CN115940631A - 一种低波纹电荷泵电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低波纹电荷泵电路，其包括时钟反向模块、第一电荷泵模块、第二电荷泵模块和电压检测模块。本方案采用了两个电荷泵模块，在输出电压的分压电压小于参考电压时，两个互补的电荷泵模块都处于工作状态，能快速抬升输出电压；而两个反向时钟信号具有相反的相位，保证了在控制信号为0时，两个电荷泵模块按照两个反向时钟信号进行工作以在不同的相位下交替输出输出电压，在控制信号为1时，两个电荷泵模块在均停止工作。相较于现有技术的单个电荷泵，本方案保证了在时钟频率不变的基础上，工作效率提高一倍，可以有效降低一倍的波纹，达到低波纹要求。

Description

一种低波纹电荷泵电路

技术领域

本发明涉及电路技术领域，具体而言，涉及一种低波纹电荷泵电路。

背景技术

电荷泵电路作为集成电路中常用的电路模块，主要功能为将输入电压抬升，输出一个较高的电压以满足负载系统对电压的需要。

现有技术中一种常用电荷泵模块的结构示意图如图1所示，电荷泵模块包括电荷泵电路、电压检测电路和低通滤波电路。其中，电荷泵电路能够将电压抬升，输出高压的输出电压VCP；当VCP高于电压检测模块的参考电压VREF时，电压检测模块利用控制信号VFB控制电荷泵电路关闭，当输出电压VCP降低到低于VREF时，电压检测模块利用VFB控制电荷泵电路重新启动；这样经过电荷泵升压的VCP电压上有很大纹波，必须经过低通滤波电路后才能输出给负载电路使用。

电荷泵电路这样周期性的开启、关闭，使得VCP呈现升高、降低的变化趋势，这种电压周期性的变化被称为纹波，纹波变化的幅度是衡量电荷泵电路优劣的重要指标，其幅度越小越好。

而为了满足低纹波需要，通常的做法是设置较高的时钟信号频率或者加强滤波电路，但是前者通常会增加系统的功耗，后者则会大幅增加芯片的面积。所以，如何从另一方面入手来满足电荷泵电路的低波纹要求是需要考虑的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低波纹电荷泵电路，以改善现有技术存在的问题。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明提供一种低波纹电荷泵电路，包括时钟反向模块、第一电荷泵模块、第二电荷泵模块和电压检测模块；

所述时钟反向模块分别与所述第一电荷泵模块的输入端和所述第二电荷泵模块的输入端电连接，用于将参考时钟信号转换为相位相反的第一反向时钟信号和第二反向时钟信号；

所述第一电荷泵模块的输出端和所述第二电荷泵模块的输出端电连接并形成输出节点；

所述电压检测模块的一端与所述输出节点电连接、另一端分别与所述第一电荷泵模块的控制端和所述第二电荷泵模块的控制端电连接，用于检测所述输出节点的输出电压，并根据所述输出电压与参考电压得到控制信号；

所述电压检测模块，还用于在所述控制信号为0时，使能所述第一电荷泵模块和所述第二电荷泵模块分别按照所述第一反向时钟信号和所述第二反向时钟信号进行工作，以在不同相位下交替输出所述输出电压。

在可选的实施方式中，所述电压检测模块还用于在所述控制信号为1时，使能所述第一电荷泵模块和所述第二电荷泵模块停止工作。

在可选的实施方式中，所述第一电荷泵模块包括电连接的第一转换单元和第一电荷泵单元，所述第二电荷泵模块包括电连接的第二转换单元和第二电荷泵单元；

所述时钟反向模块分别与所述第一转换单元和所述第二转换单元电连接，所述第一电荷泵单元与所述第二电荷泵单元电连接并形成所述输出节点；所述电压检测模块的一端与所述输出节点电连接、另一端分别与所述第一转换单元和所述第二转换单元电连接；

当所述控制信号为0时，所述电压检测模块使能所述第一转换单元和所述第二转换单元分别按照所述第一反向时钟信号和所述第二反向时钟信号生成第一双相不交叠时钟信号和第二双相不交叠时钟信号；

所述第一电荷泵单元和所述第二电荷泵单元分别按照所述第一双相不交叠时钟信号和所述第二双相不交叠时钟信号进行交替工作，以在所述输出节点产生所述输出电压。

在可选的实施方式中，当所述控制信号为1时，所述电压检测模块使能所述第一电荷泵单元和所述第二电荷泵单元均停止工作。

在可选的实施方式中，所述低波纹电荷泵电路还包括滤波模块；所述滤波模块电连接于所述输出节点，用于对所述输出电压进行滤波处理后输出目标电压。

在可选的实施方式中，所述电压检测模块包括第一分压电阻、第二分压电阻和比较器；

所述第一分压电阻的一端与所述输出节点电连接，另一端通过所述第二分压电阻接地；

所述比较器的正相输入端电连接于所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间，以获取所述输出电压的分压电压；所述比较器的反相输入端与参考电压模块电连接，以获取所述参考电压；所述比较器的输出端分别与所述第一转换单元和所述第二转换单元电连接；

所述比较器用于将所述分压电压和所述参考电压进行比较得到所述控制信号；

其中，当所述分压电压小于所述参考电压时，所述控制信号为0；当所述分压电压大于所述参考电压时，所述控制信号为1。

在可选的实施方式中，所述第一转换单元包括第一或非门和第一不交叠时钟；所述第一电荷泵单元包括第一电容、第二电容、第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管；

所述第一或非门的两个输入端分别与所述时钟反向模块和所述比较器的输出端电连接，以分别获取所述第一反向时钟信号和控制信号；所述第一或非门的输出端与所述第一不交叠时钟的输入端电连接；

所述第一电容的一端与所述第一不交叠时钟的第一输出端电连接，另一端分别与所述第一MOS管的源极和栅极以及所述第三MOS管的栅极电连接；

所述第二电容的一端与所述第一不交叠时钟的第二输出端电连接，另一端分别与所述第二MOS管的源极和栅极以及所述第三MOS管的漏极电连接；

所述第一MOS管的漏极和所述第二MOS管的漏极均接电源模块，以获取电源电压。

在可选的实施方式中，所述第二转换单元包括第二或非门和第二不交叠时钟；所述第二电荷泵单元包括第三电容、第四电容、第四MOS管、第五MOS管和第六MOS管；

所述第二或非门的两个输入端分别与所述时钟反向模块和所述比较器的输出端电连接，以分别获取所述第二反向时钟信号和控制信号；所述第二或非门的输出端与所述第二不交叠时钟的输入端电连接；

所述第三电容的一端与所述第二不交叠时钟的第一输出端电连接，另一端分别与所述第四MOS管的源极和栅极以及所述第六MOS管的栅极电连接；

所述第四电容的一端与所述第二不交叠时钟的第二输出端电连接，另一端分别与所述第五MOS管的源极和栅极以及所述第六MOS管的漏极电连接；

所述第三MOS管的漏极和所述第五MOS管的漏极均接所述电源模块，以获取所述电源电压；

所述第六MOS管的源极与所述第三MOS管的源极电连接形成所述输出节点。

在可选的实施方式中，所述时钟反向模块包括第一反相器和第二反相器；

所述第一反相器的输入端与时钟产生模块电连接，以获取所述参考时钟信号；所述第一反相器的输出端通过所述第二反相器与所述第一转换单元电连接，以向所述第一转换单元发送所述第一反向时钟信号；所述第一反相器的输出端还与所述第二转换单元电连接，以向所述第二转换单元发送所述第二反向时钟信号。

在可选的实施方式中，所述第一MOS管、所述第二MOS管、所述第三MOS管、所述第四MOS管、所述第五MOS管和所述第六MOS管均为P-MOS管。

与现有技术相比，本发明实施例提供了一种低波纹电荷泵电路，包括时钟反向模块、第一电荷泵模块、第二电荷泵模块和电压检测模块；时钟反向模块用于将参考时钟信号转换为相位相反的第一反向时钟信号和第二反向时钟信号。电压检测模块用于检测输出节点的输出电压，并根据输出电压与参考电压得到控制信号。电压检测模块还用于在控制信号为0时，使能两个电荷泵模块分别按照两个反向时钟信号进行工作，以在不同相位下交替输出输出电压。本方案采用两个电荷泵模块，而两个反向时钟信号具有相反的相位，保证了在控制信号为0时，两个互补的电荷泵模块都处于工作状态且两个电荷泵模块在不同的相位下交替工作，使得输出电压快速抬升，相较于现有技术的单个电荷泵，本方案保证了在时钟频率不变的基础上，工作效率提高一倍，可以有效降低一倍的波纹，达到低波纹要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有技术中的一种电荷泵模块的结构示意图。

图2为现有技术中电荷泵电路在工作状态下输出电压随时钟信号的变化示意图。

图3为现有技术中电荷泵模块中电荷泵电路的电路图。

图4为本发明实施例提供的一种低波纹电荷泵电路的结构示意图之一。

图5为本发明实施例提供的一种低波纹电荷泵电路的结构示意图之二。

图6为本发明实施例提供的一种电压检测模块的电路图。

图7为本发明实施例提供的一种时钟反向模块的电路图。

图8为本发明实施例提供的一种第一电荷泵模块和第二电荷泵模块的电路图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

在图1的基础上，结合图2，现有技术中，当电荷泵电路处于工作状态时，可具体划分为两个状态：

第一种、当时钟信号CLK为低时，电荷泵电路进入预充电状态，此时电荷泵电路内部节点充电，不对外输出电压，VCP的大小随着时间逐渐降低；

第二种、当时钟信号CLK为高时，电荷泵电路进入输出状态，此时内部高压节点与VCP连通，将VCP抬升。所以，图2中看一看出，电荷泵电路处于工作状态时，随着时钟信号CLK的变化，输出电压VCP呈现锯齿状变化，也称为纹波，纹波变化的幅度是衡量电荷泵电路优劣的重要指标，其幅度越小越好。

请参见图3，图3为现有技术中电荷泵模块中电荷泵电路的具体电路。当电荷泵的负载电流I固定时，每个时钟周期消耗的电荷为Q0＝I*T，其中T为CLK的周期。电荷泵预充电的电荷Q1＝ΔV*C0，其中ΔV电容C0两端的压差。为了满足负载的消耗，Q1需要大于等于Q0。

当Q1＝Q0时，电荷泵电路进入稳定状态，此时纹波的幅度为ΔV＝I*T/C0，可以看出，纹波的幅度主要取决于CLK的频率，CLK频率越低T就越大，电荷泵电路单次充电的需要的电荷越大，纹波的幅度越大。所以，频率升高时，电荷刷新的频率加快，纹波的幅度降低。

所以，为满足低纹波需要，现有技术通常采用增加时钟信号频率或者加强滤波电路的方式，但是前者通常会增加系统的功耗，后者则会大幅增加芯片的面积。

有鉴于此，本发明实施例提供一种低波纹电荷泵电路，采用两个电荷泵模块，保证了在控制信号为0时，两个互补的电荷泵模块都处于工作状态且两个电荷泵模块按照相位相反的两个反向时钟信号交替工作，使得输出电压快速抬升，相较于现有技术的单个电荷泵，本方案保证了在时钟频率不变的基础上，工作效率提高一倍，可以有效降低一倍的波纹，达到低波纹要求。以下通过实施例，并配合所附附图，进行详细说明。

请参考图4，图4为本发明实施例提供的一种低波纹电荷泵电路的结构示意图。该低波纹电荷泵电路1000包括时钟反向模块100、第一电荷泵模块200、第二电荷泵模块300和电压检测模块400。

时钟反向模块100分别与第一电荷泵模块200的输入端和第二电荷泵模块300的输入端电连接，用于将参考时钟信号转换为相位相反的第一反向时钟信号CLK+和第二反向时钟信号CLK-；

第一电荷泵模块200的输出端和第二电荷泵模块300的输出端电连接并形成输出节点；

电压检测模块400的一端与输出节点电连接、另一端分别与第一电荷泵模块200的控制端和第二电荷泵模块300的控制端电连接，用于检测输出节点的输出电压VCP，并根据输出电压VCP与参考电压VREF得到控制信号VFB；

电压检测模块400，还用于在控制信号VFB为0时，使能第一电荷泵模块200和第二电荷泵模块300分别按照第一反向时钟信号CLK+和第二反向时钟信号CLK-进行工作，以在不同相位下交替输出输出电压VCP。

可以理解，当控制信号VFB为0时，第一电荷泵模块200和第二电荷泵模块300均处于工作状态，由于CLK+、CLK-具有相反的相位：所以当CLK+＝1时，CLK-＝0，此时第一电荷泵模块200负责输出VCP；当CLK+＝0时，CLK-＝1，此时第二电荷泵模块300负责输出VCP。

本发明提供的一种低波纹电荷泵电路，包括时钟反向模块、第一电荷泵模块、第二电荷泵模块和电压检测模块；时钟反向模块用于将参考时钟信号转换为相位相反的第一反向时钟信号和第二反向时钟信号。电压检测模块用于检测输出节点的输出电压，并根据输出电压与参考电压得到控制信号。电压检测模块还用于在控制信号为0时，使能两个电荷泵模块分别按照两个反向时钟信号进行工作，以在不同相位下交替输出输出电压。本方案采用两个电荷泵模块，而两个反向时钟信号具有相反的相位，保证了在控制信号为0时，两个互补的电荷泵模块都处于工作状态且两个电荷泵模块在不同的相位下交替工作，使得输出电压快速抬升，相较于现有技术的单个电荷泵，本方案保证了在时钟频率不变的基础上，工作效率提高一倍，可以有效降低一倍的波纹，达到低波纹要求。

在可选的实施方式中，电压检测模块400还可以用于在控制信号VFB为1时，使能第一电荷泵模块200和第二电荷泵模块300停止工作。

在可选的实施方式中，结合图5，第一电荷泵模块200可以包括电连接的第一转换单元210和第一电荷泵单元220，第二电荷泵模块300可以包括电连接的第二转换单元310和第二电荷泵单元320。

其中，时钟反向模块100分别与第一转换单元210和第二转换单元310电连接，第一电荷泵单元220与第二电荷泵单元320电连接并形成输出节点；电压检测模块400的一端与输出节点电连接、另一端分别与第一转换单元210和第二转换单元310电连接。

当控制信号VFB为0时，电压检测模块400使能第一转换单元210和第二转换单元310分别按照第一反向时钟信号CLK+和第二反向时钟信号CLK-生成第一双相不交叠时钟信号(CLKP1、CLKN1)和第二双相不交叠时钟信号(CLKP2、CLKN2)；

第一电荷泵单元220和第二电荷泵单元320分别按照第一双相不交叠时钟信号(CLKP1、CLKN1)和第二双相不交叠时钟信号(CLKP2、CLKN2)进行工作，以在输出节点产生交替输出输出电压VCP。

当控制信号VFB为1时，电压检测模块400使能第一电荷泵单元220和第二电荷泵单元320均停止工作。

在可选的实施方式中，继续结合图5，低波纹电荷泵电路还可以包括滤波模块500，该滤波模块500电连接于输出节点，可以用于对输出电压VCP进行滤波处理后输出目标电压VCP_OUT。

可以理解，滤波模块500可以采用低通滤波方式，经过滤波模块500，可以对输出电压VCP进行滤波，从而进一步减小波纹。

在可选的实施方式中，结合图6，电压检测模块400可以包括第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和比较器。

其中，第一分压电阻R1的一端与输出节点电连接，另一端通过第二分压电阻R2接地；

比较器的正相输入端电连接于第一分压电阻R1和第二分压电阻R2之间，以获取输出电压VCP的分压电压VCP_DIV；比较器的反相输入端与参考电压VREF模块电连接，以获取参考电压VREF；比较器的输出端分别与第一转换单元210和第二转换单元310电连接。

在本实施例中，比较器用于将分压电压VCP_DIV和参考电压VREF进行比较得到控制信号VFB。

其中，当分压电压VCP_DIV小于参考电压VREF时，控制信号VFB为0；当分压电压VCP_DIV大于参考电压VREF时，控制信号VFB为1。

可以理解，VCP是变化的，随着VCP的变化，VCP_DIV也在变化，当VCP_DIV＝VREF时，控制信号VFB是直接维持上一状态。例如，第一种情况下：

在第一电荷泵模块200和第二电荷泵模块300进入工作状态：此时VCP_DIV<VREF、VFB＝0，随着时间的推进，VCP增大，VCP_DIV也增大，会先出现VCP_DIV＝VREF，但是此时VFB任然维持上一状态为0，直到出现VCP_DIV>VREF，VFB才会由0切换为1，第一电荷泵模块200和第二电荷泵模块300停止工作。

第二种情况下，第一电荷泵模块200和第二电荷泵模块300刚进入停止工作状态，此时VCP_DIV>VREF，VFB＝1，随着时间推进，VCP减小，VCP_DIV也减小，会先出现VCP_DIV＝VREF，此时VFB任然维持上一状态为1，直到出现VCP_DIV<VREF，VFB才会由1切换为0，第一电荷泵模块200和第二电荷泵模块300重新进入工作状态。

在可选的实施方式中，在图5的基础上，结合图7，时钟反向模块100可以包括第一反相器和第二反相器。

其中，第一反相器的输入端与时钟产生模块电连接，以获取参考时钟信号；第一反相器的输出端通过第二反相器与第一转换单元210电连接，以向第一转换单元210发送第一反向时钟信号CLK+；

第一反相器的输出端还与第二转换单元310电连接，以向第二转换单元310发送第二反向时钟信号CLK-。

可以理解，CLK经过一次反相后，CLK与CLK-相位相反；CLK经过两次反相后，CLK＝CLK+，相位相同。

在可选的实施方式中，第一转换单元210包括第一或非门NOR1和第一不交叠时钟；第一电荷泵单元220包括第一电容C1、第二电容C2、第一MOS管MP1、第二MOS管MP2和第三MOS管MP3。

其中，第一或非门NOR1的两个输入端分别与时钟反向模块100和比较器的输出端电连接，以分别获取第一反向时钟信号CLK+和控制信号VFB；第一或非门NOR1的输出端与第一不交叠时钟的输入端电连接；

第一电容C1的一端与第一不交叠时钟的第一输出端电连接，另一端分别与第一MOS管MP1的源极和栅极以及第三MOS管MP3的栅极电连接；

第二电容C2的一端与第一不交叠时钟的第二输出端电连接，另一端分别与第二MOS管MP2的源极和栅极以及第三MOS管MP3的漏极电连接；

第一MOS管MP1的漏极和第二MOS管MP2的漏极均接电源模块，以获取电源电压VDD。

可以理解，第一不交叠时钟的第一输出端输出第一双相不交叠时钟信号中的CLKP1、第二输出端输出第一双相不交叠时钟信号中的CLKN1。

在可选的实施方式中，第二转换单元310包括第二或非门NOR2和第二不交叠时钟；第二电荷泵单元320包括第三电容C3、第四电容C4、第四MOS管MP4、第五MOS管MP5和第六MOS管MP6。

其中，第二或非门NOR2的两个输入端分别与时钟反向模块100和比较器的输出端电连接，以分别获取第二反向时钟信号CLK-和控制信号VFB；第二或非门NOR2的输出端与第二不交叠时钟的输入端电连接；

第三电容C3的一端与第二不交叠时钟的第一输出端电连接，另一端分别与第四MOS管MP4的源极和栅极以及第六MOS管MP6的栅极电连接；

第四电容C4的一端与第二不交叠时钟的第二输出端电连接，另一端分别与第五MOS管MP5的源极和栅极以及第六MOS管MP6的漏极电连接；

第三MOS管MP3的漏极和第五MOS管MP5的漏极均接电源模块，以获取电源电压VDD；

第六MOS管MP6的源极与第三MOS管MP3的源极电连接形成输出节点。

可以理解，第二不交叠时钟的第一输出端输出第二双相不交叠时钟信号中的CLKP2、第二输出端输出第二双相不交叠时钟信号中的CLKN2。

可选的示例中，第一MOS管MP1、第二MOS管MP2、第三MOS管MP3、第四MOS管MP4、第五MOS管MP5和第六MOS管MP6均可以采用P-MOS管。

需要说明的是，上述第一电荷泵模块200和第二电荷泵模块300采用的是相同的电路结构，只是与外部的连接不同。

结合图8，可以理解，针对第一转换单元210、第二转换单元310，对应地控制信号和各个时钟信号的变化存在以下两种情况：

情况一、当VFB＝0时：

CLKP1＝CLKN2＝CLK+、CLKP2＝CLKN1＝CLK-；

所以VFB＝0时，第一电荷泵单元220、第二电荷泵单元320可以在预充电状态和输出状态之间来回切换进行工作。只是，第一电荷泵单元220处于预充电状态时，相反地，第二电荷泵单元320处于输出状态输出VCP；第一电荷泵单元220处于输出状态输出VCP时，相反地，第二电荷泵单元320处于预充电状态。

情况二、当VFB＝1时：

CLKP1＝CLKP2＝1、CLKN1＝CLKN2＝0；

所以VFB＝1时，对于第一电荷泵单元220，CLKP1一直为1，CLKN1为0，CLKP1、CLKN1各自的波形都是直线均不呈现方波变化，第一电荷泵单元220一直处于预充电状态，不输出电压，即可视为第一电荷泵模块200处于停止工作状态。第二电荷泵单元320与此同理，VFB＝1时，可视为第二电荷泵模块300处于停止工作状态。

以下对VFB＝0时，第一电荷泵单元220、第二电荷泵单元320的实际工作原理进行简单介绍。

第一种情况：当CLK出现下降沿

一、对于第一电荷泵单元220当CLK出现下降沿，由1变0时，由于CLKP1＝CLK+、CLKN1＝CLK-，所以CLKP1同样出现下降沿由1变0、CLKN1反而出现上升沿由0变1：

第一电荷泵单元220进入输出状态，所以图8中第一电荷泵单元220的A1节点处的电压为VDD，A2节点处的电压为2VDD，此时MP3导通在输出节点输出VCP。

二、对于第二电荷泵单元320

当CLK出现下降沿，由1变0时，由于CLKP2＝CLK-、CLKN2＝CLK+，所以CLKP2反而出现上升沿由0变1、CLKN2同样出现下降沿由1变0：

第二电荷泵单元320进入预充电状态，所以，图8中第二电荷泵单元320的B1节点处的电压为2VDD，B2节点处的电压为VDD，此时MP3截止在输出节点不输出电压。

第二种情况：当CLK出现上升沿

一、对于第一电荷泵单元220当CLK出现上升沿由0变1时，由于CLKP1＝CLK+、CLKN1＝CLK-，所以CLKP1同样出现上升沿由0变1、CLKN1反而出现下降沿由1变0：

第一电荷泵单元220进入预充电状态，所以，图8中第一电荷泵单元220的A1节点处的电压为2VDD，A2节点处的电压为VDD，此时MP3截止在输出节点不输出电压。

二、对于第二电荷泵单元320

当CLK出现上升沿由0变1时，由于CLKP2＝CLK-、CLKN2＝CLK+，所以CLKP2反而出现下降沿由1变0、CLKN2同样出现上升沿由0变1：

第二电荷泵单元320进入输出状态，所以图8中第二电荷泵单元320的B1节点处的电压为VDD，B2节点处的电压为2VDD，此时MP3导通在输出节点输出VCP。

所以，电压检测模块400可以在VFB＝0时，使能第一电荷泵模块200和第二电荷泵模块300分别按照CLK+、CLK-进行工作，在不同相位下在输出节点交替输出VCP，以此使得输出电压快速抬升。

需要说明的是，图8中，四个电容的电容量之间的关系可以是：C1＝C3<C2＝C4。

综上，本发明实施例提供了一种低波纹电荷泵电路，其包括时钟反向模块、第一电荷泵模块、第二电荷泵模块和电压检测模块；时钟反向模块用于将参考时钟信号转换为相位相反的第一反向时钟信号和第二反向时钟信号。电压检测模块用于检测输出节点的输出电压，并根据输出电压与参考电压得到控制信号。电压检测模块还用于在控制信号为0时，使能两个电荷泵模块分别按照两个反向时钟信号进行工作，以在不同相位下交替输出输出电压。本方案采用两个电荷泵模块，并且两个反向时钟信号具有相反的相位，保证了在控制信号为0(输出电压的分压电压小于参考电压)时，两个互补的电荷泵模块都处于工作状态且两个电荷泵模块在不同的相位下交替工作，使得输出电压快速抬升；在控制信号为1时，两个电荷泵模块在均停止工作，当控制信号由1变为0时，两个电荷泵模块重新进入工作状态。相较于现有技术的单个电荷泵，本方案保证了在时钟频率不变的基础上，工作效率提高一倍，可以有效降低一倍的波纹，达到低波纹要求。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种低波纹电荷泵电路，其特征在于，包括时钟反向模块、第一电荷泵模块、第二电荷泵模块和电压检测模块；

所述时钟反向模块分别与所述第一电荷泵模块的输入端和所述第二电荷泵模块的输入端电连接，用于将参考时钟信号转换为相位相反的第一反向时钟信号和第二反向时钟信号；

所述第一电荷泵模块的输出端和所述第二电荷泵模块的输出端电连接并形成输出节点；

所述电压检测模块的一端与所述输出节点电连接、另一端分别与所述第一电荷泵模块的控制端和所述第二电荷泵模块的控制端电连接，用于检测所述输出节点的输出电压，并根据所述输出电压与参考电压得到控制信号；

所述电压检测模块，还用于在所述控制信号为0时，使能所述第一电荷泵模块和所述第二电荷泵模块分别按照所述第一反向时钟信号和所述第二反向时钟信号进行工作，以在不同相位下交替输出所述输出电压。

2.根据权利要求1所述的低波纹电荷泵电路，其特征在于，所述电压检测模块还用于在所述控制信号为1时，使能所述第一电荷泵模块和所述第二电荷泵模块停止工作。

3.根据权利要求2所述的低波纹电荷泵电路，其特征在于，所述第一电荷泵模块包括电连接的第一转换单元和第一电荷泵单元，所述第二电荷泵模块包括电连接的第二转换单元和第二电荷泵单元；

所述时钟反向模块分别与所述第一转换单元和所述第二转换单元电连接，所述第一电荷泵单元与所述第二电荷泵单元电连接并形成所述输出节点；所述电压检测模块的一端与所述输出节点电连接、另一端分别与所述第一转换单元和所述第二转换单元电连接；

当所述控制信号为0时，所述电压检测模块使能所述第一转换单元和所述第二转换单元分别按照所述第一反向时钟信号和所述第二反向时钟信号生成第一双相不交叠时钟信号和第二双相不交叠时钟信号；

所述第一电荷泵单元和所述第二电荷泵单元分别按照所述第一双相不交叠时钟信号和所述第二双相不交叠时钟信号进行交替工作，以在所述输出节点产生所述输出电压。

4.根据权利要求3所述的低波纹电荷泵电路，其特征在于，当所述控制信号为1时，所述电压检测模块使能所述第一电荷泵单元和所述第二电荷泵单元均停止工作。

5.根据权利要求1所述的低波纹电荷泵电路，其特征在于，所述低波纹电荷泵电路还包括滤波模块；所述滤波模块电连接于所述输出节点，用于对所述输出电压进行滤波处理后输出目标电压。

6.根据权利要求3所述的低波纹电荷泵电路，其特征在于，所述电压检测模块包括第一分压电阻、第二分压电阻和比较器；

所述第一分压电阻的一端与所述输出节点电连接，另一端通过所述第二分压电阻接地；

所述比较器的正相输入端电连接于所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间，以获取所述输出电压的分压电压；所述比较器的反相输入端与参考电压模块电连接，以获取所述参考电压；所述比较器的输出端分别与所述第一转换单元和所述第二转换单元电连接；

所述比较器用于将所述分压电压和所述参考电压进行比较得到所述控制信号；

其中，当所述分压电压小于所述参考电压时，所述控制信号为0；当所述分压电压大于所述参考电压时，所述控制信号为1。

7.根据权利要求6所述的低波纹电荷泵电路，其特征在于，所述第一转换单元包括第一或非门和第一不交叠时钟；所述第一电荷泵单元包括第一电容、第二电容、第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管；

所述第一或非门的两个输入端分别与所述时钟反向模块和所述比较器的输出端电连接，以分别获取所述第一反向时钟信号和控制信号；所述第一或非门的输出端与所述第一不交叠时钟的输入端电连接；

所述第一电容的一端与所述第一不交叠时钟的第一输出端电连接，另一端分别与所述第一MOS管的源极和栅极以及所述第三MOS管的栅极电连接；

所述第二电容的一端与所述第一不交叠时钟的第二输出端电连接，另一端分别与所述第二MOS管的源极和栅极以及所述第三MOS管的漏极电连接；

所述第一MOS管的漏极和所述第二MOS管的漏极均接电源模块，以获取电源电压。

8.根据权利要求7所述的低波纹电荷泵电路，其特征在于，所述第二转换单元包括第二或非门和第二不交叠时钟；所述第二电荷泵单元包括第三电容、第四电容、第四MOS管、第五MOS管和第六MOS管；

所述第二或非门的两个输入端分别与所述时钟反向模块和所述比较器的输出端电连接，以分别获取所述第二反向时钟信号和所述控制信号；所述第二或非门的输出端与所述第二不交叠时钟的输入端电连接；

所述第三电容的一端与所述第二不交叠时钟的第一输出端电连接，另一端分别与所述第四MOS管的源极和栅极以及所述第六MOS管的栅极电连接；

所述第四电容的一端与所述第二不交叠时钟的第二输出端电连接，另一端分别与所述第五MOS管的源极和栅极以及所述第六MOS管的漏极电连接；

所述第三MOS管的漏极和所述第五MOS管的漏极均接所述电源模块，以获取所述电源电压；

所述第六MOS管的源极与所述第三MOS管的源极电连接形成所述输出节点。

9.根据权利要求6所述的低波纹电荷泵电路，其特征在于，所述时钟反向模块包括第一反相器和第二反相器；

所述第一反相器的输入端与时钟产生模块电连接，以获取所述参考时钟信号；所述第一反相器的输出端通过所述第二反相器与所述第一转换单元电连接，以向所述第一转换单元发送所述第一反向时钟信号；所述第一反相器的输出端还与所述第二转换单元电连接，以向所述第二转换单元发送所述第二反向时钟信号。

10.根据权利要求8所述的低波纹电荷泵电路，其特征在于，所述第一MOS管、所述第二MOS管、所述第三MOS管、所述第四MOS管、所述第五MOS管和所述第六MOS管均为P-MOS管。

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