CN103973104B - 电荷泵电路及相关的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开电荷泵电路及相关的控制方法。本发明一个实施例的本发明提出的电荷泵电路的实施例之一包含：多个开关、多个电容、控制信号产生电路及模式控制电路。电荷泵电路可以运作于三种控制模式，以提供三组不同信号值的电源信号。在第一控制模式中，电荷泵电路可以提供与输出电压信号相同的电源信号。在第二控制模式中，电荷泵电路可以提供输出电压信号二分之一信号值的电源信号。在第三控制模式中，电荷泵电路可以提供输出电压信号三分之一信号值的电源信号。在上述的实施例中，电荷泵电路可以提供多组不同信号值的电源信号，以提升后级电路的能源使用效率，并且能够降低后级电路产生信号失真的情况。

Description

电荷泵电路及相关的控制方法

技术领域

本发明有关于一种电荷泵电路，尤指一种可提供多组输出电压的电荷泵电路及相关的控制方法。

背景技术

现今人们对于可携式电子产品的依赖性越来越高，例如，笔记本电脑、智能手机等产品已经成为许多人日常生活不可或缺的用品。可携式电子产品必须仰赖电池进行运作，因此，若能提高能源使用效率，可携式电子产品的使用时间也可以有效地被延长。此外，对于其他电子产品而言，提高能源使用效率也能达到善用能源及环境保护的目的。

在电子产品中，可以从许多途径着手改善能源使用效率，例如，从常见的放大电路等元件进行改善。放大电路通常会耦接于两个电位(例如，供电端及接地端的电位)以作为电源信号，以依据输入信号而产生经过放大的输出信号。由于输入信号会呈现动态变化，导致输出信号也会随之变动，为了避免输出信号产生失真，通常会将电源信号设置为大于输出信号的最大值及最小值。当两个电源信号间的差距被设置为较大时，输出信号较不容易产生失真，但是会使放大电路的能源使用效率降低。另一方面，当两个电源信号的差距值被设置为较小时，放大电路的能源效率可以提升，但是输出信号较容易产生失真。为了能够提升放大电路的能源使用效率及降低输出信号产生失真的情形，可以依据输入信号及输出信号的特性而调整电源信号，例如，使用参考电压产生装置以产生多组不同信号值的电源信号以达到此种功效。

发明内容

有鉴于此，在上述相关领域中，如何设计一种可提供多组不同信号值的电源信号的参考电压产生装置，实为业界有待解决的问题。

本说明书提供一种电荷泵电路的实施例，其包含：一第一开关，包含一第一端用于耦接一输入电压信号，以及一第二端用于耦接一第一电容的一第一端；一第二开关，包含一第一端用于耦接该第一电容的该第一端，以及一第二端用于耦接一第三电容的一第一端；一第三开关，包含一第一端用于耦接一第一电容的一第二端及一第二电容的一第一端，以及一第二端用于耦接一预设电位；一第四开关，包含一第一端用于耦接该第二电容的一第二端，以及一第二端用于耦接该预设电位；一第五开关，包含一第一端用于耦接该第一电容的该第二端及该第二电容的该第一端，以及一第二端用于耦接该第三电容的该第一端；一第六开关，包含一第一端用于耦接该第二电容的该第二端，以及一第二端用于耦接一第四电容的该第一端；一第七开关，包含一第一端用于耦接该第三电容的该第一端，以及一第二端用于耦接该第二电容的该第二端；以及一控制信号产生电路，设置该第一开关、该第二开关、该第三开关、该第四开关、该第五开关、该第六开关以及该第七开关的导通状态，使该电荷泵电路运作于一第一控制模式、一第二运作模式及一第三运作模式的至少其中二者，而于该第三电容的该第一端产生一第一电源信号以及于该第四电容的该第一端产生一第二电源信号；其中当电荷泵电路运作于该第一控制模式时，该电荷泵电路所产生的该第一电源信号等于该输入电压信号，而该第二电源信号等于负的该输入电压信号；当电荷泵电路运作于该第二控制模式时，该电荷泵电路所产生的该第一电源信号等于该输入电压信号的1/2，而该第二电源信号等于该输入电压信号的-1/2；当电荷泵电路运作于该三第控制模式时，该电荷泵电路所产生的该第一电源信号等于该输入电压信号的1/3，而该第二电源信号等于该输入电压信号的-1/3；并且该第三电容的一第二端及该第四电容的一第二端分别耦接于该预设电位。

本说明书另提供一种电荷泵电路的控制方法的实施例，该电荷泵电路包含一第一开关、一第二开关、一第三开关、一第四开关、一第五开关、一第六开关以及一第七开关；该第一开关包含一第一端用于耦接一输入电压信号，以及一第二端用于耦接一第一电容的一第一端；该第二开关，包含一第一端用于耦接该第一电容的该第一端，以及一第二端用于耦接一第三电容的一第一端；该第三开关，包含一第一端用于耦接一第一电容的一第二端及一第二电容的一第一端，以及一第二端用于耦接一预设电位；该第四开关，包含一第一端用于耦接该第二电容的一第二端，以及一第二端用于耦接该预设电位；该第五开关，包含一第一端用于耦接该第一电容的该第二端及该第二电容的该第一端，以及一第二端用于耦接该第三电容的该第一端；该第六开关，包含一第一端用于耦接该第二电容的该第二端，以及一第二端用于耦接一第四电容的该第一端；该第七开关，包含一第一端用于耦接该第三电容的该第一端；及一第二端用于耦接该第二电容的该第二端；并且该第三电容的一第二端及该第四电容的一第二端分别耦接于该预设电位；其中该控制方法包含：设置该第一开关、该第二开关、该第三开关、该第四开关、该第五开关、该第六开关以及该第七开关的导通状态，以使该电荷泵电路运作于一第一控制模式、一第二运作模式及一第三运作模式的至少其中二者，而于该第三电容的该第一端产生一第一电源信号以及于该第四电容的该第一端产生一第二电源信号；其中当电荷泵电路运作于该第一控制模式时，该第一电源信号等于该输入电压信号，而该第二电源信号等于负的该输入电压信号；当电荷泵电路运作于该第二控制模式时，该第一电源信号等于该输入电压信号的1/2，而该第二电源信号等于该输入电压信号的-1/2；当电荷泵电路运作于该第三控制模式时，该第一电源信号等于该输入电压信号的1/3，而该第二电源信号等于该输入电压信号的-1/3。

上述实施例的优点之一是能够提供多组电位给放大电路，使放大电路能提升能源使用效率，并且降低输出信号产生失真的情形。本发明的其他优点将藉由以下的说明和附图进行更详细的解说。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明一实施例的电荷泵电路简化后的功能方块图。

图2至图4为图1的控制信号产生电路产生的开关控制信号的数个实施例简化后的时序图。

具体实施方式

以下将配合相关附图来说明本发明的实施例。在附图中，相同的标号表示相同或类似的元件或流程步骤。

以下将图1的电荷泵电路100为例，以说明如何以参考电压产生电路提供多组不同信号值的电源信号Vdd及Vss至放大电路190。图1是本发明一实施例的电荷泵电路100简化后的功能方块图。电荷泵电路100包含有开关111～117、电容131～134、控制信号产生电路150及模式控制电路170，而能够依据输入电压信号Vin而提供电源信号Vdd及Vss至放大电路190，使放大电路能够依据放大器输入信号Sin、第一电源信号Vdd及第二电源信号Vss而产生放大器输出信号Sout。输入电压信号Vin可以使用电池、电压源电路、电流源电路或者其他电路元件所实施，并且可以设置于电荷泵电路100的内部及/或外部，以提供所需的输入电压信号Vin。此外，为了图面简明而便于说明，电荷泵电路100的其他元件和连接关系并未绘示于图1中。

在图1的实施例中，第一开关111的第一端用以耦接于输入电压信号Vin，第一开关111的第二端则耦接于第一电容131的第一端。第二开关112的第一端耦接于第一电容131的第一端，第二开关112的第二端耦接于第三电容133的第一端。第三开关113的第一端耦接于第一电容131的第二端及第二电容132的第一端，第三开关113的第二端耦接于接地端电位Vgnd。第四开关114的第一端耦接于第二电容132的第二端，第四开关114的第二端耦接于接地端电位Vgnd。第五开关115的第一端耦接于第一电容131的第二端及第二电容132的第一端，第五开关115的第二端耦接于第三电容133的第一端。第六开关116的第一端耦接于第二电容132的第二端，第六开关116的第二端耦接于第四电容134的第一端。第七开关117的第一端耦接于第三电容133的第一端，第七开关117的第二端耦接于第二电容132的第二端。第三电容133的第二端及第四电容的第二端皆耦接于接地端电位Vgnd。

控制信号产生电路150用以产生开关控制信号SW1～SW7，以分别控制开关111～117，使电荷泵电路100能够提供不同信号值的电源信号Vdd和Vss至放大电路190。在本说明书中，控制信号产生电路150可用以控制开关111～117，以产生三组不同信号值的电源信号Vdd和Vss。

模式控制电路170可以使用各种合适的信号处理机制，以设置控制信号产生电路150产生所需的电源信号Vdd和Vss。模式控制电路170可以侦测放大器输入信号Sin的信号特性、放大器输出信号Sout的信号特性及/或侦测使用者的设定等方式，而对应地设置控制信号产生电路150。例如，在音频系统中，放大电路190用以将放大器输出信号Sout作为音频信号输出，由于使用者可以将输出信号的音量降低或者音频信号的特性不同的因素，模式控制电路170可以设置控制信号产生电路150产生不同信号值的电源信号Vdd和Vss，以提升能源使用效率并且降低输出信号产生失真的情形。

图2至图4是图1的控制信号产生电路150于不同控制模式时所产生的开关控制信号SW1～SW7的数个实施例简化后的时序图。以下将以图2至图4搭配图1进一步说明电荷泵电路100在不同控制模式下的运作，以产生三组不同信号值的电源信号Vdd和Vss。在以下的实施例中，开关控制信号SW1～SW7皆以高电平有效(activehigh)的方式表示，以便于说明。因此，当开关控制信号为高电位时，会将开关设置为导通，而当开关控制信号为低电位时，会将开关设置为不导通。

图2为控制信号产生电路150设置电荷泵电路100运作于第一控制模式时，所产生的开关控制信号SW1～SW7的一实施例简化后的时序图。在本实施例中，当电荷泵电路100运作于第一控制模式时，电源信号Vdd等于输入电压信号Vin，而电源信号Vss等于负的输入电压信号Vin，也就是电源信号Vdd和Vss的绝对值相等(皆为Vin)，并且电源信号Vdd和Vss的极性相反(分别为Vin及-Vin)。当电荷泵电路100运作于第一控制模式时，控制信号产生电路150会将开关111～117的导通状态交替地设置于第一模态及第二模态。

如图2的第一时段T1所示，控制信号产生电路150会将开关控制信号SW1、SW2、SW4及SW5设置为高电位，并且将开关控制信号SW3、SW6及SW7设置为低高电位，使开关111～117的导通状态成为第一模态。因此，开关111、开关112、开关114和开关115会呈现导通状态，而开关113、开关116和开关117会呈现不导通状态，使电容132及133并联于输入电压信号Vin和接地端电位Vgnd之间。因此，输入电压信号Vin对电容132及133充电至输入电压信号Vin的电位，使电源信号Vdd和输入电压信号Vin的电位相同。

如图2的第二时段T2所示，控制信号产生电路150会将开关控制信号SW3及SW6设置为高电位，并且将开关控制信号SW1、SW2、SW4、SW5及SW7设置为低高电位，使开关111～117的导通状态成为第二模态。因此，开关113和开关116会呈现导通状态，而开关111、开关112、开关114、开关115和开关117会呈现不导通状态，使电容133的第一端和电荷泵电路100的其他元件之间不导通而使电源信号Vdd维持为输入电压信号Vin的电位，即电源信号Vdd=Vin。此时，电容132的第一端耦接于接地端的电位Vgnd，电容132的第二端耦接于电容134的第一端，而电容134的第二端也耦接于接地端的电位Vgnd。因此，电容132第二端至电容132第一端的电位会与输入电压信号Vin的电位的绝对值相同，并且这两个电位的极性相反。电容134的电位等于电容132的第二端至电容132的第一端的电位，因此，电源信号Vss(即电容134的电位)会与输入电压信号Vin的电位的绝对值相同并且极性相反，即电源信号Vss=-Vin。

如图2的时段T1～T4所示，当控制信号产生电路150将开关111～117的导通状态交替地设置于第一模态及第二模态时，即能够设置电荷泵电路100提供电源信号Vdd=Vin和电源信号Vss=-Vin至放大电路190。

图3为控制信号产生电路150设置电荷泵电路100运作于第二控制模式时，所产生的开关控制信号SW1～SW7的一实施例简化后的时序图。在本实施例中，当电荷泵电路100运作于第二控制模式时，电源信号Vdd等于输入电压信号Vin的1/2，而电源信号Vss等于输入电压信号Vin的-1/2，也就是电源信号Vdd和Vss的绝对值相等(皆为Vin/2)，并且电源信号Vdd和Vss的极性相反(分别为Vin/2及-Vin/2)。当电荷泵电路100运作于第二控制模式时，控制信号产生电路150会将开关111～117的导通状态交替地设置于第三模态及第四模态。

如图3的第三时段V1所示，控制信号产生电路150会将开关控制信号SW1、SW4及SW5设置为高电位，并且将开关控制信号SW2、SW3、SW6及SW7设置为低高电位，使开关111～117的导通状态成为第三模态。因此，开关111、开关114和开关115会呈现导通状态，而开关112、开关113、开关116和开关117会呈现不导通状态，使电容131的第一端耦接于输入电压信号Vin。电容132的第一端及电容133的第一端耦接于电容131的第二端，电容132的第二端及电容133的第二端皆耦接于接地端电位Vgnd，而使电容132及133并联于电容131的第二端和接地端电位Vgnd之间。因此，输入电压信号Vin对电容132及133充电，使电容132及133的电位相同。

如图3的第四时段V2所示，控制信号产生电路150会将开关控制信号SW2、SW3及SW6设置为高电位，并且将开关控制信号SW1、SW4、SW5及SW7设置为低高电位，使开关111～117的导通状态成为第四模态。因此，开关112、开关113和开关116会呈现导通状态，而开关111、开关114、开关115和开关117会呈现不导通状态，使电容131的第二端、电容132的第一端、电容133的第二端及电容134的第二端都耦接于接地端电位Vgnd，并且电容131的第一端耦接于电容133的第一端，电容131的第二端耦接于电容132的第一端，电容132的第二端耦接于电容134的第一端。因此，电容133第一端至电容133第二端的电位等于电容131第一端至电容131第二端的电位，电容134第一端至电容134第二端的电位等于电容132第二端至电容132第一端的电位，而电容132第二端至电容132第一端的电位等于负的电容131第一端至电容131第二端的电位。藉由将开关111～117的导通状态交替地设置于第三模态及第四模态，电容133第一端至电容133第二端的电位会等于电容131第一端至电容131第二端的电位，而将输入电压信号Vin进行分压以分别成为Vin/2的电位，因此电源信号Vdd等于输入电压信号Vin的1/2，并且电容134第一端至电容134第二端的电位等于负的电容131第一端至电容131第二端的电位，因此电源信号Vss等于输入电压信号Vin的-1/2。

如图3的时段V1～V4所示，当控制信号产生电路150将开关111～117的导通状态交替地设置于第三模态及第四模态时，即能够设置电荷泵电路100提供电源信号Vdd=Vin/2和电源信号Vss=-Vin/2至放大电路190。

图4为控制信号产生电路150设置电荷泵电路100运作于第三控制模式时，所产生的开关控制信号SW1～SW7的一实施例简化后的时序图。在本实施例中，当电荷泵电路100运作于第三控制模式时，电源信号Vdd等于输入电压信号Vin的1/3，而电源信号Vss等于输入电压信号Vin的-1/3，也就是电源信号Vdd和Vss的绝对值相等(皆为Vin/3)，并且电源信号Vdd和Vss的极性相反(分别为Vin/3及-Vin/3)。当电荷泵电路100运作于第三控制模式时，控制信号产生电路150会将开关111～117的导通状态交替地设置于第五模态、第六模态及第四模态。

如图4的第五时段W1所示，控制信号产生电路150会将开关控制信号SW1及SW7设置为高电位，并且将开关控制信号SW2、SW3、SW4、SW5及SW6设置为低高电位，使开关111～117的导通状态成为第五模态。因此，开关111和开关117会呈现导通状态，而开关112、开关113、开关114、开关115和开关116会呈现不导通状态，使电容131、电容132及电容133串联于输入电压信号Vin和接地端电位Vgnd之间。

如图4的第六时段W2所示，控制信号产生电路150会将开关控制信号SW4及SW5设置为高电位，并且将开关控制信号SW1、SW2、SW3、SW6及SW7设置为低高电位，使开关111～117的导通状态成为第六模态。因此，开关114和开关115会呈现导通状态，而开关111、开关112、开关113、开关116和开关117会呈现不导通状态，使电容131的第一端未耦接于图1中电荷泵电路100的其他元件，而使电容132及133并联于电容131的第二端和接地端电位Vgnd之间，因此电容132及133的电位会相同。

如图4的第七时段W3所示，控制信号产生电路150会将开关控制信号SW2、SW3及SW6设置为高电位，并且将开关控制信号SW1、SW4、SW5及SW7设置为低高电位，使开关111～117的导通状态成为第四模态。因此，开关112、开关113和开关116会呈现导通状态，而开关111、开关114、开关115和开关117会呈现不导通状态，使电容131的第二端、电容132的第一端、电容133的第二端及电容134的第二端都耦接于接地端电位Vgnd，并且电容131的第一端耦接于电容133的第一端，电容131的第二端耦接于电容132的第一端，电容132的第二端耦接于电容134的第一端。因此，电容133第一端至电容133第二端的电位等于电容131第一端至电容131第二端的电位，电容133第一端至电容133第二端的电位也等于电容132第一端至电容132，电容134第一端至电容134第二端的电位等于电容132第二端至电容132第一端的电位，而电容132第二端至电容132第一端的电位等于负的电容131第一端至电容131第二端的电位。藉由将开关111～117的导通状态交替地设置于第五模态、第六模态及第四模态，电容133第一端至电容133第二端的电位会等于电容131第一端至电容131第二端的电位，并且会等于电容132第一端至电容132第二端的电位，而将输入电压信号Vin进行分压以分别成为Vin/3的电位，因此电源信号Vdd等于输入电压信号Vin的1/3，并且电容134第一端至电容134第二端的电位等于负的电容131第一端至电容131第二端的电位，因此电源信号Vss等于输入电压信号Vin的-1/3。

如图4的时段W1～W4所示，当控制信号产生电路150将开关111～117的导通状态交替地设置于第五模态、第六模态及第四模态时，即能够设置电荷泵电路100提供电源信号Vdd=Vin/3和电源信号Vss=-Vin/3至放大电路190。

在上述的实施例中，电荷泵电路100也可以另包含其他的电路元件，以降低各个电容的充电时间。

例如，在一实施例中，电荷泵电路100另包含一第八开关，第八开关的第一端用于接收输入电压信号Vin，第八开关的第二端耦接于第三电容133的第一端。当控制信号产生电路150将开关111～117的导通状态被设置为第一模态时，还会将第八开关设置为导通，使输入电压信号Vin可以通过第八开关、开关115而对电容132进行充电。因此，相较于上述的实施例中，输入电压信号Vin通过开关111、开关112、开关115对电容132进行充电，本实施例更能降低对电容132充电的时间。

在另一实施例中，电荷泵电路100另包含一第九开关，第九开关的第一端及第二端分别耦接于电容131的第一端及第二端。当控制信号产生电路150将开关111～117的导通状态被设置为第一模态时，还会将第九开关设置为导通，使输入电压信号Vin可以通过开关111及第九开关而对电容132进行充电。因此，相较于上述的实施例中，输入电压信号Vin通过开关111、开关112、开关115对电容132进行充电，本实施例更能降低对电容132充电的时间。

在另一实施例中，电荷泵电路100另包含一第十开关，第十开关的第一端用于接收输入电压信号Vin，第十开关的第二端耦接于第三电容131的第二端。当控制信号产生电路150将开关111～117的导通状态被设置为第一模态时，还会将第十开关设置为导通，使输入电压信号Vin可以通过第十开关而对电容132进行充电。因此，相较于上述的实施例中，输入电压信号Vin通过开关111、开关112、开关115对电容132进行充电，本实施例更能降低对电容132充电的时间。

在其他实施例中，电荷泵电路100也可以设置为包含有第八开关、第九开关及第十开关的至少其中之一，以降低对电容132充电的时间。

在图1的实施例中，电容131～134虽然绘制于电荷泵电路100的内部，实作上也可以依据不同的设计考虑，而将电容131～134分别设置于电荷泵电路100的内部或外部。例如，在一实施例中，图1的电荷泵电路100可以使用一个集成电路元件的方式实施。在其他实施例中，开关111～117及控制信号产生电路150使用一个集成电路元件的方式实施，并将电容131～134外接于该集成电路元件。在其他实施例中，电荷泵电路100可以使用一个或多个集成电路元件及/或离散电路元件的方式实施。

在上述的实施例中，由于电荷泵电路100产生电源信号Vdd和Vss的方式不涉及电容131～134的阻抗值，因此可以依据不同的设计考虑而将电容131～134的分别被设置为具有相等或不相等的阻抗值。

在上述的实施例中，开关111～117可以分别使用一个或多个晶体管元件，并且也可以搭配主动及/或被动的电路元件实施，以呈现导通及不导通状态。

在上述的实施例中，开关111～117的导通状态及不导通状态可以设置为相对性的状态。例如，当开关使用晶体管实施时而呈现导通状态时，开关能够导通一较大的电流。而当开关呈现不导通状态时，可以将开关设置为不导通电流或是仅导通一相对较小的电流(例如，漏电流或其他适当数值的电流)。

在上述的实施例中，各个信号及相关的电路皆以高电平有效的方式来表示及实施。在其他实施例中，各个信号及相关的电路皆能分别以高电平有效或低电平有效(activelow)的方式实施。

在上述的实施例中，虽然控制信号产生电路150绘示为产生7个开关控制信号SW1～SW7，控制信号产生电路150也可以使用逻辑电路或其他信号处理电路而产生开关控制信号SW1～SW7。例如，在上述的实施例中，可以使用同样的控制信号作为开关控制信号SW4和SW5。

在上述的实施例中，在各个控制模式中，可以依据不同的设计考虑而将每个模态的时段分别被设置为相等或不相等。

在上述的实施例中，在各个控制模式中，控制信号产生电路150也可以采用不同的顺序而将开关111～117设置为各个模态。例如，在第三控制模式中，控制信号产生电路150也可以先将开关111～117设置为第四模态、再设置为第五模态，然后再设置为第六模态，并且交替地将开关111～117设置为在这些模态中运作。

在图2至图4的实施例中，仅分别以4个时段进行说明三个控制模式中各个模态的交替运作，在实际运作上，电荷泵电路100可以在各个控制模式中持续地交替运作于各个模态，以产生所需的电源信号Vdd和Vss。

在上述的实施例中，电荷泵电路100可以运作于三个控制模式以提供三组电源信号。在其他的实施例中，电荷泵电路100也可以仅运作于三个控制模式的其中二者以提供其中二组电源信号，例如，提供(Vin,-Vin)以及(Vin/2,-Vin/2)、提供(Vin,-Vin)以及(Vin/3,-Vin/3)或者提供(Vin/2,-Vin/2)以及(Vin/3,-Vin/3)作为电源信号Vdd和Vss。

在上述的实施例中，开关113、开关114、电容133及电容134的第二端皆分别耦接于接地端电位Vgnd以便于说明。在其他实施例中，开关113、开关114、电容133及电容134的第二端也可以分别耦接于相同或不同的适当预设电位。

在上述的实施例及权利要求中叙述信号相等或相同时，可能因为工艺上的差异或是电路元件并非未于理论上的理想状态(例如，电容的漏电等)，而产生数值上的些许的差异，仍应属于本说明书所指称的相等或相同。

在上述的实施例中，放大器输入信号Sin及放大器输出信号Sout都设置为单端信号(single-endedsignal)以便于说明，在其他实施例中，放大器输入信号Sin及放大器输出信号Sout也可以分别设置为单端信号或是差分信号(differentialsignal)。

所属技术领域的技术人员皆可理解，在说明书及申请专利范围中使用的「电压」信号或「电流」信号皆可分别使用电压形式及/或电流形式的方式实施，并且对相关的电路做对应的修改。

在上述的实施例中，电荷泵电路100可以通过控制信号产生电路将开关111～117交替地设置于不同的模态下运作，而提供三组不同信号值的电源信号Vdd及Vss(分别为Vin及-Vin、Vin/2及-Vin/2、和Vin/3及-Vin/3)，而能依据不同的运作模式提供适当的电源信号Vdd和Vss至放大电路190。因此，当放大电路190的放大器输出信号Sout较小时，可以使用较小的电源信号Vdd及Vss，以提升能源使用效率。当放大电路190的放大器输出信号Sout较大时，可以使用较大的电源信号Vdd及Vss，以降低输放大器输出信号Sout产生失真的情况。因此，上述实施例的电荷泵电路100既可有效地提升能源使用效率，也能降低输出信号产生失真的情况。

在说明书及申请专利范围中使用了某些词汇来指称特定的元件。然而，所属技术领域的技术人员应可理解，同样的元件可能会用不同的名词来称呼。说明书及申请专利范围并不以名称的差异作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的基准。在说明书及申请专利范围所提及的「包含」为开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。另外，「耦接」在此包含任何直接及间接的连接手段。因此，若文中描述第一元件耦接于第二元件，则代表第一元件可通过电性连接或无线传输、光学传输等信号连接方式而直接地连接于第二元件，或者通过其他元件或连接手段间接地电性或信号连接至该第二元件。

在此所使用的「及/或」的描述方式，包含所列举的其中之一或多个项目的任意组合。另外，除非说明书中特别指明，否则任何单数格的用语都同时包含复数格的涵义。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种电荷泵电路，其特征在于，包含：

一第一开关，包含一第一端用于耦接一输入电压信号，以及一第二端用于耦接一第一电容的一第一端；

一第二开关，包含一第一端用于耦接该第一电容的该第一端，以及一第二端用于耦接一第三电容的一第一端；

一第三开关，包含一第一端用于耦接一第一电容的一第二端及一第二电容的一第一端，以及一第二端用于耦接一预设电位；

一第四开关，包含一第一端用于耦接该第二电容的一第二端，以及一第二端用于耦接该预设电位；

一第五开关，包含一第一端用于耦接该第一电容的该第二端及该第二电容的该第一端，以及一第二端用于耦接该第三电容的该第一端；

一第六开关，包含一第一端用于耦接该第二电容的该第二端，以及一第二端用于耦接一第四电容的该第一端；

一第七开关，包含一第一端用于耦接该第三电容的该第一端，以及一第二端用于耦接该第二电容的该第二端；以及

一控制信号产生电路，设置该第一开关、该第二开关、该第三开关、该第四开关、该第五开关、该第六开关以及该第七开关的导通状态，使该电荷泵电路运作于一第一控制模式、一第二控制模式及一第三控制模式的至少其中二者，而于该第三电容的该第一端产生一第一电源信号以及于该第四电容的该第一端产生一第二电源信号；

其中当电荷泵电路运作于该第一控制模式时，该电荷泵电路所产生的该第一电源信号等于该输入电压信号，而该第二电源信号等于负的该输入电压信号；当电荷泵电路运作于该第二控制模式时，该电荷泵电路所产生的该第一电源信号等于该输入电压信号的1/2，而该第二电源信号等于该输入电压信号的-1/2；当电荷泵电路运作于该第三控制模式时，该电荷泵电路所产生的该第一电源信号等于该输入电压信号的1/3，而该第二电源信号等于该输入电压信号的-1/3；并且该第三电容的一第二端及该第四电容的一第二端分别耦接于该预设电位；

在该第一控制模式中，该控制信号产生电路设置该第一开关、该第二开关、该第三开关、该第四开关、该第五开关、该第六开关以及该第七开关交替地运作于一第一模态及一第二模态；于该第一模态中，该控制信号产生电路设置该第一开关、该第二开关、该第四开关以及该第五开关呈现导通状态，并设置该第三开关、该第六开关以及该第七开关呈现不导通状态；于该第二模态中，该控制电路设置该第三开关及该第六开关呈现导通状态，并设置该第一开关、该第二开关、该第四开关、该第五开关以及该第七开关呈现不导通状态；以使该电荷泵电路于该第一控制模式中所产生的该第一电源信号等于该输入电压信号，并且使该第二电源信号等于负的该输入电压信号。

2.如权利要求1所述的电荷泵电路，其特征在于，在该第二控制模式中，该控制信号产生电路设置该第一开关、该第二开关、该第三开关、该第四开关、该第五开关、该第六开关以及该第七开关交替地运作于一第三模态及一第四模态；于该第三模态中，该控制信号产生电路设置该第一开关、该第四开关以及该第五开关呈现导通状态，该第二开关、该第三开关、该第六开关以及该第七开关呈现不导通状态；于该第四模态中，该控制信号产生电路设置该第二开关、该第三开关以及该第六开关呈现导通状态，并且设置该第一开关、该第四开关、该第五开关以及该第七开关呈现不导通状态；以使该电荷泵电路于该第二控制模式中所产生的该第一电源信号等于该输入电压信号的1/2，并且使该第二电源信号等于该输入电压信号的-1/2。

3.如权利要求1至2其中任一项所述的电荷泵电路，其特征在于，在第三控制模式中，该控制信号产生电路设置该第一开关、该第二开关、该第三开关、该第四开关、该第五开关、该第六开关以及该第七开关交替地运作于一第五模态、一第六模态及一第四模态；于该第五模态中，该控制信号产生电路设置该第一开关以及该第七开关呈现导通状态，并设置该第二开关、该第三开关、该第四开关、该第五开关以及该第六开关呈现不导通状态；在该第六模态中，该控制信号产生电路设置该第四开关以及该第五开关呈现导通状态，并设置该第一开关、该第二开关、该第三开关、该第六开关以及该第七开关呈现不导通状态；于该第四模态中，该控制信号产生电路设置该第二开关、该第三开关以及该第六开关呈现导通状态，并设置该第一开关、该第四开关、该第五开关以及该第七开关呈现不导通状态；以使该电荷泵电路于该第三控制模式中所产生的该第一电源信号等于该输入电压信号的1/3，并且使该第二电源信号等于该输入电压信号的-1/3。

4.如权利要求1至2其中任一项所述的电荷泵电路，其特征在于，另包含一第八开关、一第九开关及一第十开关的至少其中之一，该第八开关的一第一端用于接收该输入电压信号，该第八开关的一第二端用于耦接该第三电容的该第一端，该第九开关的一第一端及一第二端分别用于耦接该第一电容的该第一端及该第二端，该第十开关的一第一端用于接收该输入电压信号，该第十开关的一第二端用于耦接该第二电容的该第一端；并且在该第一控制模式的该第一模态中，该控制信号产生电路设置该第八开关、该第九开关及该第十开关的至少其中之一呈现导通状态。

5.一种电荷泵电路的控制方法，其特征在于，该电荷泵电路包含一第一开关、一第二开关、一第三开关、一第四开关、一第五开关、一第六开关以及一第七开关；该第一开关包含一第一端用于耦接一输入电压信号，以及一第二端用于耦接一第一电容的一第一端；该第二开关，包含一第一端用于耦接该第一电容的该第一端，以及一第二端用于耦接一第三电容的一第一端；该第三开关，包含一第一端用于耦接一第一电容的一第二端及一第二电容的一第一端，以及一第二端用于耦接一预设电位；该第四开关，包含一第一端用于耦接该第二电容的一第二端，以及一第二端用于耦接该预设电位；该第五开关，包含一第一端用于耦接该第一电容的该第二端及该第二电容的该第一端，以及一第二端用于耦接该第三电容的该第一端；该第六开关，包含一第一端用于耦接该第二电容的该第二端，以及一第二端用于耦接一第四电容的该第一端；该第七开关，包含一第一端用于耦接该第三电容的该第一端；及一第二端用于耦接该第二电容的该第二端；并且该第三电容的一第二端及该第四电容的一第二端分别耦接于该预设电位；其中该控制方法包含：

设置该第一开关、该第二开关、该第三开关、该第四开关、该第五开关、该第六开关以及该第七开关的导通状态，以使该电荷泵电路运作于一第一控制模式、一第二控制模式及一第三控制模式的至少其中二者，而于该第三电容的该第一端产生一第一电源信号以及于该第四电容的该第一端产生一第二电源信号；

其中当电荷泵电路运作于该第一控制模式时，该第一电源信号等于该输入电压信号，而该第二电源信号等于负的该输入电压信号；当电荷泵电路运作于该第二控制模式时，该第一电源信号等于该输入电压信号的1/2，而该第二电源信号等于该输入电压信号的-1/2；当电荷泵电路运作于该第三控制模式时，该第一电源信号等于该输入电压信号的1/3，而该第二电源信号等于该输入电压信号的-1/3；

其特征在于，该控制方法另包含：

在该第一控制模式中，设置该第一开关、该第二开关、该第三开关、该第四开关、该第五开关、该第六开关以及该第七开关交替地运作于一第一模态及一第二模态；

于该第一模态中，设置该第一开关、该第二开关、该第四开关以及该第五开关呈现导通状态，并设置该第三开关、该第六开关以及该第七开关呈现不导通状态；以及

于该第二模态中，设置该第三开关及该第六开关呈现导通状态，并设置该第一开关、该第二开关、该第四开关、该第五开关以及该第七开关呈现不导通状态。

6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，另包含：

在该第二控制模式中，设置该第一开关、该第二开关、该第三开关、该第四开关、该第五开关、该第六开关以及该第七开关交替地运作于一第三模态及一第四模态；

于该第三模态中，设置该第一开关、该第四开关以及该第五开关呈现导通状态，该第二开关、该第三开关、该第六开关以及该第七开关呈现不导通状态；以及

于该第四模态中，设置该第二开关、该第三开关以及该第六开关呈现导通状态，并且设置该第一开关、该第四开关、该第五开关以及该第七开关呈现不导通状态。

7.如权利要求5至6其中任一项所述的控制方法，其特征在于，另包含：

在第三控制模式中，设置该第一开关、该第二开关、该第三开关、该第四开关、该第五开关、该第六开关以及该第七开关交替地运作于一第五模态、一第六模态及一第四模态；

于该第五模态中，设置该第一开关以及该第七开关呈现导通状态，并设置该第二开关、该第三开关、该第四开关、该第五开关以及该第六开关呈现不导通状态；

在该第六模态中，设置该第四开关以及该第五开关呈现导通状态，并设置该第一开关、该第二开关、该第三开关、该第六开关以及该第七开关呈现不导通状态；以及

于该第四模态中，设置该第二开关、该第三开关以及该第六开关呈现导通状态，并设置该第一开关、该第四开关、该第五开关以及该第七开关呈现不导通状态。

8.如权利要求5至6其中任一项所述的控制方法，其特征在于，该电荷泵电路另包含一第八开关、一第九开关及一第十开关的至少其中之一，该第八开关的一第一端用于接收该输入电压信号，该第八开关的一第二端用于耦接该第三电容的该第一端，该第九开关的一第一端及一第二端分别用于耦接该第一电容的该第一端及该第二端，该第十开关的一第一端用于接收该输入电压信号，该第十开关的一第二端用于耦接该第二电容的该第一端；该控制方法另包含：

在该第一控制模式的该第一模态中，设置该第八开关、该第九开关及该第十开关的至少其中之一呈现导通状态。