JP2013532458A - 高耐圧反転型チャージポンプ - Google Patents
高耐圧反転型チャージポンプ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013532458A JP2013532458A JP2012543628A JP2012543628A JP2013532458A JP 2013532458 A JP2013532458 A JP 2013532458A JP 2012543628 A JP2012543628 A JP 2012543628A JP 2012543628 A JP2012543628 A JP 2012543628A JP 2013532458 A JP2013532458 A JP 2013532458A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charge pump
- terminal
- voltage
- switching device
- mos
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
- H02M3/07—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
- H02M3/07—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
- H02M3/071—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps adapted to generate a negative voltage output from a positive voltage source
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
充電経路410は、Biasn生成器438によって駆動される(図4の)第1の電流制限デバイス416として実装された電流制限MOSトランジスタデバイスMc1416を更に備える。例示的な一実施形態において、Biasn生成器438は、電流制限MOSトランジスタデバイスMc1416として実装されうるNMOSトランジスタに対するバイアス回路に相当する。
充電経路410は、図4の第2のスイッチング装置420に対応するMOSトランジスタデバイスMp420(例えば、PMOSトランジスタ)を駆動する第2の高電圧プリドライバ418を更に備える。MOSトランジスタデバイスMp420は、一端においてVbatに接続され、他端において第1のカスコードデバイス422として実装された別のMOSトランジスタデバイスMcascp422(例えば、PMOSトランジスタ)に接続される。
例示的な一実施形態によれば、反転型チャージポンプ回路500の充電経路/期間は、それぞれ、第1のプリドライバ412及び第2のプリドライバ418と関連付けられた「充電マイナス」及び「充電プラス」経路/期間に分割される。同様に、チャージポンプ回路500のダンピング経路/期間は、それぞれ、負帰還制御装置432及び第3のプリドライバ426と関連付けられた「ダンププラス」及び「ダンプマイナス」経路/期間に分割される。例示的な実施形態について、プリドライバ出力における所望の電圧レベルを図5に示す。
充電プラス経路は、ゲート酸化膜耐圧(GOI)ストレスがないようにそれぞれ[Vfgnd、Vbatdrv]電圧レベルでon及びoffされるPMOSスイッチデバイスMp420を備える。充電プラス経路はPMOSカスコードデバイスMcascp422を更に備え、そのゲートは、Mcascp422のソース端子がVfgnd+Vt(Mcascpの閾値電圧)を決して下回らないことを保証する高電圧保護のために、Vfgnd(=Vbat−Vdd)にバイアスされている。カスコードデバイスMcascp422は、Vcflypが「0」ボルトになる場合でもスイッチングMOSデバイスMp420がGOIストレス及びホットキャリア注入(HCI)ストレスから保護されることを保証する。また、Mcascpは、[0,Vbat]の範囲にあるVcflypに対して更に保護される。
充電マイナス経路は、NMOSピーク電流制限デバイスである電流制限MOSトランジスタ「Mc1」416を備え、そのゲートは、gnddrvに対してVbiasnにおいてバイアスをかけられる。Vbiasnは、ピーク電流を所望のレベルに制限する「バイアス生成器」438において生成された適切なバイアス電圧である。同一のVbiasn電圧は、更に「ダンププラス」経路において電流制限トランジスタ「Md1」430をバイアスするために使用される。ピーク電流制限は、ボンドワイヤ寄生Zbondが存在する状態で充電経路及びダンプ経路において高周波数電圧のリンギング振幅を最小限にするために実現される。また、ピーク電流を制限することにより、チャージポンプ動作中のドライバにおけるジュール加熱が限度内であることを更に確保する。
ダンプマイナス経路において、スイッチングデバイス506、508は、Mdsw1:Mdsw2=1:Nの比率に分割される。Nは、Mdsw2に対するMdsw1のオン抵抗の比率を示す。非オーバラップ時間間隔からダンプ期間(t3〜t4)に遷移する間、弱スイッチングデバイスMdsw1は、clkdumpm相によって時間t4において最初にonにされるため、gnddrvからVnegへのVcflymの遷移は、ボンドワイヤ寄生Zbondが存在する状態で高周波数振動、高振幅振動を除去するのに十分低速である。時間t5において、VcflymがVnegに定着した後、強スイッチングデバイスMdsw2は、フライングコンデンサCfly308から出力Coutコンデンサ310のへの充電のダンピングを開始するclkdump相によってonにされる。
ダンププラス経路において、Vnegは、clkdumppダンプ期間において「−Vref」に調整するために、Vrefと比較される。負帰還制御装置432は、アナログ誤差型デバイスである。ピーク電流制限デバイス「Md1」430は、gnddrvに対してVbiasnにバイアスされたゲートを有する。Vbiasnは、所望のレベル内にピーク電流を制限するための適切な電圧であり、Biasn生成器438によって生成される。
図6は、負帰還制御装置600の一実施形態の例を示す。なお、負帰還制御装置600は、(図4及び図5に示されたような)負帰還制御装置432の実施形態のうちの1つである。負帰還制御装置600は、図6に示されるように、一端がVrefに接続され、他端がVnegに接続される、抵抗器コンデンサ(RC)を用いたフィードバック回路602を備える。誤差増幅器604において、中点電圧を「0」ボルトと比較する。誤差増幅器604は、単一利得(gm1,R1,C1)段を備える。誤差増幅器の出力は、調整MOSトランジスタデバイスMregのゲートを制御する前に単位利得段でバッファリングされる。
図7は、一実施形態に係るダンプマイナス/充電マイナス経路に対する耐HVプリドライバ700の一実施形態の例を示す。例示的な一実装例において、プリドライバ412及び426(充電マイナス及びダンプマイナス)のトポロジは同一であり、高電圧プリドライバ700は、高電圧プリドライバブロック412、418、426等の一例を示す。なお、トポロジは、種々の回路設計要求に適合するように異なってもよい。高耐圧プリドライバ回路は、1つ以上のレベルシフタ702、704及び高電圧保護回路706を有する。
図8は、充電プラス経路に対する耐HVプリドライバ800の一実施形態の例を示す。プリドライバ回路800に示されるように、PMOSスイッチデバイスMp420をon/offにするために、Pgateが(Vfgnd/Vbat)間を変動するようにする。Vfgnd=(Vbat−Vdd)は、Biasn生成器438によって内部で生成されたバイアス電圧である。
Claims (11)
- 負電圧を生成するチャージポンプであって、
直流入力電圧を受信する第1の端子と、
フライングコンデンサを接続する第2の端子及び第3の端子と、
出力として前記負電圧を供給する第4の端子と、
充電経路であって、
前記第1の端子に接続されており、前記第2の端子及び前記第4の端子に接続された第3のスイッチング装置を駆動する第1のプリドライバ回路と、
前記第1のスイッチング装置と接続された第1の電流制限デバイスと、
前記第1の端子に接続されており、第1のカスコードデバイスを介して前記第3の端子に接続された第2のスイッチング装置を駆動する第2のプリドライバ回路と
を備える、前記充電経路と、
ダンピング経路であって、
前記第1の端子に接続されており、前記第2の端子及び前記第4の端子に接続された第3のスイッチング装置を駆動する第3のプリドライバ回路と、
負帰還制御装置と、前記第3の端子に接続された第2のカスコードデバイスとに対して直列に接続された第2の電流制限デバイスと、
前記第4の端子に接続された前記負帰還制御装置と
を備える、前記ダンピング経路と
を備えることを特徴とするチャージポンプ。 - 前記第1、第2及び第3のスイッチング装置は、1つ以上の金属酸化物半導体(MOS)トランジスタを備えることを特徴とする請求項1に記載のチャージポンプ。
- 前記第1のスイッチング装置及び前記第3のスイッチング装置は、少なくとも1つの高オン抵抗金属酸化物半導体(MOS)トランジスタと、少なくとも1つの低オン抵抗金属酸化物半導体(MOS)トランジスタとを備えることを特徴とする請求項2に記載のチャージポンプ。
- 前記第1のスイッチング装置に含まれる前記金属酸化物半導体(MOS)トランジスタのソース端子は、前記チャージポンプの前記第2の端子に接続されていることを特徴とする請求項2に記載のチャージポンプ。
- 前記第3のスイッチング装置に含まれる前記金属酸化物半導体(MOS)トランジスタのドレイン端子は、前記チャージポンプの前記第3の端子に接続されていることを特徴とする請求項2に記載のチャージポンプ。
- 単一の入力クロック信号から4相クロック信号を生成するクロック生成器を更に備えることを特徴とする請求項1に記載のチャージポンプ。
- 前記4相クロック信号は、前記第1、第2及び第3のプリドライバ回路と、前記負帰還制御装置とをそれぞれ駆動することを特徴とする請求項6に記載のチャージポンプ。
- バイアス電圧を、前記1つ以上の金属酸化物半導体(MOS)トランジスタデバイスに供給するバイアス生成器ブロックを更に備えることを特徴とする請求項2に記載のチャージポンプ。
- 前記負帰還制御装置は、帰還ネットワーク、誤差増幅器、及び負帰還ループ補償器を備えることを特徴とする請求項1に記載のチャージポンプ。
- 前記第1、第2及び第3のプリドライバ回路は、1つ以上のクロックレベルシフタと、高電圧保護回路とを備えることを特徴とする請求項1に記載のチャージポンプ。
- 前記第1及び第2のカスコードデバイスは、金属酸化物半導体(MOS)トランジスタに対応していることを特徴とする請求項1に記載のチャージポンプ。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IN2629DE2009 | 2009-12-16 | ||
IN2629/DEL/2009 | 2010-05-14 | ||
PCT/EP2010/069373 WO2011073095A2 (en) | 2009-12-16 | 2010-12-10 | High voltage tolerant inverting charge pump |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013532458A true JP2013532458A (ja) | 2013-08-15 |
JP2013532458A5 JP2013532458A5 (ja) | 2014-01-30 |
JP5778688B2 JP5778688B2 (ja) | 2015-09-16 |
Family
ID=44167751
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012543628A Expired - Fee Related JP5778688B2 (ja) | 2009-12-16 | 2010-12-10 | 高耐圧反転型チャージポンプ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8610492B2 (ja) |
EP (1) | EP2514084B1 (ja) |
JP (1) | JP5778688B2 (ja) |
WO (1) | WO2011073095A2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9293986B2 (en) | 2013-05-17 | 2016-03-22 | Cirrus Logic, Inc. | Reducing kickback current to power supply during charge pump mode transitions |
GB2558765B (en) * | 2016-10-14 | 2022-05-11 | Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd | Charge pump input current limiter |
US10826452B2 (en) | 2017-02-10 | 2020-11-03 | Cirrus Logic, Inc. | Charge pump with current mode output power throttling |
US10651800B2 (en) | 2017-02-10 | 2020-05-12 | Cirrus Logic, Inc. | Boosted amplifier with current limiting |
CN113399782B (zh) * | 2021-05-31 | 2023-03-28 | 深圳市佳士科技股份有限公司 | 引弧电路和电焊机 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10248240A (ja) * | 1997-02-28 | 1998-09-14 | Seiko Instr Inc | チャージポンプ回路 |
JP2001186754A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-06 | Nec Kansai Ltd | 負電圧発生回路 |
JP2002136105A (ja) * | 2000-10-24 | 2002-05-10 | Fujitsu Ltd | チャージポンプ回路 |
JP2005192350A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 降圧式チャージポンプタイプ型電源回路およびモノリシック集積回路 |
JP2005348561A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Renesas Technology Corp | チャージポンプ方式電源回路 |
JP2009011121A (ja) * | 2007-06-29 | 2009-01-15 | Ricoh Co Ltd | チャージポンプ回路 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2193392A (en) * | 1986-08-02 | 1988-02-03 | Plessey Co Plc | Efficiency enhanced voltage multiplier |
US5130570A (en) * | 1990-12-03 | 1992-07-14 | Brooktree Corporation | Constant-current integrated power supply |
EP0734612B1 (en) * | 1993-12-14 | 2000-08-09 | Seagate Technology, Inc. | Regulated inverting power supply |
US7719343B2 (en) * | 2003-09-08 | 2010-05-18 | Peregrine Semiconductor Corporation | Low noise charge pump method and apparatus |
US6859091B1 (en) * | 2003-09-18 | 2005-02-22 | Maxim Integrated Products, Inc. | Continuous linear regulated zero dropout charge pump with high efficiency load predictive clocking scheme |
JP4249042B2 (ja) | 2004-01-22 | 2009-04-02 | 三菱電機株式会社 | 差動チャージポンプ用オフセットキャンセル装置 |
JP4825584B2 (ja) * | 2006-05-29 | 2011-11-30 | パナソニック株式会社 | チャージポンプ回路 |
GB2446843B (en) | 2006-06-30 | 2011-09-07 | Wolfson Microelectronics Plc | Amplifier circuit and methods of operation thereof |
GB2444988B (en) | 2006-12-22 | 2011-07-20 | Wolfson Microelectronics Plc | Audio amplifier circuit and electronic apparatus including the same |
GB2444984B (en) | 2006-12-22 | 2011-07-13 | Wolfson Microelectronics Plc | Charge pump circuit and methods of operation thereof |
KR100913527B1 (ko) | 2007-10-29 | 2009-08-21 | 주식회사 실리콘웍스 | 출력전압을 조절할 수 있는 반전전하펌프 |
US7847621B2 (en) * | 2007-11-13 | 2010-12-07 | Rohm Co., Ltd. | Control circuit and control method for charge pump circuit |
JP5214221B2 (ja) * | 2007-11-13 | 2013-06-19 | ローム株式会社 | チャージポンプ回路ならびにその制御回路および制御方法 |
-
2010
- 2010-12-10 EP EP10798530.1A patent/EP2514084B1/en active Active
- 2010-12-10 US US13/515,233 patent/US8610492B2/en active Active
- 2010-12-10 JP JP2012543628A patent/JP5778688B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2010-12-10 WO PCT/EP2010/069373 patent/WO2011073095A2/en active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10248240A (ja) * | 1997-02-28 | 1998-09-14 | Seiko Instr Inc | チャージポンプ回路 |
JP2001186754A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-06 | Nec Kansai Ltd | 負電圧発生回路 |
JP2002136105A (ja) * | 2000-10-24 | 2002-05-10 | Fujitsu Ltd | チャージポンプ回路 |
JP2005192350A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 降圧式チャージポンプタイプ型電源回路およびモノリシック集積回路 |
JP2005348561A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Renesas Technology Corp | チャージポンプ方式電源回路 |
JP2009011121A (ja) * | 2007-06-29 | 2009-01-15 | Ricoh Co Ltd | チャージポンプ回路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2514084A2 (en) | 2012-10-24 |
US20120313695A1 (en) | 2012-12-13 |
US8610492B2 (en) | 2013-12-17 |
WO2011073095A2 (en) | 2011-06-23 |
JP5778688B2 (ja) | 2015-09-16 |
EP2514084B1 (en) | 2015-02-11 |
WO2011073095A3 (en) | 2012-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8823343B2 (en) | Power amplifying circuit, DC-DC converter, peak holding circuit, and output voltage control circuit including the peak holding circuit | |
US7633778B2 (en) | Switched-capacitor regulators | |
US7541859B2 (en) | Charge pump circuit | |
US8575986B2 (en) | Level shift circuit and switching regulator using the same | |
US8106711B2 (en) | Stacked pre-driver amplifier | |
US7750687B2 (en) | Circuit arrangement comprising a level shifter and method | |
US8519777B2 (en) | Triple mode charge-pump | |
US11777495B2 (en) | Driver circuitry and operation | |
KR101704609B1 (ko) | 플로팅 레일들을 갖는 스위칭 전력 스테이지들을 포함하는 차지-리사이클링 회로들 | |
US11684950B2 (en) | Driver circuitry and operation | |
JP5778688B2 (ja) | 高耐圧反転型チャージポンプ | |
JP6647932B2 (ja) | オーディオアンプ回路、それを用いたオーディオ出力装置、およびそれを用いた電子機器 | |
JP5469967B2 (ja) | オーディオシステム | |
JP2007164270A (ja) | 電源装置及びこれを備えた電気機器 | |
US10164588B2 (en) | Audio amplifier circuit, audio output device using the same, and electronic device using the same | |
US11990896B2 (en) | Driver circuitry and operation | |
CN101378247B (zh) | 低导体放大器 | |
JP5294690B2 (ja) | 耐圧保護回路およびそれを用いた反転型チャージポンプの制御回路 | |
WO2022034306A1 (en) | Driver circuitry and operation | |
JP2014199977A (ja) | 増幅回路及びデバイス |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20130604 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131206 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131206 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141106 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141114 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150703 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150709 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5778688 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |