CN110557005B - 电压转换电路及其控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电压转换电路及其控制电路。控制电路包括比较器、时脉产生器以及升压电路。比较器对输入电压的电压值与输出电压的电压值进行比较，以产生比较信号。时脉产生器依据比较信号产生时脉信号，使得时脉信号在第一时间区间具有第一频率，且在第二时间区间具有第二频率，其中第一频率高于第二频率，且第一时间区间发生在第二时间区间之前。升压电路接收时脉信号。升压电路在第一时间区间依据第一驱动能力拉高驱动开关的控制信号，并在第二时间区间依据第二驱动能力产生控制信号，其中第一驱动能力大于第二驱动能力。

Description

电压转换电路及其控制电路
技术领域
本发明涉及一种电压转换电路及其控制电路，尤其涉及一种可快速启动驱动开关的电压转换电路及其控制电路。
背景技术
在现有的技术领域中，电源供应电路设置有驱动开关，并通过导通驱动开关来供应输出电压。一般而言，在驱动开关有输入电压的条件下，当输出电压瞬间发生大于输入电压的情形时(也就是逆电压状态)，现有的电源供应电路通常会通过逆电压保护电路来将驱动开关的控制端的电压值下拉至接地电压，以切断驱动开关。
然而，当驱动开关的逆电压状态解除后，驱动开关的控制端的电压值需从接地电压提升至导通电压才能重新启动，若控制端的电压值的提升速度过于缓慢，将耗费较长时间才能重新启动驱动开关，而影响电源供应电路的工作效能。
发明内容
本发明提供一种电压转换电路及其控制电路，可于逆电压保护机制解除时，快速地重新启动驱动开关。
本发明的实施例提供一种控制电路。控制电路用以控制驱动开关。驱动开关的两端分别接收输入电压与输出电压。控制电路包括比较器、时脉产生器以及升压电路。比较器接收输入电压与输出电压，并对输入电压的电压值与输出电压的电压值进行比较以产生比较信号。时脉产生器耦接比较器。时脉产生器接收比较信号，并依据比较信号以产生时脉信号。时脉产生器使时脉信号在第一时间区间具有第一频率，且在第二时间区间具有第二频率，其中第一频率高于第二频率，且第一时间区间发生在第二时间区间之前。升压电路耦接时脉产生器与驱动开关的控制端。升压电路接收时脉信号。升压电路在第一时间区间依据第一驱动能力以拉高驱动开关的控制信号的电压电平，并在第二时间区间依据第二驱动能力以产生控制信号，其中第一驱动能力大于第二驱动能力。
在本发明的一实施例中，时脉产生器包括模式信号产生器以及振荡器。模式信号产生器耦接比较器。模式信号产生器接收比较信号，依据比较信号以进行计时操作，并借以来产生模式信号。振荡器耦接模式信号产生器。振荡器接收模式信号，并依据模式信号来调整时脉信号的频率。
在本发明的一实施例中，模式信号产生器包括计时器以及逻辑运算器。计时器基于比较信号而进行计时操作，以产生计时结果。逻辑运算器耦接计时器，并针对比较信号与计时结果来执行逻辑运算，以产生模式信号。
在本发明的一实施例中，时脉产生器包括偏压产生器以及电压控制振荡器。偏压产生器耦接比较器。偏压产生器接收比较信号，并依据比较信号来产生偏压电压。电压控制振荡器耦接偏压产生器。电压控制振荡器接收偏压电压以产生时脉信号，并依据偏压电压来决定时脉信号的频率。
本发明的实施例提供一种电压转换电路。电压转换电路包括驱动开关以及控制电路。驱动开关的两端分别接收输入电压与输出电压。控制电路包括比较器、时脉产生器以及升压电路。比较器接收输入电压与输出电压，并对输入电压的电压值与输出电压的电压值进行比较以产生比较信号。时脉产生器耦接比较器。时脉产生器接收比较信号，并依据比较信号以产生时脉信号。时脉产生器使时脉信号在第一时间区间具有第一频率，且在第二时间区间具有第二频率，其中第一频率高于第二频率，且第一时间区间发生在第二时间区间之前。升压电路耦接时脉产生器与驱动开关的控制端。升压电路接收时脉信号。升压电路在第一时间区间依据第一驱动能力以拉高驱动开关的控制信号的电压电平，并在第二时间区间依据第二驱动能力以产生控制信号，其中第一驱动能力大于第二驱动能力。控制电路耦接至驱动开关的控制端，并依据时脉信号来提升控制端的电压值。
在本发明的一实施例中，电压转换电路还包括逆电压保护电路。逆电压保护电路耦接至驱动开关的控制端。在逆电压状态发生时，逆电压保护电路提供逆电压控制信号至驱动开关的控制端，以驱使驱动开关被断开。
基于上述，在本发明的实施例中，电压转换电路的控制电路设置有升压电路。升压电路可在第一时间区间与第二时间区间分别接收不同频率的时脉信号，以便在第一时间区间依据第一驱动能力来拉高驱动开关的控制信号，并在第二时间区间依据第二驱动能力而产生驱动开关的控制信号，其中第一驱动能力大于第二驱动能力。如此一来，当电压转换电路的逆电压保护机制解除时，控制电路可通过升压电路来快速启动驱动开关，使驱动开关得以快速进入正常运作状态。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1示出本发明一实施例的控制电路与驱动开关的示意图；
图2是依照本发明一实施例说明图1的控制电路的示意图；
图3示出本发明一实施例的升压电路的示意图；
图4A示出本发明另一实施例的时脉产生器的示意图；
图4B示出图4A的电压控制振荡器通过偏压电压来改变时脉信号的频率的示意图；
图5示出本发明一实施例的电压转换电路的示意图。
附图标号说明：
1～4：节点
100、510：控制电路
110：比较器
120、120a：时脉产生器
121：模式信号产生器
121a：偏压产生器
122：振荡器
122a：电压控制振荡器
130：升压电路
131～134：子升压电路
500：电压转换电路
520：逆电压保护电路
1211：反相器
1212：计时器
1213：逻辑运算器
C1～C4：电容
CK：时脉信号
CKR：反相时脉信号
CM：比较信号
CMR：反相比较信号
Cout：输出电容
CT：控制信号
CTRP：逆电压控制信号
DSW：驱动开关
f：频率
f1：第一频率
f2：第二频率
G：控制端
MD：模式信号
SW1～SW4、SW：开关
VB：偏压电压
VB1：第一临界值
VB2：第二临界值
VDD：电压源
VG：控制电压
Vin：输入电压
Vout：输出电压
具体实施方式
在本案附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件代表相同或类似部分。不同实施例中使用相同标号或使用相同用语的元件/构件可以相互参照相关说明。
图1示出本发明一实施例的控制电路与驱动开关的示意图。如图1所示，控制电路100可以控制驱动开关DSW，其中，驱动开关DSW可以是晶体管开关，且驱动开关DSW的两端可分别接收输入电压Vin与输出电压Vout。控制电路100包括比较器110、时脉产生器120以及升压电路130。比较器110可接收输入电压Vin与输出电压Vout，并对输入电压Vin的电压值与输出电压Vout的电压值进行比较以产生比较信号CM。
时脉产生器120耦接比较器110，以便接收比较信号CM。时脉产生器120可依据比较信号CM来产生时脉信号CK。举例来说，时脉产生器120可基于接收到的比较信号CM而使时脉信号CK在第一时间区间具有第一频率，并使时脉信号CK在第二时间区间具有第二频率，其中时脉信号CK的第一频率高于第二频率，且第一时间区间发生在第二时间区间之前。
升压电路130耦接时脉产生器120与驱动开关DSW的控制端G。升压电路130可依据接收到的时脉信号CK来产生驱动开关DSW的控制信号CT。举例来说，升压电路130可以在第一时间区间依据第一驱动能力来拉高控制信号CT的电压电平，并在第二时间区间依据第二驱动能力来产生控制信号CT，其中第一驱动能力大于第二驱动能力。如此一来，升压电路130便可通过控制信号CT来使控制端G的电压值快速提升，进而让驱动开关DSW可以快速启动。
具体来说明，当驱动开关DSW为被断开的状态时，且当比较器110比较出输出电压Vout小于输入电压Vin时，控制电路100可进入第一时间区间。在此同时，比较器110提供所产生的比较信号CM至时脉产生器120，并使时脉产生器120在第一时间区间产生具有相对高频率(第一频率)的时脉信号CK。升压电路130则可在第一时间区间中，依据时脉信号CK快速的拉升控制信号CT的电压电平，并快速导通驱动开关DSW。
在另一方面，在第一时间区间维持一段预设时间后，控制电路100可进入第二时间区间。在此同时，时脉产生器120在第二时间区间产生具有相对低频率(第二频率)的时脉信号CK。升压电路130则可在第二时间区间中，依据时脉信号CK以有效维持控制信号CT的电压电平。
通过让升压电路130在第一时间区间接收具有相对高频率(第一频率)的时脉信号CK，升压电路130便可在第一时间区间中以高速的运作方式来执行驱动开关DSW的导通操作，进而达到缩短驱动开关DSW的启动时间的功效。此外，通过让升压电路130在第二时间区间接收具有相对低频率(第二频率)的时脉信号CK，升压电路130便可在第二时间区间中采用低速的运作方式来维持驱动开关DSW的正常运作，因而可达到省电的功效。
图2是依照本发明一实施例说明图1的控制电路100的示意图。请参照图2所示，控制电路100包括比较器110、时脉产生器120以及升压电路130。比较器110的两个输入端分别接收输入电压Vin与输出电压Vout，比较器110的输出端则依据输入电压Vin与输出电压Vout的比较结果来产生比较信号CM。
在图2的实施例中，时脉产生器120包括模式信号产生器121与振荡器122。模式信号产生器121耦接比较器110，以便接收比较信号CM。模式信号产生器121还可依据比较信号CM来进行计时操作。例如在图1的驱动开关DSW处于断开状态下，且比较信号CM显示出输入电压的电压值大于输出电压的电压值时，模式信号产生器121可启动计时操作。
模式信号产生器121可经由计时操作来进一步产生模式信号MD。举例来说，如图2所示，模式信号产生器121包括反相器1211、计时器1212与逻辑运算器1213。反相器1211的输入端耦接比较器110的输出端，计时器1212的输入端与逻辑运算器1213的第一输入端分别耦接反相器1211的输出端。计时器1212的输出端耦接至逻辑运算器1213的第二输入端。
反相器1211可依据比较信号CM来产生反相比较信号CMR，并将反相比较信号CMR传送给计时器1212，而计时器1212则依据反相比较信号CMR来启动计时操作，以产生计时结果。逻辑运算器1213，例如是与门(AND gate)，可对反相比较信号CMR与计时结果进行逻辑运算，以产生模式信号MD。
于本实施例中，假设计时器1212于计时第一时间区间的状态下将高电平的计时信号传送至逻辑运算器1213，且假设反相比较信号CMR在第一时间区间为高电平，故在第一时间区间中，逻辑运算器1213可产生高电平的模式信号MD。类似地，在第二时间区间中，计时器1212可将低电平的计时信号传送至逻辑运算器1213，以使逻辑运算器1213产生低电平的模式信号MD。
于其他实施例中，模式信号MD在第一时间区间中可以是第一逻辑电平(例如低电平)，而在第二时间区间中，模式信号MD可以是第二逻辑电平(例如高电平)，只要保持第一逻辑电平与第二逻辑电平不同即可。
附带一提的，图2的模式信号产生器121也可以不设置反相器1211，如此一来，计时器1212可直接依据比较信号CM来进行计时操作。例如在图1的驱动开关DSW处于断开状态下，且比较信号CM显示出输入电压的电压值大于输出电压的电压值时，计时器1212可启动计时操作，而逻辑运算器1213则可针对比较信号CM与计时结果来执行逻辑运算，以产生模式信号MD。
请再参照图2所示，振荡器122耦接模式信号产生器121，以便接收模式信号MD。振荡器122可依据模式信号MD来产生时脉信号CK，并基于模式信号MD的逻辑电平来调整时脉信号CK的频率。举例来说，模式信号产生器121可在第一时间区间与第二时间区间分别产生具有不同逻辑电平的模式信号MD，且第一时间区间发生于第二时间区间之前。当模式信号MD在第一时间区间中为高电平时，振荡器122可使时脉信号CK具有第一频率，而当模式信号MD在第二时间区间中为低电平时，振荡器122可使时脉信号CK具有第二频率，且第二频率小于第一频率。
如此一来，升压电路130便可在第一时间区间中依据较高频率的时脉信号CK来提供较高的驱动能力，并依据较高的驱动能力来快速导通驱动开关DSW。当驱动开关DSW的启动状态稳定之后，升压电路130便可在第二时间区间中依据较低频率的时脉信号CK来提供较低的驱动能力，以持续让驱动开关DSW保持正常运作。
此外，图2中的升压电路130可以是电荷泵电路。举例来说，图3示出本发明一实施例的升压电路的示意图。如图3所示，升压电路130包括4个子升压电路131～134、开关SW与输出电容Cout。升压电路130可接收电压源VDD提供的电力，并依据时脉信号CK与反相时脉信号CKR来进行开关SW1～SW4、SW的切换操作，以便对子升压电路131～134中的电容C1～C4充电。
以子升压电路131而言，当时脉信号CK为低电平，开关SW1导通，电压源VDD对电容C1充电，使节点1的电压提升为VDD。当时脉信号CK为高电平，开关SW2导通，子升压电路131可将电容C1储存的能量转移给子升压电路132，并对电容C2充电，使节点2的电压提升为2VDD，如此持续提升节点3与节点4的电压，直到电容C1～C4储存的能量皆转移至输出电容Cout为止。如此一来，升压电路130便可将驱动开关DSW的控制电压VG提升为4VDD。
附带一提的，图3示出的4个子升压电路131～134仅只是说明用范例，本发明并未对升压电路130中所设置的子升压电路的数量加以限制。
图4A示出本发明另一实施例的时脉产生器的示意图。如图4A所示，时脉产生器120a包括偏压产生器121a与电压控制振荡器122a。偏压产生器121a可接收比较信号CM，并依据比较信号CM来产生偏压电压VB。电压控制振荡器122a耦接偏压产生器121a，以便接收偏压电压VB。电压控制振荡器122a可依据偏压电压VB来产生时脉信号CK，并基于偏压电压VB的大小来决定时脉信号CK的频率。
举例来说，图4B示出图4A的电压控制振荡器122a通过偏压电压VB来改变时脉信号CK的频率f的示意图。如图4B所示，当偏压电压VB大于第一临界值VB1时，电压控制振荡器122a可使时脉信号CK具有第一频率f1。当偏压电压VB小于第二临界值VB2时，电压控制振荡器122a可使时脉信号CK具有第二频率f2，且第二频率f2小于第一频率f1。当偏压电压VB介于第二临界值VB2与第一临界值VB1之间时，电压控制振荡器122a可使时脉信号CK具有介于第二频率f2与第一频率f1之间的第三频率，且第三频率正比于偏压电压VB。
电压控制振荡器122a可以在第一时间区间将具有第一频率f1的时脉信号CK提供给升压电路130，并在第二时间区间将具有第二频率f2的时脉信号CK提供给升压电路130。由于第二频率f2小于第一频率f1，因而升压电路130可以在第一时间区间依据较高频的时脉信号CK来提供较高的驱动能力，以拉高控制信号CT的电压电平，并在第二时间区间依据较低频的时脉信号CK来提供较低的驱动能力，以产生控制信号CT。如此一来，升压电路130便可通过控制信号CT来使控制端G的电压值快速提升，进而让图1的驱动开关DSW可以快速启动。
图5示出本发明一实施例的电压转换电路的示意图。电压转换电路500包括驱动开关DSW、控制电路510与逆电压保护电路520。电压转换电路500并具有多个接脚，以分别接收输入电压Vin、输出电压Vout以及参考电位GND。
控制电路510与逆电压保护电路520分别耦接至驱动开关DSW的控制端G。控制电路510接收输入电压Vin与输出电压Vout，并依据输入电压Vin与输出电压Vout的比较结果，来决定是否拉高控制信号CT的电压值。
当输出电压Vout瞬间发生大于输入电压Vin的情形时(也就是逆电压状态发生时)，逆电压保护电路520将启动逆电压保护机制，并提供逆电压控制信号CTRP至驱动开关DSW的控制端G，以切断驱动开关DSW。当逆电压保护机制解除后，且控制电路510判断出输入电压Vin已大于输出电压Vout时，控制电路510可产生控制信号CT来快速启动驱动开关DSW，使驱动开关DSW得以快速进入正常运作状态。
关于控制电路510的实施细节，在上述的多个实施方式中已有详尽的陈述，在此不再赘述。
综上所述，在本发明的实施例中，电压转换电路的控制电路设置有升压电路。升压电路可在第一时间区间与第二时间区间分别接收不同频率的时脉信号，以便在第一时间区间依据第一驱动能力来拉高驱动开关的控制信号，并在第二时间区间依据第二驱动能力而产生驱动开关的控制信号，其中第一驱动能力大于第二驱动能力。如此一来，当电压转换电路的逆电压保护机制解除时，控制电路可通过升压电路来快速启动驱动开关，使驱动开关得以快速进入正常运作状态。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种控制电路，用以控制驱动开关，所述驱动开关的两端分别接收输入电压与输出电压，其特征在于，所述控制电路包括：
比较器，接收所述输入电压与所述输出电压，并对所述输入电压的电压值与所述输出电压的电压值进行比较以产生比较信号；
时脉产生器，耦接所述比较器，接收所述比较信号，依据所述比较信号产生时脉信号，并使所述时脉信号在第一时间区间具有第一频率，在第二时间区间具有第二频率，其中所述第一频率高于所述第二频率，且所述第一时间区间发生在所述第二时间区间之前；以及
升压电路，耦接所述时脉产生器与所述驱动开关的控制端，接收所述时脉信号，在所述第一时间区间依据第一驱动能力以拉高所述驱动开关的控制信号的电压电平，并在所述第二时间区间依据第二驱动能力以产生所述控制信号，其中所述第一驱动能力大于所述第二驱动能力。
2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述时脉产生器包括：
模式信号产生器，耦接所述比较器，接收所述比较信号，依据所述比较信号以进行计时操作，并借以产生模式信号；以及
振荡器，耦接所述模式信号产生器，接收所述模式信号，并依据所述模式信号来调整所述时脉信号的频率。
3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述模式信号产生器包括：
计时器，基于所述比较信号而进行所述计时操作，以产生计时结果；以及
逻辑运算器，耦接所述计时器，针对所述比较信号与所述计时结果来执行逻辑运算，以产生所述模式信号。
4.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，在所述第一时间区间中，所述模式信号为第一逻辑电平，在所述第二时间区间中，所述模式信号为第二逻辑电平，其中，所述第一逻辑电平与所述第二逻辑电平不同。
5.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，当所述驱动开关在断开状态时，且所述输入电压的电压值大于所述输出电压的电压值，所述计时器启动所述计时操作。
6.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述时脉产生器包括：
偏压产生器，耦接所述比较器，接收所述比较信号，并依据所述比较信号来产生一偏压电压；以及
电压控制振荡器，耦接所述偏压产生器，接收所述偏压电压，以产生所述时脉信号，并依据所述偏压电压来决定所述时脉信号的频率。
7.根据权利要求6所述的控制电路，其特征在于，所述电压控制振荡器用以：
当所述偏压电压大于第一临界值时，使所述时脉信号具有所述第一频率；
当所述偏压电压小于第二临界值时，使所述时脉信号具有所述第二频率，其中，所述第二频率小于所述第一频率；以及
当所述偏压电压介于所述第二临界值与所述第一临界值之间时，使所述时脉信号具有第三频率，所述第三频率正比于所述偏压电压，且所述第三频率介于所述第二频率与所述第一频率之间。
8.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述升压电路为电荷泵电路。
9.一种电压转换电路，其特征在于，包括：
驱动开关；以及
如权利要求1所述的控制电路，所述控制电路耦接至所述驱动开关的控制端，并在所述第一时间区间依据具有所述第一频率的时脉信号来提升所述控制端的电压值。
10.根据权利要求9所述的电压转换电路，其特征在于，还包括：
逆电压保护电路，耦接至所述驱动开关的控制端，在逆电压状态发生时，提供逆电压控制信号至所述驱动开关的控制端，以驱使所述驱动开关被断开。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111082801B (zh) * 2019-12-06 2023-09-26 杭州迪普科技股份有限公司 时序控制系统及电子设备

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5526313A (en) * 1988-06-17 1996-06-11 Hitachi Ltd. Large scale integrated circuit with sense amplifier circuits for low voltage operation
US6198340B1 (en) * 1999-02-08 2001-03-06 Etron Technology, Inc. High efficiency CMOS pump circuit
CN1111955C (zh) * 1997-03-17 2003-06-18 日本精密电路株式会社 锁相环电路
CN101098104A (zh) * 2006-06-27 2008-01-02 中兴通讯股份有限公司 一种集成电路电荷泵的优化装置及其方法
CN101212174A (zh) * 2006-12-31 2008-07-02 中国科学院半导体研究所 一种应用于无源射频身份识别系统的电荷泵电路
CN201165437Y (zh) * 2008-01-18 2008-12-17 天津市博控机电科技有限公司 杂物电梯控制器
CN102290981A (zh) * 2011-05-23 2011-12-21 上海宏力半导体制造有限公司 一种电荷泵电路和采用所述电荷泵电路的闪速存储器
CN103294094A (zh) * 2012-03-02 2013-09-11 联咏科技股份有限公司 充电帮浦装置及其驱动能力调整方法
CN103683918A (zh) * 2012-09-25 2014-03-26 富士电机株式会社 开关电源装置
JP2015019480A (ja) * 2013-07-10 2015-01-29 三菱電機株式会社 電力変換装置およびその制御方法
CN104518647A (zh) * 2013-10-02 2015-04-15 英飞凌科技奥地利有限公司 半桥栅极驱动器控制
CN105490670A (zh) * 2014-10-03 2016-04-13 亚德诺半导体集团 用于偏置射频开关的装置和方法
CN105610436A (zh) * 2015-12-22 2016-05-25 西安电子科技大学 一种具备自适应加速锁定结构的电荷泵锁相环
US9590508B2 (en) * 2014-07-31 2017-03-07 Cypress Semiconductor Corporation Control apparatus, and control method for buck-boost power supply with two primary switches
JP2017073872A (ja) * 2015-10-06 2017-04-13 ローム株式会社 チャージポンプ回路
CN106877660A (zh) * 2015-11-18 2017-06-20 英特矽尔美国有限公司 用于dc‑dc电压转换器的方法和系统

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60309675T2 (de) * 2003-05-30 2007-09-20 Texas Instruments Inc., Dallas Leistungsschaltkreis mit gesteuertem Sperrstrom
US7362163B1 (en) * 2004-03-23 2008-04-22 Cypress Semiconductor Corp Flyback capacitor level shifter feedback regulation for negative pumps
US7751157B2 (en) 2006-11-21 2010-07-06 Semiconductor Components Industries, Llc Protection circuit and method therefor
EP2165407B1 (en) * 2007-07-06 2020-07-29 Advanced Analogic Technologies Incorporated Boost and up-down switching regulator with synchronous freewheeling mosfet
WO2011089841A1 (en) 2010-01-22 2011-07-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
CN102386753A (zh) 2010-09-06 2012-03-21 晨星半导体股份有限公司 耐受高电压的输出入电路与相关装置
TWI463778B (zh) * 2011-04-29 2014-12-01 Energy Pass Inc 電流模式直流轉換器及其直流轉換方法
GB2492833A (en) * 2011-07-14 2013-01-16 Softkinetic Sensors Nv LED boost converter driver circuit for Time Of Flight light sources
US9148194B2 (en) * 2012-07-07 2015-09-29 Skyworks Solutions, Inc. Radio-frequency switch system having improved intermodulation distortion performance
TWI527381B (zh) * 2012-08-15 2016-03-21 群聯電子股份有限公司 頻率產生系統、電壓控制振盪器模組及其訊號頻率調整方法
TWI563788B (en) * 2014-03-06 2016-12-21 Advanced Charging Technologies Llc An electrical circuit and a power module for providing electrical power to electronic devices, and a method of assembling a voltage reduction apparatus
CN104518663B (zh) * 2014-07-18 2017-03-29 上海华虹宏力半导体制造有限公司 负压电荷泵反馈电路
CN104410395B (zh) 2014-12-01 2018-03-06 成都芯源系统有限公司 一种用于晶体管开关的过压保护电路及方法
US9401696B1 (en) * 2015-01-09 2016-07-26 International Business Machines Corporation Boosting varactor capacitance ratio
US10312898B2 (en) * 2015-07-09 2019-06-04 Texas Instruments Incorporated Methods and apparatus for power switch fault protection
CN105226940B (zh) * 2015-10-28 2018-01-23 成都芯源系统有限公司 升压电路及其控制方法
CN205753586U (zh) * 2016-04-14 2016-11-30 陈松 一种电源管理电路
US10673423B2 (en) * 2016-04-28 2020-06-02 Texas Instruments Incorporated Fast turn-on power switch
JP2018050127A (ja) * 2016-09-20 2018-03-29 株式会社東芝 半導体スイッチ
US9964975B1 (en) * 2017-09-29 2018-05-08 Nxp Usa, Inc. Semiconductor devices for sensing voltages
US10432175B2 (en) * 2018-01-10 2019-10-01 Texas Instruments Incorporated Low quiescent current load switch
US10504562B2 (en) * 2018-03-12 2019-12-10 Micron Technology, Inc. Power management integrated circuit load switch driver with dynamic biasing

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5526313A (en) * 1988-06-17 1996-06-11 Hitachi Ltd. Large scale integrated circuit with sense amplifier circuits for low voltage operation
CN1111955C (zh) * 1997-03-17 2003-06-18 日本精密电路株式会社 锁相环电路
US6198340B1 (en) * 1999-02-08 2001-03-06 Etron Technology, Inc. High efficiency CMOS pump circuit
CN101098104A (zh) * 2006-06-27 2008-01-02 中兴通讯股份有限公司 一种集成电路电荷泵的优化装置及其方法
CN101212174A (zh) * 2006-12-31 2008-07-02 中国科学院半导体研究所 一种应用于无源射频身份识别系统的电荷泵电路
CN201165437Y (zh) * 2008-01-18 2008-12-17 天津市博控机电科技有限公司 杂物电梯控制器
CN102290981A (zh) * 2011-05-23 2011-12-21 上海宏力半导体制造有限公司 一种电荷泵电路和采用所述电荷泵电路的闪速存储器
CN103294094A (zh) * 2012-03-02 2013-09-11 联咏科技股份有限公司 充电帮浦装置及其驱动能力调整方法
CN103683918A (zh) * 2012-09-25 2014-03-26 富士电机株式会社 开关电源装置
JP2015019480A (ja) * 2013-07-10 2015-01-29 三菱電機株式会社 電力変換装置およびその制御方法
CN104518647A (zh) * 2013-10-02 2015-04-15 英飞凌科技奥地利有限公司 半桥栅极驱动器控制
US9590508B2 (en) * 2014-07-31 2017-03-07 Cypress Semiconductor Corporation Control apparatus, and control method for buck-boost power supply with two primary switches
CN105490670A (zh) * 2014-10-03 2016-04-13 亚德诺半导体集团 用于偏置射频开关的装置和方法
JP2017073872A (ja) * 2015-10-06 2017-04-13 ローム株式会社 チャージポンプ回路
CN106877660A (zh) * 2015-11-18 2017-06-20 英特矽尔美国有限公司 用于dc‑dc电压转换器的方法和系统
CN105610436A (zh) * 2015-12-22 2016-05-25 西安电子科技大学 一种具备自适应加速锁定结构的电荷泵锁相环

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Publication number Publication date
US20190372452A1 (en) 2019-12-05
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TW202005235A (zh) 2020-01-16

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