压信号VREF；所说的误差放大器的输出端输出电压信号VC，输送给电压频率转换电路的输入端；所说的电压频率转换电路的输出端输出时钟信号CK，发送给电荷泵电路；所说的电荷泵电路的输出端输出电压VH信号；所说的电压分压电路的输入端采集电荷泵电路输出的输出电压VH信号，并输出电压VB信号给误差放大器的负向输入端，其另一输出端接地；所说的滤波电容CAP一端连接输出电压VH信号，其另一端接地。
一种电荷泵升压电路，其特征在于它的工作环境为普通工艺的集成电路、亚微米工艺的集成电路以及深亚微米工艺的集成电路。
一种电荷泵升压电路，其特征在于它可以应用在需要进行升压电路的系统中。
Claims (3)
1.一种电荷泵升压电路，其特征在于它是由基准电压单元、误差放大器、电压频率转换电路、电荷泵电路、电压分压电路和滤波电容CAP构成；其中，所说的误差放大器的正向输入端采集基准电压单元发出的基准电压信号VREF；所说的误差放大器的输出端输出电压信号VC，输送给电压频率转换电路的输入端；所说的电压频率转换电路的输出端输出时钟信号CK，发送给电荷泵电路；所说的电荷泵电路的输出端输出电压VH信号；所说的电压分压电路的输入端采集电荷泵电路输出的输出电压VH信号，并输出电压VB信号给误差放大器的负向输入端，其另一输出端接地；所说的滤波电容CAP一端连接输出电压VH信号，其另一端接地。
2.根据权利要求1中所述一种电荷泵升压电路，其特征在于它的工作环境为普通工艺的集成电路、亚微米工艺的集成电路以及深亚微米工艺的集成电路。
3.根据权利要求1中所述一种电荷泵升压电路，其特征在于它可以应用在需要进行升压电路的系统中。
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