CN111837324B - 电荷泵电路、芯片以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
一种电荷泵电路、触控芯片以及电子设备。电荷泵电路包括：第一电荷泵模块和第二电荷泵模块；第一电荷泵模块包括第一控制模块、第一输出电容(Cout1)和第四焊盘(321)；第二电荷泵模块包括第二控制模块、第二输出电容和第五焊盘(326)；当所述第一输出电容(Cout1)处于充电状态、所述第二输出电容(Cout2)处于放电状态，或所述第一输出电容(Cout1)处于放电状态、所述第二输出电容(Cout2)处于充电状态时，所述第四焊盘(321)和所述第五焊盘(326)紧邻放置；或者当所述第一输出电容(Cout1)处于充电状态、所述第二输出电容(Cout2)处于充电状态，或所述第一输出电容(Cout1)处于放电状态、所述第二输出电容(Cout2)处于放电状态时，所述第四焊盘(321)和所述第五焊盘(326)之间放置一个接地模块。该电路结构减小了电磁干扰，提高了芯片的性能。
Description
技术领域
本申请实施例涉及电路领域，尤其涉及一种电荷泵电路、芯片以及电子设备。
背景技术
目前，集成电路芯片通常使用电荷泵(charge pump)电路进行升压或降压处理。电荷泵电路中的飞电容或输出电容在充电或放电的过程中，会产生持续时间短至数纳秒(ns)、幅值高达数百毫安(mA)的尖峰瞬态电流，此瞬态电流产生的电磁场和电磁波会对芯片附近的其他电路模块形成干扰，尤其对电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)极其敏感的天线，大大降低电子设备的性能，从而使设计出的芯片无法满足应用端的要求。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种电荷泵电路、芯片以及电子设备，用以解决现有技术中的电荷泵模块给芯片附近的其他电路模块形成电磁干扰的技术问题。
第一方面，提供了一种电荷泵电路，所述电荷泵电路包括：
第一电荷泵模块和第二电荷泵模块；
第一电荷泵模块包括第一控制模块、第一输出电容和第四焊盘，所述第一控制模块通过所述第四焊盘与所述第一输出电容连接，所述第一控制模块用于控制对所述第一输出电容充电和放电；
第二电荷泵模块包括第二控制模块、第二输出电容和第五焊盘，所述第二控制模块通过所述第五焊盘与所述第二输出电容连接，所述第二控制模块用于控制对所述第二输出电容充电和放电；
当所述第一输出电容处于充电状态、所述第二输出电容处于放电状态，或者所述第一输出电容处于放电状态、所述第二输出电容处于充电状态时，所述第四焊盘和所述第五焊盘紧邻放置；或者
当所述第一输出电容处于充电状态、所述第二输出电容处于充电状态，或者所述第一输出电容处于放电状态、所述第二输出电容处于放电状态时，所述第四焊盘和所述第五焊盘之间放置一个接地模块。
在一种可能的实现方式中，所述第四焊盘与所述第五焊盘紧邻放置为所述第四焊盘与所述第五焊盘之间的间隔小于一个焊盘的距离。
在一种可能的实现方式中，第一电荷泵模块还包括第四引脚，所述第一控制模块通过所述第四焊盘与所述第四引脚连接；
第二电荷泵模块还包括第五引脚，所述第二控制模块通过所述第五焊盘与所述第五引脚连接。
在一种可能的实现方式中，所述接地模块包括第六焊盘和第六引脚，所述第六焊盘位于所述第四焊盘和所述第五焊盘之间，所述第六引脚位于所述第四引脚和所述第五引脚之间。
在一种可能的实现方式中，所述接地模块的电流方向与所述第一输出电容、所述第二输出电容的电流方向相反。
在一种可能的实现方式中，第一电荷泵模块还包括第一飞电容，第二电荷泵模块还包括第二飞电容。
在一种可能的实现方式中，当第一飞电容处于充电状态，第二飞电容处于放电状态时，所述第一飞电容的CN1端和第二飞电容的CP2端的间隔不超过2个焊盘的距离，或所述第一飞电容的CP1端和第二飞电容的CN2端的间隔不超过2个焊盘的距离；或者
当第一飞电容处于放电状态，第二飞电容处于充电状态时，所述第一飞电容的CN1端和第二飞电容的CP2端的间隔不超过2个焊盘的距离，或所述第一飞电容的CP1端和第二飞电容的CN2端的间隔不超过2个焊盘的距离。
在一种可能的实现方式中，当第一飞电容处于充电状态，第二飞电容处于充电状态时，所述第一飞电容的CN1端和第二飞电容的CN2端的间隔不超过2个焊盘的距离，或所述第一飞电容的CP1端和第二飞电容的CP2端的间隔不超过2个焊盘的距离；或者
当第一飞电容处于放电状态，第二飞电容处于放电状态时，所述第一飞电容的CN1端和第二飞电容的CN2端的间隔不超过2个焊盘的距离，或所述第一飞电容的CP1端和第二飞电容的CP2端的间隔不超过2个焊盘的距离。
在一种可能的实现方式中，所述第一电荷泵模块和所述第二电荷泵模块均位于芯片的左上角、右上角、左下角或右下角。
在一种可能的实现方式中，所述第一电荷泵模块和第二电荷泵模块分开放置，分别位于芯片的左上角、右上角、左下角或右下角。
在一种可能的实现方式中，电荷泵电路还包括芯片内部走线、绑定线和PCB走线。
在一种可能的实现方式中，所述第一输出电容的第二端接地GND，所述第一输出电容的第一端通过所述PCB走线与所述第四引脚相连、所述第四引脚通过所述绑定线与所述第四焊盘相连；
所述第二输出电容的第二端接地GND，所述第二输出电容的第一端通过所述PCB走线与所述第五引脚相连、所述第五引脚通过所述绑定线与所述第五焊盘相连。
在一种可能的实现方式中，所述第一电荷泵模块包括第一飞电容、第七引脚、第八引脚、第七焊盘以及第八焊盘；
所述第二电荷泵模块包括第二飞电容、第九引脚、第十引脚、第九焊盘以及第十焊盘；
所述第七焊盘通过一根所述绑定线与所述第七引脚相连，所述第七引脚通过所述PCB走线与所述第一飞电容的CP1端相连，所述第一飞电容的CN1端通过所述PCB走线与所述第八引脚相连，所述第八引脚通过一根所述绑定线与所述第八焊盘相连；
所述第九焊盘通过一根所述绑定线与所述第九引脚相连，所述第九引脚通过所述PCB走线与所述第二飞电容的CP2端相连，所述第二飞电容的CN2端通过所述PCB走线与所述第十引脚相连，所述第十引脚通过一根所述绑定线与所述第十焊盘相连。
在一种可能的实现方式中，芯片包括：顶层金属层；电源线和/或地线设置在所述顶层金属层。
在一种可能的实现方式中，所述芯片包括：非顶层金属层；所述芯片内部走线设置在所述非顶层金属层。
在一种可能的实现方式中，所述第七焊盘和所述第八焊盘的间隔小于一个焊盘的距离，或者所述第九焊盘和所述第十焊盘的间隔小于一个焊盘的距离。
在一种可能的实现方式中，所述第一电荷泵、所述第二电荷泵以及所述芯片内部走线位于所述芯片内。
在一种可能的实现方式中，所述第一输出电容、第二输出电容、第一飞电容、第二飞电容以及PCB走线位于所述芯片外。
在一种可能的实现方式中，所述电荷泵电路的输出电压提供给低压线性稳压电路。
第二方面，提供了一种芯片，所述芯片包括上述第一方面的电荷泵电路。
在一种可能的实现方式中，所述芯片为触控芯片。
第三方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述第二方面的芯片。
基于上述技术方案，通过根据第一输出电容和第二输出电容的电流方向，设置不同的电荷泵电路。在不同情况下，对第一输出电容模块和第二输出电容模块进行紧邻放置或者中间设置接地模块，减小环形面积，或者形成电流反相的环形天线，使得减小电磁干扰，提高了芯片的性能。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请实施例的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1为本申请实施例中电荷泵电路结构示意图；
图2为图1中电荷泵电路结构具体示意图；
图3是本申请第一实施例中电荷泵电路结构示意图；
图4是本申请第二实施例中电荷泵电路结构示意图；
图5是本申请第三实施例中电荷泵电路结构示意图；
图6是本申请第四实施例中电荷泵电路结构示意图；
图7是本申请第五实施例中电荷泵电路结构示意图；
图8是本申请第六实施例中电荷泵电路结构示意图；
图9是本申请第七实施例中电荷泵电路结构示意图；
图10是本申请第一实施例和第七实施例相结合电荷泵电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。
电荷泵电路中的飞电容Cfly和输出电容Cout周期性的充电和放电，以此获得稳定的经过升压或降压后的输出电压Vout。根据电荷泵电路的工作原理，飞电容Cfly两端一般分为CP端和CN端，CP端为与飞电容正极板相连的一端，CN端为与飞电容负极板相连的一端，飞电容Cfly处于充电状态时，电流从CP端经过飞电容Cfly流向CN端，飞电容Cfly处于放电状态时，即飞电容Cfly给输出电容Cout进行充电时，电流从CN端经过飞电容Cfly流向CP端。输出电容Cout的非接地端为外部电路提供稳定的经过升压或降压后的输出电压，例如对于触控芯片，电荷泵电路可将输出电压提供给低压线性稳压电路，低压线性稳压电路输出稳定的电压给Tx模块和/或Rx模块，Tx模块和/或Rx模块用于给触摸传感器的电极提供驱动电压，触摸传感器的电极为驱动电极(Tx)和/或感应电极(Rx)。本申请实施例CN端、CP端、CN1端、CP1端、CN2端以及CP2端均用来清楚描述电流方向，例如，CN端、CN1端和CN2端表示与飞电容负极板相连的一端，CP端、CP1端和CP2端表示与飞电容正极板相连的一端，本申请以此为例进行相关说明。为了提高电荷泵电路的带负载能力，所需要的飞电容Cfly和输出电容Cout一般较大，约为数百纳法(nF)至几个微法(μF)，这么大的电容若做于芯片内部会占据非常大的面积，使得成本非常高，因此飞电容Cfly和输出电容Cout必须外置。外置的飞电容Cfly和输出电容Cout需由一些连线连接到电荷泵控制电路，其中，连线包括芯片内部走线，焊盘，绑定线，引脚，以及印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)走线或柔性印刷电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)走线等，这些连线形成若干有效的环形天线。而电荷泵给飞电容Cfly和输出电容Cout充放电的瞬态电流持续时间只有几纳秒(ns)，幅度高达数百毫安(mA)，其高频分量会在环形天线上形成有效的电磁辐射，从而干扰芯片周围的对电磁敏感的其他电路和器件，比如终端的天线，使其无法正常工作。
本申请提供一种电荷泵电路，电荷泵电路具体包括：第一电荷泵模块和第二电荷泵模块；第一电荷泵模块包括第一控制模块、第一输出电容和第四焊盘，所述第一控制模块用于控制对所述第一输出电容充电和放电；第二电荷泵模块包括第二控制模块、第二输出电容和第五焊盘，所述第二控制模块用于控制对所述第二输出电容充电和放电；当第一输出电容充电、所述第二输出电容放电，或者所述第一输出电容放电、所述第二输出电容充电时，所述第四焊盘和所述第五焊盘紧邻放置；或者当所述第一输出电容充电、所述第二输出电容充电，或者所述第一输出电容放电、所述第二输出电容放电时，所述第四焊盘和所述第五焊盘之间放置一个接地模块。
本申请根据第一输出电容和第二输出电容的电流方向，设置不同的电荷泵电路，以减小环形天线的环路面积和/或减小环形天线中的高频电流，使得电荷泵产生的电磁干扰可以大幅度降低，从而芯片对天线等其他敏感电路模块产生的影响大大降低，使得芯片可满足应用端的要求。
图1为本申请实施例中电荷泵电路结构示意图。电荷泵电路10包括控制模块11、飞电容模块12和输出电容模块13。控制模块11通过芯片内部走线14分别连接飞电容模块12和输出电容模块13。
具体的，请参见图2，图2为图1中电荷泵电路结构具体示意图。电荷泵模块20包括控制模块、飞电容模块和输出电容模块。其中，控制模块包括控制电路21，模拟电源AVDD、模拟地AGND以及时钟信号CLK和其他所需的信号线(图中未示出)，控制电路21由模拟电源AVDD和模拟地AGND给其供电，由时钟信号CLK进行驱动；飞电容模块包括飞电容Cfly、第一焊盘212、第二焊盘217、第一引脚214和第二引脚216，第一焊盘212的一端通过芯片内部走线211连接控制电路21，第一焊盘212的另一端通过绑定线213连接第一引脚214、第一引脚214通过PCB走线或FPC走线215连接飞电容Cfly的CP端，飞电容Cfly的CN端通过PCB走线或FPC走线215连接第二引脚216，第二引脚216通过绑定线213连接第二焊盘217的一端，第二焊盘217的另一端通过芯片内部走线211连接控制电路21。输出电容模块包括输出电容Cout、第三焊盘219和第三引脚218，第三焊盘219的一端通过芯片内部走线211连接控制电路21，第三焊盘219的另一端通过绑定线213连接第三引脚218，第三引脚218通过PCB走线或FPC走线215连接输出电容Cout的第一端，输出电容Cout的第二端通过PCB走线或FPC走线215接地GND。电荷泵21、芯片内部走线211，第一焊盘212、第二焊盘217以及第三焊盘219位于芯片内部，飞电容Cfly、输出电容Cout、PCB走线或FPC走线215位于芯片外部，焊盘通过绑定线213输出信号给引脚，引脚将输出信号输出至PCB走线或FPC走线215。所述第一焊盘212、第二焊盘217以及第三焊盘219通过芯片内部走线211分别连接至控制电路21。输出电容Cout的第一端作为电荷泵模块的输出电压端，当然，第三引脚218、第三焊盘219以及与第三焊盘219相连的绑定线和芯片内部走线的电位也为输出电压Vout的电位。根据实际应用需要，芯片外部的走线215可能为PCB走线或FPC走线中的一种，为描述方便，以下简称PCB走线，即下面所述的PCB走线均包含PCB走线和FPC走线两种情形。
图3是本申请第一实施例中可降低电荷泵电磁干扰的电路结构示意图。本实施例用于第一电荷泵模块中的第一输出电容Cout1充电和第二电荷泵模块的第二输出电容Cout2放电或者第一输出电容C out1放电和第二输出电容Cout2充电的情况，即第一输出电容Cout1处于充电状态时，电流从第四焊盘321经过第一输出电容Cout1流向GND，同时，第二输出电容Cout2处于放电状态，电流从GND经过第二输出电容Cout2流向第五焊盘326，或者第二输出电容Cout2处于充电状态时，电流从第五焊盘326经过第二输出电容Cout2流向GND，同时，第一输出电容Cout1处于放电状态，电流从GND经过第一输出电容Cout1流向第四焊盘321。输出电容一端相连的PCB走线、芯片内部走线、引脚以及焊盘的电位均为输出电压，比如，以第四焊盘321的输出作为第一电荷泵模块的输出电压Vout1，以第五焊盘326的输出作为第二电荷泵模块的输出电压Vout2。本申请实施例是以第一输出电容Cout1处于充电状态、第二输出电容Cout2处于放电状态为例进行说明。优选的，本申请实施例以两个电荷泵模块为例进行说明，两个电荷泵模块分别为第一电荷泵模块和第二电荷泵模块，第一电荷泵模块包括第一控制模块和第一输出电容模块，第一输出电容模块包括第一输出电容Cout1、第四引脚323和第四焊盘321，第一控制模块通过第四焊盘321与第一输出电容Cout1连接；第二电荷泵模块包括第二控制模块和第二输出电容模块，第二输出电容模块包括第二输出电容Cout2、第五引脚328和第五焊盘326，第二控制模块通过第五焊盘326与所述第二输出电容Cout2连接。第一输出电容Cout1的第二端接地GND，第一输出电容Cout1的第一端通过PCB走线324与第四引脚323相连、第四引脚323通过绑定线322与第四焊盘321相连。第二输出电容Cout2的第二端接地GND，第二输出电容Cout2的第一端通过PCB走线329与第五引脚328相连、第五引脚328通过绑定线327与第五焊盘326相连。第一电荷泵模块的第四焊盘321和第二电荷泵模块的第五焊盘326紧邻放置，例如，第四焊盘321与第五焊盘326之间间隔一个焊盘的距离，该焊盘不设置走线，又例如，第四焊盘321与第五焊盘326之间不放置其它焊盘或者第四焊盘321与第五焊盘326之间间隔小于一个焊盘的距离，使其第一电荷泵模块的第四焊盘321、绑定线322、第四引脚323、PCB走线324和第二电荷泵模块的第五焊盘326、绑定线327、第五引脚328、PCB走线329构成的环形面积最小，从而降低来自两个电荷泵的电磁干扰。环形天线的面积越小，电磁干扰影响越小。
图4是本申请第二实施例中可降低电荷泵电磁干扰的电路结构示意图。此实施例用于第一电荷泵模块中的第一输出电容Cout1和第二电荷泵模块的第二输出电容Cout2处于同时充电或者同时放电的情况，即第一输出电容Cout1处于充电状态时，电流从第四焊盘411经过第一输出电容Cout1流向GND，同时，第二输出电容Cout2处于充电状态，电流从第五焊盘416经过第二输出电容Cout2流向GND，接地模块的电流方向与第一输出电容、第二输出电容的电流方向相反，此时接地模块的电流从PCB走线423的芯片外接地端GND通过第六引脚422流向第六焊盘420的芯片内接地端GND；或者第一输出电容Cout1处于放电状态时，电流从GND经过第一输出电容Cout1流向第四焊盘411，同时，第二输出电容Cout2处于放电，电流从GND经过第二输出电容Cout2流向第五焊盘416，接地模块的电流方向与第一输出电容、第二输出电容的电流方向相反，此时接地模块的电流从第六焊盘420的芯片内接地端GND通过第六引脚422流向PCB走线423的芯片外接地端GND。本申请实施例是以第一输出电容Cout1处于充电状态、第二输出电容Cout2处于充电状态为例进行说明。优选的，本申请实施例以两个电荷泵模块为例进行说明，两个电荷泵模块分别为第一电荷泵模块和第二电荷泵模块，第一电荷泵模块包括第一控制模块和第一输出电容模块，第一输出电容模块包括第一输出电容Cout1、第四引脚413和第四焊盘411；第二电荷泵模块包括第二控制模块和第二输出电容模块，第二输出电容模块包括第二输出电容Cout2、第五引脚418和第五焊盘416。第一输出电容Cout1的第二端接地GND，第一输出电容Cout1的第一端通过PCB走线414与第四引脚413相连、第四引脚413通过绑定线412与第四焊盘411相连。第二输出电容Cout2的第二端接地GND，第二输出电容Cout2的第一端通过PCB走线419与第五引脚418相连、第五引脚418通过绑定线417与第五焊盘416相连。第一输出电容模块和第二输出电容模块之间放置一接地模块，该接地模块包括第六焊盘420和第六引脚422，第六焊盘420的一端连接芯片内接地端GND，第六焊盘420的另一端通过绑定线421与第六引脚422相连、第六引脚422通过PCB走线423连接芯片外接地端GND，其中，第六焊盘420位于第四焊盘411和第五焊盘416之间，第六引脚422位于第四引脚413和第五引脚418之间。接地模块的电流方向与第一输出电容Cout1、第二输出电容Cout2的电流方向相反，接地模块的电流方向从第六焊盘420的芯片内接地端GND通过第四引脚422流向PCB走线423的芯片外接地端GND，第一电荷泵模块与接地模块、第二电荷泵模块与接地模块之间的连线分别形成两个电流反相的环形天线，从而可以使得远区的电磁场和电磁波相互抵消，降低来自电荷泵的电磁干扰。
本申请还提供一种电荷泵电路结构，在电荷泵电路结构中，第一电荷泵模块还包括第一飞电容模块，第二电荷泵模块还包括第二飞电容模块；根据第一飞电容模块和第二飞电容模块的电流方向，设置不同的电荷泵电路结构。具体以图5和图6为例进行说明。
图5是本申请第三实施例中可降低电荷泵电磁干扰的电路结构示意图。此实施例用于第三电荷泵模块中的第一飞电容Cfly1充电和第四电荷泵模块的第二飞电容Cfly2放电或者第一飞电容Cfly1放电和第二飞电容Cfly2充电的情况，即第一飞电容Cfly1处于充电状态时，电流从CP1端经过第一飞电容Cfly1流向CN1端，同时，第二飞电容Cfly2处于放电状态，电流从CN2端经过第二飞电容Cfly2流向CP2端，或者第一飞电容Cfly1处于放电状态时，电流从CN1端经过第一飞电容Cfly1流向CP1端，同时，第二飞电容Cfly2处于充电状态，电流从CP2端经过第二飞电容Cfly2流向CN2端。本申请实施例是以第一飞电容Cfly1处于充电状态、第二飞电容Cfly2处于放电状态为例进行说明。优选的，本申请实施例以两个电荷泵模块为例进行说明，两个电荷泵模块分别为第三电荷泵模块和第四电荷泵模块。第三电荷泵模块包括第一控制模块和第一飞电容模块，第一飞电容模块包括第一飞电容Cfly1、第七引脚513、第八引脚516、第七焊盘511以及第八焊盘515，第一控制模块通过第七焊盘511连接第一飞电容的正极板，第一控制模块通过第八焊盘515连接第一飞电容Cfly1的负极板，其中，第七焊盘511通过绑定线512与第七引脚513相连，第七引脚513通过PCB走线514与第一飞电容Cfly1的CP1端相连，第一飞电容Cfly1的CN1端通过PCB走线514与第八引脚516相连，第八引脚516通过绑定线512与第八焊盘515相连，第七焊盘511和第七引脚513为第一飞电容Cfly1的CP1端，第八焊盘515和第八引脚516为第一飞电容Cfly1的CN1端。第四电荷泵模块包括第二控制模块和第二飞电容模块，第二飞电容模块包括第二飞电容Cfly2、第九引脚519、第十引脚522、第九焊盘517以及第十焊盘521，第二控制模块通过第九焊盘519连接第二飞电容Cfly2的正极板，所述第二控制模块通过第十焊盘521连接第二飞电容Cfly2的负极板，其中，第九焊盘517通过绑定线518与第九引脚519相连，第九引脚519通过PCB走线520与第二飞电容Cfly2的CP2端相连，第二飞电容Cfly2的CN2端通过PCB走线520与第十引脚522相连，第十引脚522通过绑定线518与第十焊盘521相连，第九焊盘517和第九引脚519为第二飞电容Cfly2的CP2端，第十焊盘521和第十引脚522为第二飞电容Cfly2的CN2端。第三电荷泵模块的第一飞电容Cfly1的两端和第四电荷泵模块的第二飞电容Cfly2的两端按顺序依次排列，从左至右依次为：CP1端、CN1端、CP2端、CN2端，或者CN1端、CP1端、CN2端、CP2端，其中，第一飞电容模块和第二飞电容模块之间可以有一定间隔，该间隔可以为多个焊盘的距离，例如，该间隔为不超过2个焊盘的距离。第一飞电容的CN1端和第二飞电容的CP2端的间隔不超过2个焊盘的距离，或第一飞电容的CP1端和第二飞电容的CN2端的间隔不超过2个焊盘的距离，即第八焊盘515和第九焊盘517之间可以间隔为2个焊盘距离、1个焊盘距离或者间隔0个焊盘距离。通过设置第一飞电容和第二飞电容两端和焊盘的连接方式，使第一飞电容模块和第二飞电容模块的电流方向反相，由两个电荷泵模块形成的两个环形天线的辐射电磁场和电磁波刚好也反相，从而在远区相互抵消，而降低来自第三电荷泵模块和第四电荷泵模块的电磁干扰。
图6是本申请第四实施例中可降低电荷泵电磁干扰的电路结构示意图。此实施例用于第三电荷泵模块中的第一飞电容Cfly1和第四电荷泵模块的第二飞电容Cfly2处于同时充电或者同时放电的情况，即第一飞电容Cfly1处于充电状态时，电流从CP1端经过第一飞电容Cfly1流向CN1端，同时，第二飞电容Cfly2处于充电状态，电流从CP2端经过第二飞电容Cfly2流向CN2端，或者第一飞电容Cfly1处于放电状态时，电流从CN1端经过第一飞电容Cfly1流向CP1端，同时，第二飞电容Cfly2处于放电状态，电流从CN2端经过第二飞电容Cfly2流向CP2端。本申请实施例是以第三电荷泵模块给第一飞电容Cfly1充电、第四电荷泵模块也在给第二飞电容Cfly2充电为例进行说明。优选的，本申请实施例以两个电荷泵模块为例进行说明，两个电荷泵模块分别为第三电荷泵模块和第四电荷泵模块。第三电荷泵模块包括第一飞电容模块，第一飞电容模块包括第一飞电容Cfly1、第七引脚613、第八引脚616、第七焊盘611以及第八焊盘615，其中，第七焊盘611通过绑定线612与第七引脚613相连，第七引脚613通过PCB走线614与第一飞电容Cfly1的CP1端相连，第一飞电容Cfly1的CN1端通过PCB走线614与第八引脚616相连，第八引脚616通过绑定线612与第八焊盘615相连，第七焊盘611和第七引脚613为第一飞电容Cfly1的CP1端，第八焊盘615和第八引脚616为第一飞电容Cfly1的CN1端。第四电荷泵模块包括第二飞电容模块，第二飞电容模块包括第二飞电容Cfly2、第九引脚619、第十引脚622、第九焊盘617以及第十焊盘621，其中，第九焊盘617通过绑定线618与第九引脚619相连，第九引脚619通过PCB走线620与第二飞电容Cfly2的CN2端相连，第二飞电容Cfly2的CP2端通过PCB走线620与第十引脚622相连，第十引脚622通过绑定线618与第十焊盘621相连，第九焊盘617和第九引脚619为第二飞电容Cfly2的CN2端，第十焊盘621和第十引脚622为第二飞电容Cfly2的CP2端，所述第一飞电容的CN1端和第二飞电容的CP2端的间隔不超过2个焊盘的距离可以是第八焊盘615和第十焊盘621之间的间隔了2个焊盘、1个焊盘或0个焊盘，或者也可以是第八引脚616和第十引脚622之间的间隔了2个焊盘、1个焊盘或0个焊盘；所述第一飞电容的CP1端和第二飞电容的CN2端的间隔不超过2个焊盘的距离可以是第七焊盘611和第九焊盘617之间的间隔了2个焊盘、1个焊盘或0个焊盘，或者也可以是第七引脚613和第九引脚619之间的间隔了2个焊盘、1个焊盘或0个焊盘；所述第一飞电容的CN1端和第二飞电容的CN2端的间隔不超过2个焊盘的距离可以是第八焊盘615和第九焊盘617之间的间隔了2个焊盘、1个焊盘或0个焊盘，或者也可以是第八引脚616和第九引脚619之间的间隔了2个焊盘、1个焊盘或0个焊盘；所述第一飞电容的CP1端和第二飞电容的CP2端的间隔不超过2个焊盘的距离可以是第七焊盘611和第十焊盘621之间的间隔了2个焊盘、1个焊盘或0个焊盘，或者也可以是第七引脚613和第十引脚622之间的间隔了2个焊盘、1个焊盘或0个焊盘。第三电荷泵模块的第一飞电容Cfly1的两端和第四电荷泵模块的第二飞电容Cfly2的两端按顺序依次排列，从左至右依次为：CP1端、CN1端、CN2端、CP2端，或者CN1端、CP1端、CP2端、CN2端，其中，第一飞电容模块和第二飞电容模块之间可以有一定间隔，该间隔可以为多个焊盘的距离，优选的，该间隔为不超过2个焊盘的距离。第一飞电容的CN1端和第二飞电容的CN2端的间隔不超过2个焊盘的距离，或所述第一飞电容的CP1端和第二飞电容的CP2端的间隔不超过2个焊盘的距离，即第八焊盘615和第九焊盘617之间可以间隔2个焊盘距离、1个焊盘距离或者间隔0个焊盘距离。通过设置第一飞电容和第二飞电容两端和焊盘的连接方式，使第一飞电容模块和第二飞电容模块的的电流方向反相，由两个电荷泵模块形成的两个环形天线的辐射电磁场和电磁波刚好反相，从而在远区相互抵消，而降低来自第三电荷泵模块和第四电荷泵模块的电磁干扰。
图7是本申请第五实施例中可降低电荷泵电磁干扰的电路结构示意图。芯片711包括硅片710，电荷泵模块包括控制模块712、飞电容模块和输出电容模块。飞电容模块包括飞电容Cfly、第一焊盘714、第二焊盘718、第一引脚716和第二引脚719，第一焊盘714的一端通过芯片内部走线713连接控制模块712，第一焊盘714的另一端通过绑定线715连接第一引脚716、第一引脚716通过PCB走线717连接飞电容Cfly的CP端，飞电容Cfly的CN端通过PCB走线717连接第二引脚719，第二引脚719通过绑定线715连接第二焊盘718。输出电容模块包括输出电容Cout、第三焊盘720和第三引脚721，第三焊盘720的一端通过芯片内部走线713连接控制模块712，第三焊盘720的另一端通过绑定线715连接第三引脚721，第三引脚721通过PCB走线717连接输出电容Cout的第一端，输出电容Cout的第二端通过PCB走线717接地GND。芯片内部的走线713、绑定线715和PCB走线717都应尽可能短。飞电容Cfly的第一焊盘714和第二焊盘718应紧邻放置，即第一焊盘714和第二焊盘718之间不放置任何其他焊盘或者第一焊盘714与第二焊盘718之间间隔小于一个焊盘的距离，如此由飞电容Cfly连线形成的环形天线的回路面积可尽可能减小，从而可降低来自电荷泵的电磁干扰。此外，在实际的版图设计中，为降低绑定线上的阻抗，通常会使用两个焊盘通过两条绑定线打在同一个引脚上，如此可将绑定线上的电阻和电感并联，将阻抗降低一半。但是，为降低来自电荷泵的电磁干扰，飞电容Cfly的任意一个引脚不同时连接两个焊盘和两条绑定线，而应连接单个焊盘和单条绑定线。通过将一个引脚设置连接单个焊盘和单条绑定线，绑定线上的电阻和电感可以阻挡来自控制模块712的高频电流往芯片外部流动，从而降低环形天线中的高频电流，而降低来自电荷泵模块的电磁干扰。
图8是本申请第六实施例中可降低电荷泵电磁干扰的电路结构示意图。芯片包括顶层金属层82和非顶层金属层，非顶层金属层包括硅片基底层81、顶层金属层82下的绝缘层83和位于绝缘层83下面的、仅次于顶层金属层82的次层金属层84以及其他金属层(图中未示出)。飞电容和输出电容均通过各自的PCB走线、引脚、绑定线、焊盘以及芯片内部走线连接到控制模块，应避免将飞电容和输出电容在芯片内部的走线设置在顶层金属层82，否则其产生的电磁场和电磁波会直接向外辐射，使得电磁干扰较大。将飞电容和输出电容在芯片内部的走线设置在非顶层金属层，即将芯片内部走线设置在次层金属层84或比次层金属层84还要靠硅片基底层81方向的其他金属层(图中未示出)，且将顶层金属层82用来设置接地线或电源线。这是因为，飞电容和输出电容在芯片内部的走线上存在高频电流，而高频电流会优先选择阻抗较低的路径走，飞电容和输出电容在芯片内部的走线与地线和电源线形成的耦合电容会让高频电流优先选择流过，避免其流至芯片外部的走线而造成EMI较大。此外，顶层金属层82通过设置地线和电源线使其形成一层屏蔽层，减小来自芯片内部的电磁干扰。
图9是本申请第七实施例中可降低电荷泵电磁干扰的电路结构示意图。芯片911包括硅片910，电荷泵模块包括控制模块912、飞电容模块和输出电容模块。飞电容模块包括飞电容Cfly、第一焊盘914、第二焊盘918、第一引脚916和第二引脚919，第一焊盘914的一端通过芯片内部走线913连接控制模块912，第一焊盘914的另一端通过绑定线915连接第一引脚916、第一引脚916通过PCB走线917连接飞电容Cfly的CP端，飞电容Cfly的CN端通过PCB走线917连接第二引脚919，第二引脚919通过绑定线915连接第二焊盘918。输出电容模块包括输出电容Cout、第三焊盘920和第三引脚921，第三焊盘920的一端通过芯片内部走线913连接控制模块912，第三焊盘920的另一端通过绑定线915连接第三引脚921，第三引脚921通过PCB走线917连接输出电容Cout的第一端，输出电容Cout的第二端通过PCB走线917接地GND。电荷泵模块位于芯片911的一角，且电荷泵912与焊盘之间的芯片内部走线913的长度设置得尽可能短。图中所示电荷泵模块912位于芯片911的左下角，也可位于芯片911的左上角、右上角或者右下角。如此可尽量减少电荷泵912及其芯片内部走线913与芯片911中其他电路的耦合机会，从而防止电荷泵912通过芯片911的其他电路模块输出高频电流，而产生电磁干扰。
以上实施例可以以任意方式结合，可以是2个实施例相结合，也可以是多个实施例相结合，图10是以第一实施例、第三实施例和第七实施例相结合为例进行说明。
请参考图10，芯片1011包括硅片1010，第一电荷泵模块包括第一控制模块1012、飞电容模块和输出电容模块。第一电荷泵模块的飞电容模块包括第一飞电容Cfly1、第一焊盘1014、第二焊盘1030、第一引脚1016和第二引脚1029，第一焊盘1014的一端通过芯片内部走线1013连接第一控制模块1012，第一焊盘1014的另一端通过绑定线1015连接第一引脚1016、第一引脚1016通过PCB走线1017连接第一飞电容Cfly1的CP1端，第一飞电容Cfly1的CN1端通过PCB走线1017连接第二引脚1029，第二引脚1029通过绑定线1015连接第二焊盘1030。第一电荷泵模块的输出电容模块包括第一输出电容Cout1、第三焊盘1028和第三引脚1025，第三焊盘1028的一端通过芯片内部走线1013连接第一控制模块1012，第三焊盘1028的另一端通过绑定线1015连接第三引脚1025，第三引脚1025通过PCB走线1017连接第一输出电容Cout1的第一端，第一输出电容Cout1的第二端通过PCB走线1017接地GND。第二电荷泵模块包括第二控制模块1018、飞电容模块和输出电容模块。第二电荷泵模块的飞电容模块包括第二飞电容Cfly2、第四焊盘1020、第五焊盘1032、第四引脚1022和第五引脚1033，第四焊盘1020的一端通过芯片内部走线1019连接第二控制模块1018，第四焊盘1020的另一端通过绑定线1021连接第四引脚1022、第四引脚1022通过PCB走线1023连接第二飞电容Cfly2的CN2端，第二飞电容Cfly2的CP2端通过PCB走线1023连接第五引脚1033，第五引脚1033通过绑定线1021连接第五焊盘1032。输出电容模块包括第二输出电容Cout2、第六焊盘1027和第六引脚1026，第六焊盘1027的一端通过芯片内部走线1019连接第二控制模块1018，第六焊盘1027的另一端通过绑定线1021连接第六引脚1026，第六引脚1026通过PCB走线1023连接第二输出电容Cout2的第一端，第二输出电容Cout2的第二端通过PCB走线1021接地GND。第一电荷泵模块和第二电荷泵模块均位于芯片1011的左下角，当然，也可同时位于芯片1011的左上角、右上角或者右下角，或者第一电荷泵模块和第二电荷泵模块分别位于芯片1011的不同角落。当第一电荷泵模块中的第一输出电容Cout1充电和第二电荷泵模块中的第二输出电容Cout2放电时，第一输出电容Cout1的第三焊盘1028和第二输出电容Cout2的第六焊盘1027应紧邻放置，即第三焊盘1028与第六焊盘1027之间不要放置其它焊盘或第三焊盘1028与第六焊盘1027之间间隔小于一个焊盘的距离，使其第一电荷泵模块的第三焊盘1028、绑定线1015、第三引脚1025、PCB走线1017和第二电荷泵模块的第六焊盘1027、绑定线1021、第六引脚1026、PCB走线1023构成的环形面积最小，从而降低来自两个电荷泵的电磁干扰。环形天线的面积越小，电磁干扰影响越小。此外，当第一输出电容Cout1充电和第二输出电容Cout2放电时，第一飞电容Cfly1处于放电状态和第二飞电容Cfly2处于充电状态，因此，第一飞电容Cfly1的两端和第二飞电容Cfly2的两端按顺序依次排列，从左至右依次为：CP1端、CN1端、CP2端、CN2端，或者CN1端、CP1端、CN2端、CP2端，可使远处的电磁场刚好抵消，从而减小电磁干扰。与此同时，通过将第一电荷泵模块和第二电荷泵模块设置在角落，可尽量减少电荷泵1012及其芯片内部走线1013与芯片1011中其他电路的耦合机会，防止电荷泵1012通过芯片1011的其他电路模块输出高频电流而产生电磁干扰，降低电磁干扰带来的影响。通过多个实施例的结合方式，进一步降低了电磁干扰，显著提高了芯片的性能。
以上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理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (20)
1.一种电荷泵电路，其特征在于，包括：
第一电荷泵模块和第二电荷泵模块；
第一电荷泵模块包括第一控制模块、第一输出电容和第四焊盘，所述第一控制模块通过所述第四焊盘与所述第一输出电容连接，所述第一控制模块用于控制对所述第一输出电容充电和放电；
第二电荷泵模块包括第二控制模块、第二输出电容和第五焊盘，所述第二控制模块通过所述第五焊盘与所述第二输出电容连接，所述第二控制模块用于控制对所述第二输出电容充电和放电；
当所述第一输出电容处于充电状态、所述第二输出电容处于放电状态，或者所述第一输出电容处于放电状态、所述第二输出电容处于充电状态时，所述第四焊盘和所述第五焊盘紧邻放置；其中，所述第四焊盘与所述第五焊盘紧邻放置为所述第四焊盘与所述第五焊盘之间的间隔小于一个焊盘的距离；或者
当所述第一输出电容处于充电状态、所述第二输出电容处于充电状态，或者所述第一输出电容处于放电状态、所述第二输出电容处于放电状态时，所述第四焊盘和所述第五焊盘之间放置一个接地模块；第一电荷泵模块还包括第四引脚，所述第一控制模块通过所述第四焊盘与所述第四引脚连接；第二电荷泵模块还包括第五引脚，所述第二控制模块通过所述第五焊盘与所述第五引脚连接。
2.根据权利要求1所述的电荷泵电路，其特征在于，
所述接地模块包括第六焊盘和第六引脚，其中，所述第六焊盘位于所述第四焊盘和所述第五焊盘之间，所述第六引脚位于所述第四引脚和所述第五引脚之间。
3.根据权利要求1所述的电荷泵电路，其特征在于，
所述接地模块的电流方向与所述第一输出电容、所述第二输出电容的电流方向相反。
4.根据权利要求1所述的电荷泵电路，其特征在于，
第一电荷泵模块还包括第一飞电容，第二电荷泵模块还包括第二飞电容。
5.根据权利要求4所述的电荷泵电路，其特征在于，
当第一飞电容处于充电状态，第二飞电容处于放电状态时，所述第一飞电容的CN1端和第二飞电容的CP2端的间隔不超过2个焊盘的距离，或所述第一飞电容的CP1端和第二飞电容的CN2端的间隔不超过2个焊盘的距离；或者当第一飞电容处于放电状态，第二飞电容处于充电状态时，所述第一飞电容的CN1端和第二飞电容的CP2端的间隔不超过2个焊盘的距离，或所述第一飞电容的CP1端和第二飞电容的CN2端的间隔不超过2个焊盘的距离。
6.根据权利要求4所述的电荷泵电路，其特征在于，
当第一飞电容处于充电状态，第二飞电容处于充电状态时，所述第一飞电容的CN1端和第二飞电容的CN2端的间隔不超过2个焊盘的距离，或所述第一飞电容的CP1端和第二飞电容的CP2端的间隔不超过2个焊盘的距离；或者
当第一飞电容处于放电状态，第二飞电容处于放电状态时，所述第一飞电容的CN1端和第二飞电容的CN2端的间隔不超过2个焊盘的距离，或所述第一飞电容的CP1端和第二飞电容的CP2端的间隔不超过2个焊盘的距离。
7.根据权利要求1所述的电荷泵电路，其特征在于，
所述第一电荷泵模块和所述第二电荷泵模块均位于芯片的左上角、右上角、左下角或右下角。
8.根据权利要求1所述的电荷泵电路，其特征在于，
所述第一电荷泵模块和第二电荷泵模块分开放置，分别位于芯片的左上角、右上角、左下角或右下角。
9.根据权利要求1所述的电荷泵电路，其特征在于，还包括
芯片内部走线、绑定线和PCB走线。
10.根据权利要求9所述的电荷泵电路，其特征在于，
所述第一输出电容的第二端接地，所述第一输出电容的第一端通过所述PCB走线与所述第四引脚相连、所述第四引脚通过所述绑定线与所述第四焊盘相连；
所述第二输出电容的第二端接地，所述第二输出电容的第一端通过所述PCB走线与所述第五引脚相连、所述第五引脚通过所述绑定线与所述第五焊盘相连。
11.根据权利要求9所述的电荷泵电路，其特征在于，
所述第一电荷泵模块包括第一飞电容、第七引脚、第八引脚、第七焊盘以及第八焊盘；
所述第二电荷泵模块包括第二飞电容、第九引脚、第十引脚、第九焊盘以及第十焊盘；
所述第七焊盘通过一根所述绑定线与所述第七引脚相连，所述第七引脚通过所述PCB走线与所述第一飞电容的CP1端相连，所述第一飞电容的CN1端通过所述PCB走线与所述第八引脚相连，所述第八引脚通过一根所述绑定线与所述第八焊盘相连；
所述第九焊盘通过一根所述绑定线与所述第九引脚相连，所述第九引脚通过所述PCB走线与所述第二飞电容的CP2端相连，所述第二飞电容的CN2端通过所述PCB走线与所述第十引脚相连，所述第十引脚通过一根所述绑定线与所述第十焊盘相连。
12.根据权利要求1所述的电荷泵电路，其特征在于，
芯片包括：顶层金属层；电源线和/或地线设置在所述顶层金属层。
13.根据权利要求12所述的电荷泵电路，其特征在于，
所述芯片包括：非顶层金属层；所述芯片内部走线设置在所述非顶层金属层。
14.根据权利要求11所述的电荷泵电路，其特征在于，
所述第七焊盘和所述第八焊盘的间隔小于一个焊盘的距离，或者所述第九焊盘和所述第十焊盘的间隔小于一个焊盘的距离。
15.根据权利要求11所述的电荷泵电路，其特征在于，
所述第一控制模块、所述第二控制模块以及所述芯片内部走线位于所述芯片内。
16.根据权利要求11所述的电荷泵电路，其特征在于，
所述第一输出电容、第二输出电容、第一飞电容、第二飞电容以及PCB走线位于所述芯片外。
17.根据权利要求1所述的电荷泵电路，其特征在于，所述电荷泵电路的输出电压提供给低压线性稳压电路。
18.一种芯片，其特征在于，包括如权利要求1-17中任意一项所述的电荷泵电路。
19.根据权利要求18所述的芯片，其特征在于，所述芯片为触控芯片。
20.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求18或19所述的芯片。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/CN2020/072981 WO2021142829A1 (zh) | 2020-01-19 | 2020-01-19 | 电荷泵电路、芯片以及电子设备 |
Publications (2)
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