电荷泵电路及包括其的音频设备制造技术

公开了一种电荷泵电路和包括该电荷泵电路的音频设备。该电荷泵电路包括输入端子、第一和第二输出端子、公共端子、第一和第二飞跨电容端子以及开关网络，所述开关网络包括：第一开关，用于将所述输入端子连接到所述第一飞跨电容端子；第二开关，用于将所述第一飞跨电容端子连接到所述第一输出端子；第三开关，用于将所述第一飞跨电容端子连接到所述公共端子；第四开关，用于将所述第二飞跨电容端子连接到所述第一输出端子；第五开关，用于将所述第二飞跨电容端子连接到所述公共端子；以及，第六开关，用于将所述第二飞跨电容端子连接到所述第二输出端子。

【技术实现步骤摘要】
电荷泵电路及包括其的音频设备本申请是申请日为2007年12月21日、名称为“电荷泵电路及其运行方法”的第200780051653.0号专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及电荷泵电路，且具体而言，涉及提供双轨(dualrail)输出的电荷泵电路。
技术介绍
电荷泵电路在本领域为已知。这些电路是一种DC-DC转换器，其使用电容器作为储能器件,且能够以比从输入源获得的电压更高或更低的电压提供电源。电荷泵电路能够具有高效率，有些时候高达90％-95％。电荷泵使用某种形式的开关设备以控制电容器到电压源和电容器彼此的连接，通常以获得不同于输入电压值的电压。该电荷泵包括通常被称为“飞跨电容(flyingcapacitor)”的电容器，其用于将电荷传输到一个或多个将被称为“存储电容(reservoircapacitor)”的输出电容器。这样的电荷泵可用来从单轨输入电压VDD生成双轨也即双极性的源电压(supplyvoltage)。已知的双轨电荷泵的一个缺点是，它们可能例如产生具有两倍于输入电压(VDD)大小的输出电压，也即，相对于公共端子(commonterminal)，一轨处于电压VDD，另一轨处于电压-VDD。如果使用这样的电荷泵例如为下述这样的电路供电将会是非常低效率的：所述电路放大最大振幅远小于放大器电路的电源+/-VDD的信号。在这种情况下，大多数输出功率(且因此，输入功率)被浪费在产生热上，而不是用于驱动信号。然而，当然，能够在需要时选择这个全输出范围有时是有利的。
技术实现思路
本专利技术的一个目标是解决上面提到的缺点。在本专利技术的第一方面，提供了一种从跨越输入端子和公共端子接收到的单个输入源生成分轨(split-rail)电压源(voltagesupply)的方法，所述分轨源在第一和第二输出端子处被输出，所述第一和第二输出端子经由相应的第一和第二负载并且还经由相应的第一和第二存储电容连接到所述公共端子，该方法包括以一个状态序列在所述端子中的不同端子之间连接飞跨电容，以直接或经由所述飞跨电容反复地将电荷包从所述输入源传输到所述存储电容，从而生成具有正输出电压和负输出电压的所述分轨源，所述正输出电压和负输出电压或者一同跨过(span)一个近似等于所述输入电压的电压并且以公共端子处的电压为中心，或者所述正输出电压和负输出电压各基本达到所述输入源，取决于所选择的运行模式。还公开了一种从跨越输入端子和公共端子接收到的单个输入源电压生成分轨电压源的方法，所述分轨源在第一和第二输出端子处被输出，所述第一和第二输出端子经由相应的第一和第二负载并且还经由相应的第一和第二存储电容连接到所述公共端子，该方法使用单个飞跨电容来生成具有正输出电压和负输出电压的所述分轨源，所述正输出电压和负输出电压或者一同跨过一个近似等于所述输入电压的电压并且以公共端子处的电压为中心，或者所述正输出电压和负输出电压各基本达到所述输入源，取决于所选择的运行模式。所述方法可包括，当以第一模式运行时，交替重复至少第一和第二状态，所述第一状态用于在相串联的飞跨电容和第一存储电容之间对所述输入电压进行分压，所述第二状态用于将所述飞跨电容所分得的所述被分压电压的那部分跨越第二存储电容而施加。所述第一状态可通过将所述飞跨电容跨接在所述输入端子和所述第一输出端子之间来获得，所述第二状态可通过将所述飞跨电容跨接在所述公共端子和所述第二输出端子之间来获得。所述第一模式下的所述序列可包括第三状态的重复，所述第三状态用于将所述飞跨电容所分得的所述被分压电压的那部分跨越所述第一存储电容而施加。所述第三状态可通过将所述飞跨电容跨接在所述第一输出端子和所述公共端子之间来获得。所述方法可包括，当以第一模式运行时，交替重复至少第四和第五状态，所述第四状态用于将所述飞跨电容充电至所述输入电压，所述第五状态用于在相串联的第一存储电容和第二存储电容之间对所述飞跨电容上的电压进行分压。所述第四状态可通过将所述飞跨电容跨接在所述输入端子和所述公共端子之间来获得，所述第五状态可通过将所述飞跨电容跨接在所述第一输出端子和所述第二输出端子之间来获得。所述方法可包括，当以第二模式运行时，对至少第二和第六状态进行交替重复，所述第六状态用于将所述飞跨电容和所述第一存储电容充电至基本为所述输入电压，所述第二状态用于将所述电压从所述飞跨电容传输到所述第二存储电容。所述第二状态可通过将所述飞跨电容跨接在所述公共端子和所述第二输出端子之间来获得，所述第六状态可通过将所述输入端子连接到所述第一输出端子并将所述飞跨电容跨接在此节点和所述公共端子之间来获得。所述第二模式下的所述序列可包括对第七状态的重复，所述第七状态用于独立于任一存储电容而对所述飞跨电容进行充电。所述第七状态可通过将所述飞跨电容跨接在所述输入端子和所述公共端子之间来获得，所述输入端子与所述第一输出端子隔离。当以第二模式的特定实现方式(implementation)运行时，可独立于所述飞跨电容而在所述输入端子和所述第一输出端子之间维持连接，从而确保了当以此特定实现方式运行时，所述第一存储电容总是连接在所述输入端子和所述公共端子之间。可使用选择信号以以在此处公开的任何变体实现第二运行模式。根据状态，所述飞跨电容之一可被独立地连接到所述输入端子、所述第一输出端子或所述公共端子之一。根据状态，另一飞跨电容端子可被独立地连接到所述第一输出端子、所述公共端子或所述第二输出端子之一。任何状态序列均可根据负载条件而改变。状态序列的所述改变可包括：当负载不对称时，降低所述第二状态被包括的频率。所述第一存储电容可仅当所述第一输出端子处的电压落到第一门限值以下时才充电，所述第二存储电容可仅当所述第二输出端子处的电压落到第二门限值以下时才充电。所述方法还可以包括选择运行模式的初始步骤。所述方法还可包括：使用所生成的所述分轨电压源来为放大器电路供电，该放大器电路具有用于连接到负载的信号输出，其中，响应于输出电平要求信号(outputleveldemandsignal)，在信号输出处生成的信号的范围可以通过以第一运行模式或第二运行模式运行而改变。当所述放大器电路驱动耳机时，可使用所述第一模式，且当所述放大器电路可能正驱动线路输入(lineinput)时，可使用所述第二模式。所述方法还可包括：当以所述第二模式运行时，限制所述信号输出处的电流。所述输出电平要求信号可以参考所述放大器的音量设置输入得到，当所述音量可以处于最大时，选择所述第一模式。在本专利技术的另一方面，提供了一种用于提供多个输出电压的电荷泵电路，所述电路包括：-输入端子和公共端子，用于连接到输入电压，-第一和第二输出端子，用于输出所述多个输出电压，所述第一和第二输出端子在使用中经由相应的第一和第二负载并且还经由相应的第一和第二存储电容连接到所述公共端子，-第一和第二飞跨电容端子，用于连接到一个飞跨电容，-开关网络，其可以多个不同状态运行，以互连所述端子，以及-控制器，用于以所述不同状态的一序列操作所述开关网络，其中所述控制器可以第一模式和第二模式运行，且其中，在所述第一模式下，所述序列适于根据状态经由所述飞跨电容反复地将电荷包从所述输入端子传输到所述存储电容，从而生成正输出电压和负输出电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电荷泵电路，包括：输入端子；第一和第二输出端子；公共端子；第一和第二飞跨电容端子；以及开关网络，所述开关网络包括：第一开关，用于将所述输入端子连接到所述第一飞跨电容端子，第二开关，用于将所述第一飞跨电容端子连接到所述第一输出端子，第三开关，用于将所述第一飞跨电容端子连接到所述公共端子，第四开关，用于将所述第二飞跨电容端子连接到所述第一输出端子，第五开关，用于将所述第二飞跨电容端子连接到所述公共端子，以及第六开关，用于将所述第二飞跨电容端子连接到所述第二输出端子。

【技术特征摘要】
2006.12.22 GB 0625954.31.一种电荷泵电路，包括：输入端子；第一和第二输出端子；公共端子；第一和第二飞跨电容端子；以及开关网络，所述开关网络包括：第一开关，用于将所述输入端子连接到所述第一飞跨电容端子，第二开关，用于将所述第一飞跨电容端子连接到所述第一输出端子，第三开关，用于将所述第一飞跨电容端子连接到所述公共端子，第四开关，用于将所述第二飞跨电容端子连接到所述第一输出端子，第五开关，用于将所述第二飞跨电容端子连接到所述公共端子，以及第六开关，用于将所述第二飞跨电容端子连接到所述第二输出端子；所述电荷泵电路还包括输出放大器，所述输出放大器被连接为由在所述第一和第二输出端子处生成的源电压供电。2.根据权利要求1所述的电路，其中所述开关网络还包括第七开关，所述第七开关用于将所述输入端子连接到所述第一输出端子。3.根据权利要求1所述的电路，还包括控制器，所述控制器用于以一状态序列操作所述开关网络中的每个开关。4.根据权利要求3所述的电路，还包括用于接收控制信号的控制信号输入。5.一种电荷泵电路，包括：输入端子；第一和第二输出端子；公共端子；第一和第二飞跨电容端子；开关网络，所述开关网络包括：第一开关，用于将所述输入端子连接到所述第一飞跨电容端子，第二开关，用于将所述第一飞跨电容端子连接到所述第一输出端子，第三开关，用于将所述第一飞跨电容端子连接到所述公共端子，第四开关，用于将所述第二飞跨电容端子连接到所述第一输出端子，第五开关，用于将所述第二飞跨电容端子连接到所述公共端子，以及第六开关，用于将所述第二飞跨电容端子连接到所述第二输出端子；以及控制器，所述控制器用于以一状态序列操作所述开关网络中的每个开关，其中所述控制器能以第一模式运行，以在所述输出端子处生成大小各是在所述输入端子处接收的输入电压的一半的正输出电压和负输出电压。6.根据权利要求5所述的电路，其中所述控制器还能以第二模式运行，以在所述输出端子处生成大小各与在所述输入端子处接收的输入电压相同的正输出电压和负输出电压。7.根据权利要求5所述的电路，其中在所述第一模式，所述控制器以三个开关状态的一个序列操作所述开关网络，所述序列包括：第一状态，其中所述第一和第四开关闭合；第二状态，其中所述第三和第六开关闭合；以及第三状态，...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·P·莱索，J·L·彭诺科，P·J·弗瑞斯，
申请(专利权)人：沃福森微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：