CN105099175A - 一种电荷泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电荷泵，该电荷泵包括：至少两组电荷泵电路，分别连接在电源输入端和输出端之间，用于将电源电压提升至设定电压值或设定电流值输出；至少两个输入控制开关，分别连接在电源输入端与电荷泵电路之间，用于控制电荷泵电路与电源电压的接通或断开；至少两个输出控制开关，分别连接在电荷泵电路与输出端之间，用于控制电荷泵电路与输出端的接通或断开；并联开关，连接在各电荷泵电路的输入端之间，用于控制各电荷泵电路之间的并联关系。本发明实施例提供的一种电荷泵，通过控制开关以及并联开关控制两组电荷泵电路的连接关系，从而实现电荷泵高阶输出模式和高效率输出模式之间的切换，提高电荷泵电路的利用率。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电路技术领域，尤其涉及一种电荷泵。
背景技术
电荷泵电路作为Flash存储器的基本模块，很大程度上决定了Flash的编程/擦除速度。随着集成电路制造工艺的进步以及对低功耗的追求，集成电路的电源电压不断下降，但是有些工作单元模块仍需要较高的电压或者较大的电流，这就使得电荷泵电路逐步显现出更重要的地位。
但是，现有技术中对电荷泵电路的利用率很低，一个完整的电荷泵电路要么只能提供高电压，要么只能提供大电流，同一套电荷泵电路无法方便地实现两种工作模式的切换，造成资源的浪费，同时给使用者带来不方便。
为了解决现有技术中存在的问题，本发明实施例提供了一种电荷泵，能够方便地实现电荷泵高阶输出模式和高效率输出模式之间的切换。
发明内容
本发明提供一种电荷泵，以实现电荷泵两种工作模式的切换。
本发明实施例提供一种电荷泵，该电荷泵包括：至少两组电荷泵电路，分别连接在电源输入端和输出端之间，用于将电源电压提升至设定电压值或设定电流值输出；至少两个输入控制开关，分别连接在电源输入端与电荷泵电路之间，用于控制电荷泵电路与电源电压的接通或断开；至少两个输出控制开关，分别连接在电荷泵电路与输出端之间，用于控制电荷泵电路与输出端的接通或断开；并联开关，连接在各电荷泵电路的输入端之间，用于控制各电荷泵电路之间的并联关系。
进一步地，所述电荷泵电路为正电压电荷泵电路。
进一步地，所述电荷泵电路的数量为两组。
进一步地，所述电荷泵电路为N阶电荷泵电路，其中N为大于等于1的正整数。
进一步地，所述N阶电荷泵电路由N+1个二极管依次串联连接，每两个二极管之间通过一电容连接至时钟信号。
本发明实施例提供的一种电荷泵，通过控制开关以及并联开关控制两组电荷泵电路的连接关系，从而实现电荷泵高阶输出模式和高效率输出模式之间的切换，提高电荷泵电路的利用率。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种电荷泵的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种电荷泵电路图，本实施例适用于负载需要工作在高电压和大电流交替的情况。本实施例提供的一种电荷泵电路图，如图1所示，包括：至少两组电荷泵电路，分别连接在电源输入端和输出端之间，用于将电源电压提升至设定电压值或设定电流值输出；至少两个输入控制开关，分别连接在电源输入端与电荷泵电路之间，用于控制电荷泵电路与电源电压的接通或断开；至少两个输出控制开关，分别连接在电荷泵电路与输出端之间，用于控制电荷泵电路与输出端的接通或断开；并联开关，连接在各电荷泵电路的输入端之间，用于控制各电荷泵电路之间的并联关系。
本实施例的技术方案，通过控制开关以及并联开关控制两组电荷泵电路的连接关系，从而实现电荷泵高阶输出模式和高效率输出模式之间的切换，提高电荷泵电路的利用率。
为实现上述功能可采用如图1所示的具体电路结构。
所述电荷泵电路为正电压电荷泵电路，电荷泵电路的数量为两组。
所述电荷泵电路优选为N阶电荷泵电路，其中N为大于等于1的正整数。
所述N阶电荷泵电路可以由N+1个二极管依次串联连接，每两个二极管之间通过一电容连接至时钟信号。
电荷泵的工作原理是通过电容对电荷的积累效应而产生高电压，时钟信号的幅值决定了每一阶电荷泵电压所能抬升的最大值，因此通常采用时钟信号控制电荷泵的充放电，从而实现输入电压的升高。如图1所示，其中，V1为电压源，V3为输出电压，CLK和CLKB为时钟信号。为了更加清楚地描述如何实现电荷泵两种工作模式的切换，假设电荷泵电路的输入电压值为VIN，输出电压值为VOUT，时钟信号CLK和CLKB的幅值为VDD，每个二极管的阈值损失为Vth，对于每组N阶电荷泵有VOUT＝VIN+N*(VDD-Vth)-Vth。当开关S1、S3和S5闭合时同时S2和S4断开，两组N阶电荷泵电路串联形成2*N阶电荷泵，输出电压V3＝V1+{N*(VDD-Vth)-Vth}+{N*(VDD-Vth)-Vth}，电荷泵的输出电压能力增强，实现了电荷泵的高阶输出。将电荷泵进行折叠，开关S1、S2、S4和S5闭合同时S3断开，两组N阶电荷泵并联，电荷泵提供负载电流的能力加倍，电荷泵效率加倍，实现电荷泵的高效率输出。
需要说明的是电压源电压V1以及时钟信号CLK和CLKB的幅值VDD此处不作限定，可以根据实际需要适当选取。
本实施例的技术方案，通过控制开关以及并联开关控制两组电荷泵电路的连接关系，从而实现电荷泵高阶输出模式和高效率输出模式之间的切换，提高电荷泵电路的利用率。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (5)
1.一种电荷泵，其特征在于，该电荷泵包括：
至少两组电荷泵电路，分别连接在电源输入端和输出端之间，用于将电源电压提升至设定电压值或设定电流值输出；
至少两个输入控制开关，分别连接在电源输入端与电荷泵电路之间，用于控制电荷泵电路与电源电压的接通或断开；
至少两个输出控制开关，分别连接在电荷泵电路与输出端之间，用于控制电荷泵电路与输出端的接通或断开；
并联开关，连接在各电荷泵电路的输入端之间，用于控制各电荷泵电路之间的并联关系。
2.根据权利要求1所述的电荷泵，其特征在于，所述电荷泵电路为正电压电荷泵电路。
3.根据权利要求1所述的电荷泵，其特征在于，所述电荷泵电路的数量为两组。
4.根据权利要求1所述的电荷泵，其特征在于，所述电荷泵电路为N阶电荷泵电路，其中N为大于等于1的正整数。
5.根据权利要求4所述的电荷泵，其特征在于，所述N阶电荷泵电路由N+1个二极管依次串联连接，每两个二极管之间通过一电容连接至时钟信号。
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