CN105515369A - 多级电荷泵电路控制方法、装置及闪存驱动电路 - Google Patents

多级电荷泵电路控制方法、装置及闪存驱动电路 Download PDF

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Abstract

一种多级电荷泵电路控制方法、装置及闪存驱动电路，多级电荷泵电路控制方法包括：将多级电荷泵电路划分为至少两部分，每部分电荷泵电路包括至少一级所述电荷泵电路；控制所述至少两部分的电荷泵电路分别在不同的时刻启动。本发明技术方案降低了多级电荷泵电路在工作过程中的峰值功耗。

Description

多级电荷泵电路控制方法、装置及闪存驱动电路
技术领域
本发明涉及集成电路领域，尤其涉及一种多级电荷泵电路控制方法、装置及闪存驱动电路。
背景技术
在闪存的编程和擦除操作中需要用到高压，故需要对闪存的工作电源电压进行转换，以配合闪存的编程和擦除。电荷泵电路是一种用于电压转换的器件，可以实现电压变换，例如可以是升压、降压、反相等。电荷泵电路通过开关对电容充放电实现升压，电荷泵电路没有电感元件储能，驱动能力较弱，可以用于小电流场合，故常用于闪存中进行电压转换。
现有技术中，通常将多个电荷泵电路进行级联以形成多级电荷泵电路，以实现不同的输出电压，满足不同闪存的工作电压需求。多级电荷泵电路在工作过程中会产生功耗，多级电荷泵电路的功耗为多个单级电荷泵电路功耗之和。
但是，现有技术中，多级电荷泵电路在启动时，瞬间达到峰值电流，使得电荷泵电路在启动时的峰值功耗较高，不能满足低功耗的要求。
发明内容
本发明解决的技术问题是如何降低多级电荷泵电路的峰值功耗。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种多级电荷泵电路控制方法，多级电荷泵电路控制方法包括：
将多级电荷泵电路划分为至少两部分，每部分电荷泵电路包括至少一级所述电荷泵电路；控制所述至少两部分的电荷泵电路分别在不同的时刻启动。
可选的，将所述多级电荷泵电路划分为至少两部分包括：将所述多级电荷泵电路划分为前部电荷泵电路和后部电荷泵电路。
可选的，控制所述至少两部分的电荷泵电路分别在不同的时刻启动包括：在所述后部电荷泵电路启动后的预设时间，启动所述前部电荷泵电路。
可选的，控制所述至少两部分的电荷泵电路分别在不同的时刻启动包括：在所述前部电荷泵电路启动后的所述预设时间，启动所述后部电荷泵电路。
可选的，所述多级电荷泵电路在所述至少两部分的电荷泵电路全部启动时达到电流最大值。
可选的，每部分电荷泵电路包括至少两级所述电荷泵电路，至少两级所述电荷泵电路相互级联。。
为解决上述技术问题，本发明实施例还公开了一种多级电荷泵电路控制装置，多级电荷泵电路控制装置包括：
划分单元，适于将多级电荷泵电路划分为至少两部分，每部分电荷泵电路包括至少一级所述电荷泵电路；启动单元，适于控制所述至少两部分的电荷泵电路分别在不同的时刻启动。
可选的，所述划分单元将所述多级电荷泵电路划分为前部电荷泵电路和后部电荷泵电路。
可选的，所述启动单元在所述后部电荷泵电路启动后的预设时间，启动所述前部电荷泵电路。
可选的，所述启动单元在所述前部电荷泵电路启动后的所述预设时间，启动所述后部电荷泵电路。
可选的，所述多级电荷泵电路在所述至少两部分的电荷泵电路全部启动时达到电流最大值。
可选的，每部分电荷泵电路包括至少两级所述电荷泵电路，至少两级所述电荷泵电路相互级联。。
为解决上述技术问题，本发明实施例还公开了一种闪存驱动电路，闪存驱动电路包括所述多级电荷泵电路控制装置。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
本发明技术方案通过将多级电荷泵电路划分为至少两部分，每部分电荷泵电路包括至少一级所述电荷泵电路；控制所述至少两部分的电荷泵电路分别在不同的时刻启动，将每部分电荷泵电路的启动时间错开，从而降低了多级电荷泵电路全部启动工作时的峰值电流，降低了多级电荷泵电路在工作过程中的峰值功耗。
进一步，将所述多级电荷泵电路划分为前部电荷泵电路和后部电荷泵电路，在不延长多级电荷泵电路启动时间的情况下，实现降低多级电荷泵电路峰值功耗的效果。
附图说明
图1是本发明实施例一种电荷泵电路的输出电压与时间的关系示意图；
图2是本发明实施例一种电荷泵电路的功耗与时间的关系示意图；
图3是本发明实施例一种多级电荷泵电路控制方法流程图；
图4是本发明实施例中一部分电荷泵电路启动后的功耗与时间的关系示意图；
图5是本发明实施例中另一部分电荷泵电路启动后的功耗与时间的关系示意图；
图6是本发明实施例一种多级电荷泵电路功耗与现有技术多级电荷泵电路功耗的对比示意图；
图7是本发明实施例一种多级电荷泵电路控制装置的结构示意图。
具体实施方式
如背景技术中所述，现有技术的多级电荷泵电路在启动时，瞬间达到峰值电流，使得电荷泵电路在整个工作过程中的平均功耗增高。
为了实现多级电荷泵电路低功耗的技术效果，需要控制多级电荷泵电路的峰值电流。电荷泵电路在启动工作后，电荷泵电路的工作特性，例如输出电压特性和功耗特性，可以参照图1和图2，如图1所示，图1是本发明实施例一种电荷泵电路的输出电压与时间的关系示意图，电荷泵电路在接通电源进行启动后，电荷泵电路的输出电压随时间升高，并趋于稳定；其中，在启动初期，电压变化快，之后变化逐渐变慢，即输出电压的变化率随时间逐渐降低。电荷泵电路在启动时，电荷泵电路的输出电压变化最快，电流达到最大值，由于电压变化率随时间逐渐减小，电荷泵电路的电流也逐渐减小。图2是本发明实施例一种电荷泵电路的功耗与时间的关系示意图，如图2所示，由于电荷泵工作电压稳定，工作电流随时间逐渐减小，故电荷泵电路的功耗随着时间逐渐减小。
本发明实施例的技术方案正是利用了电荷泵电路的工作特性，将每部分电荷泵电路的启动时间错开，从而降低了多级电荷泵电路在全部启动工作时的峰值电流，降低了多级电荷泵电路在工作过程中的平均功耗，使得多级电荷泵电路满足低功耗的设计要求。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
请参照图3，图3是本发明实施例一种多级电荷泵电路控制方法流程图。
所述多级电荷泵电路控制方法包括：步骤S301，将多级电荷泵电路划分为至少两部分，每部分电荷泵电路包括至少一级所述电荷泵电路。
本实施例中，多级电荷泵电路包括至少一级电荷泵电路，至少一级电荷泵电路级联形成多级电荷泵电路。单级电荷泵电路在启动后也可以工作，工作特性满足图1和图2所示的曲线。
本实施例中，将多级电荷泵电路划分为至少两部分，每部分电荷泵电路包括至少一级所述电荷泵电路。每部分电荷泵电路的功耗为其包括的至少一级电荷泵电路功耗之和，故每部分电荷泵电路的工作特性也满足如图1和图2所示的曲线。
具体实施中，每部分所述电荷泵电路包括的所述电荷泵电路相互级联。
步骤S302，控制所述至少两部分的电荷泵电路分别在不同的时刻启动。
本实施例中，控制所述至少两部分的电荷泵电路分别在不同的时刻启动，将每部分电荷泵电路的启动时间错开。
具体实施中，由于只有在至少两部分的电荷泵电路全部启动之后，多级电荷泵电路才开始工作，故多级电荷泵电路的功耗为每部分电荷泵电路的功耗之和。所述多级电荷泵电路在所述至少两部分的电荷泵电路全部启动时达到电流最大值，即在至少两部分的电荷泵电路全部启动的时刻，多级电荷泵电路的功耗最大，随后逐渐减低。
本实施例中，由于至少两部分的电荷泵电路的启动时间错开，使得多级电荷泵电路在启动时刻的功耗小于至少两部分的电荷泵电路功耗最大值之和，从而降低了多级电荷泵电路的峰值功耗，多级电荷泵电路的功耗在整个工作过程中分布均匀，满足了低功耗的设计要求。
可以理解的是，多级电荷泵电路的划分和不同的启动时刻可以由用户根据实际的应用环境做适应性的调整。
优选的，将所述多级电荷泵电路划分为前部电荷泵电路和后部电荷泵电路。在所述后部电荷泵电路启动后的预设时间，启动所述前部电荷泵电路。或在所述前部电荷泵电路启动后的所述预设时间，启动所述后部电荷泵电路。
具体实施中，将所述多级电荷泵电路中预设级数的电荷泵电路划分为所述前部电荷泵电路；将所述多级电荷泵电路中剩余级数的电荷泵电路为所述后部电荷泵电路。换言之，前部电荷泵电路包括靠近输入端的一个或多个级联的电荷泵电路，后部电荷泵电路包括靠近输出端的一个或多个级联的电荷泵电路。
可以理解的是，预设级数和预设时间可以由用户根据实际应用环境进行自定义配置。
请参照图4和图5，图4是本发明实施例中一部分电荷泵电路启动后的功耗与时间的关系示意图；图5是本发明实施例中另一部分电荷泵电路启动后的功耗与时间的关系示意图。在图4和图5所示坐标系中，横坐标为时间，纵坐标为电荷泵电路的功耗。
本实施例中，多级电荷泵电路划分为前部电荷泵电路和后部电荷泵电路。后部电荷泵电路启动时刻为t0，前部电荷泵电路的启动时刻为t1，时刻t1晚于时刻t0。其中，前部电荷泵电路的功耗特性曲线如图4所示，前部电荷泵电路功耗在时刻t1达到峰值，随后随时间下降；后部电荷泵电路的功耗特性曲线如图5所示，后部电荷泵电路功耗在时刻t0达到峰值，随后随时间下降。
本实施例中，多级电荷泵电路的功耗为前部电荷泵电路和后部电荷泵电路的功耗之和，多级电荷泵电路的功耗特性曲线如图6中曲线2所示，图6是本发明实施例一种多级电荷泵电路功耗与现有技术多级电荷泵电路功耗的对比示意图。图6所示坐标系中，横坐标为时间，纵坐标为电荷泵电路的功耗。
本实施例中，曲线2为图4和图5所示曲线在时间轴上之和。其中，曲线在时刻t0与时刻t1之间，表示后部电荷泵电路的功耗；在时刻t1之后，表示前部电荷泵电路和后部电荷泵电路的功耗之和；其中，在时刻t1，多级电荷泵电路功耗达到峰值，如点B所示。曲线1表示现有技术多级电荷泵电路功耗特性，现有技术多级电荷泵电路由于在t0时刻全部启动，多级电荷泵电路的电流瞬间达到最大值，功耗在时刻t0达到峰值，如点A所示，随后随时间下降。
具体实施中，点B所示的功耗值小于点A所示的功耗值，表明本发明技术方案的多级电荷泵电路控制方法降低了多级电荷泵电路在工作过程中的峰值功耗。
需要说明的是，虽然在上述优选实施例中，将多级电荷泵电路划分为两部分，但是应当理解的是，也可以将多级电荷泵电路划分为更多部分，只要各个部分的启动时间相互错开即可。
图7是本发明实施例一种多级电荷泵电路控制装置的结构示意图。
多级电荷泵电路控制装置包括：划分单元701和启动单元702。
其中，划分单元701适于将多级电荷泵电路划分为至少两部分，每部分电荷泵电路包括至少一级所述电荷泵电路；
启动单元702适于控制所述至少两部分的电荷泵电路分别在不同的时刻启动。
本实施例中，划分单元701将所述多级电荷泵电路划分为前部电荷泵电路和后部电荷泵电路。启动单元702在所述后部电荷泵电路启动后的预设时间，启动所述前部电荷泵电路，或启动单元702在所述前部电荷泵电路启动后的所述预设时间，启动所述后部电荷泵电路。
具体实施中，多级电荷泵电路在所述至少两部分的电荷泵电路全部启动时达到电流最大值；每部分所述电荷泵电路包括的所述电荷泵电路相互级联。
可以理解的是，多级电荷泵电路的划分和不同的启动时刻可以由用户根据实际的应用环境做适应性的调整。
本发明实施例的具体实施方式可参照前述相应实施例，此处不再赘述。
本发明实施例还公开了一种闪存驱动电路，所述闪存驱动电路包括所述多级电荷泵电路控制装置，用于为闪存提供高压，驱动闪存的编程和擦除操作。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于以计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (13)

1.一种多级电荷泵电路控制方法，其特征在于，包括：
将多级电荷泵电路划分为至少两部分，每部分电荷泵电路包括至少一级所述电荷泵电路；
控制所述至少两部分的电荷泵电路分别在不同的时刻启动。
2.根据权利要求1所述的多级电荷泵电路控制方法，其特征在于，将所述多级电荷泵电路划分为至少两部分包括：
将所述多级电荷泵电路划分为前部电荷泵电路和后部电荷泵电路。
3.根据权利要求2所述的多级电荷泵电路控制方法，其特征在于，控制所述至少两部分的电荷泵电路分别在不同的时刻启动包括：
在所述后部电荷泵电路启动后的预设时间，启动所述前部电荷泵电路。
4.根据权利要求2所述的多级电荷泵电路控制方法，其特征在于，控制所述至少两部分的电荷泵电路分别在不同的时刻启动包括：
在所述前部电荷泵电路启动后的预设时间，启动所述后部电荷泵电路。
5.根据权利要求1至4任一项所述的多级电荷泵电路控制方法，其特征在于，所述多级电荷泵电路在所述至少两部分的电荷泵电路全部启动时达到电流最大值。
6.根据权利要求1至4任一项所述的多级电荷泵电路控制方法，其特征在于，每部分电荷泵电路包括至少两级所述电荷泵电路，至少两级所述电荷泵电路相互级联。
7.一种多级电荷泵电路控制装置，其特征在于，包括：
划分单元，适于将多级电荷泵电路划分为至少两部分，每部分电荷泵电路包括至少一级所述电荷泵电路；
启动单元，适于控制所述至少两部分的电荷泵电路分别在不同的时刻启动。
8.根据权利要求7所述的多级电荷泵电路控制装置，其特征在于，所述划分单元将所述多级电荷泵电路划分为前部电荷泵电路和后部电荷泵电路。
9.根据权利要求8所述的多级电荷泵电路控制装置，其特征在于，所述启动单元在所述后部电荷泵电路启动后的预设时间，启动所述前部电荷泵电路。
10.根据权利要求8所述的多级电荷泵电路控制装置，其特征在于，所述启动单元在所述前部电荷泵电路启动后的预设时间，启动所述后部电荷泵电路。
11.根据权利要求7至10任一项所述的多级电荷泵电路控制装置，其特征在于，所述多级电荷泵电路在所述至少两部分的电荷泵电路全部启动时达到电流最大值。
12.根据权利要求7至10任一项所述的多级电荷泵电路控制装置，其特征在于，每部分电荷泵电路包括至少两级所述电荷泵电路，至少两级所述电荷泵电路相互级联。。
13.一种闪存驱动电路，其特征在于，包括如权利要求7至12任一项所述的多级电荷泵电路控制装置。
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