非连续性电流控制的双环电荷泵控制电路制造技术

本发明专利技术涉及电荷泵电路领域，公开一种非连续电流控制的双环路电荷泵电路，其包括电荷泵主电路P、采样电压产生电路、电流调节电路、频率控制电路；电荷泵主电路P，通过时钟信号CLKA、CLKB信号周期性的进行电压提升或降低，产生一个高于电源电压或低于0电平的电压输出VOUT；采样电压产生电路，对电压输出VOUT的输出的高于电源电压或低于0电平进行采样得到采样电压Vs；频率控制电路，在采样电压Vs控制下，产生用于控制电流调节电路的方波信号；电流调节电路，基于控制电路产生的方波信号控制电荷泵主电路P的输出。本发明专利技术提供的非连续性电流控制的双环路电荷泵电路可以产生两个时钟信号CLK1、CLK2共同对电荷泵调节，使电荷泵的输出电压达到预定值，具有提高电荷泵输出电压稳定性，减小输出波纹的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电荷泵电路领域，特别涉及一种非连续电流控制的双环路电荷泵电路。
技术介绍
电荷泵电路是一种运用电荷在电容中的积累来产生高压的电路，它广泛运用在非易失性存储器电路中。现有技术的电荷泵电路一般采用控制振荡器间歇振荡的方式使输出电压保持稳定，采用这种结构，电荷泵电路的输出波纹较大，同时存在过充的问题，大大的降低了电荷泵的效率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种提高电荷泵输出电压的稳定性，减小电荷泵的输出波纹的非连续电流控制的双环路电荷泵电路。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种双环电荷泵控制电路，包括：电荷泵主电路P、采样电压产生电路、频率控制电路及电流调节电路；所述电荷泵主电路P，通过时钟信号CLKA、CLKB信号周期性的进行电压提升或降低，产生一个高于电源电压或低于0电平的电压输出VOUT；所述采样电压产生电路，对所述电压输出VOUT的输出的高于电源电压或低于0电平进行采样得到采样电压Vs；所述频率控制电路，在所述采样电压Vs控制下，产生用于控制所述电流电路的方波信号；所述电流调节电路，基于所述控制电路产生的方波信号控制所述电荷泵主电路P的输出。进一步地，所述采样电压产生电路包括：电阻R1和电阻R2；所述电阻R1一端与所述电荷泵主电路P连接，另一端分别与所述频率控制电路和电阻R2连接；所述电阻R2一端接地，另一端与所述电阻R1、所述频率控制电路连接。进一步地，所述频率控制电路包括压控振荡器V1及压控振荡器V2；所述压控振荡器V1分别与所述采样电压产生电路、所述电流调节电路连接，在所述采样电压Vs的控制下产生一个频率为fclk1的方波信号，用于控制所述电流调节电路对所述电荷泵主电路P的泵电容充电速度；所述压控振荡器V2分别与所述采样电压产生电路、所述电流调节电路连接，在所述采样电压Vs的控制下产生一个频率为fclk2的方波信号，用于控制所述电流调节电路对所述电荷泵主电路P的时钟驱动信号CLKA与CLKB的相位的切换。进一步地，所述电流调节电路包括电容C1、电容C2，缓冲器N1、缓冲器N2，电压控制电流源I1、电压控制电流源I2，双掷时钟控制开关；所述电容C1、电容C2，接收所述频率为fclk1的方波信号，用于给缓冲器N1、N2提供输入电平，控制所述电压控制电流源I1、电压控制电流源I2关断或打开；所述双掷时钟控制开关接收所述频率为fclk2的方波信号，用于控制双掷时钟控制开关S开启关断从而控制电荷泵主电路P的工作频率。进一步地，所述电荷泵主电路P包括NMOS管M1、M2、M3、M4、M5，电容C5、C6、C3、C4、COUT、CS1、CS2、CS3、CS4；所述NMOS管M1的栅极和漏极与电源VDD连接，所述NMOS管M1的源极分别与电容C5、NMOS管M2的漏极和栅极、电容CS1连接；所述NMOS管M2的源极分别与电容C6、NMOS管M3的漏极和栅极、电容CS2连接；所述NMOS管M3的源极分别与电容C3、NMOS管M4的漏极和栅极、电容CS3连接；所述NMOS管M4的源极分别与电容C4、NMOS管M5的漏极和栅极、电容CS4连接；所述NMOS管M4的源极分别与输出端VOUT和电容COUT连接；所述电容C5、C3还与接线端CLKA连接，电容C6、C4还与接线端CLKB连接；所述电容COUT、电容CS1、CS2、CS3、CS4还分别接地。进一步地，所述压控振荡器V1、V2分别包括4个PMOS管，1个NMOS管、3个倒相放大器I0、I1、I2，电容C0、C7；所述NMOS管的源极接地端，栅极接Vs，漏极与PMOS管的漏极连接；4个所述PMOS管的栅极相连，源极分别接电源VDD1，其中3个PMOS管中的每个PMOS管的漏极与一个倒相放大器连接；所述电容C0一端连接在倒相放大器I0、I1之间，另一端接地端；电容C7一端连接在倒相放大器I1、I2之间，另一端接地端；所述倒相放大器I0、I1、I2一端分别接地端；所述倒相放大器I0的输出端依次通过倒相放大器I1与倒相放大器I2的输入端连接，所述倒相放大器I2的输出端还与倒相放大器I0的输入端连接。本专利技术提供的非连续电流控制的双环路电荷泵电路，可以使电荷泵电路工作时，减小电荷泵的输出波纹，提高电荷泵输出电压的稳定性，大大提高了电荷泵的效率。附图说明图1为本专利技术实施例提供的非连续电流控制的双环路电荷泵电路结构示意图。图2为本专利技术实施例提供的时钟信号CLK1、CLK2和缓冲器的输出端D1，D2的波形图。图3为本专利技术实施例提供的电荷泵主电路P的结构示意图。图4为本专利技术实施例提供的双掷时钟控制开关的结构示意图。图5为本专利技术实施例提供的电压控制源I1的结构示意图。图6为本专利技术实施例提供的电压控制源I2的结构示意图。图7为本专利技术实施例提供的压控振荡器的结构示意图。具体实施方式参见图1～图5所示，本专利技术实施例提供的一种非连续电流控制的双环路电荷泵电路包括电荷泵主电路P、采样电压产生电路10、频率控制电路20、电流调节电路30。电荷泵主电路P分别与频率控制电路20、电流调节电路30及采样电压产生电路10连接。采样电压产生电路10分别与频率控制电路20、电流调节电路30连接。电流调节电路30与频率控制电路20连接。其中，电荷泵主电路P通过时钟信号CLKA、CLKB信号周期性的进行电压提升或降低。电压输出VOUT，基于时钟信号CLKA、CLKB产生一个高于电源电压或低于0电平的电压输出VOUT。采样电压产生电路10，对电压输出VOUT的输出的高于电源电压或低于0电平进行采样得到采样电压Vs。Vs正比于电压输出VOUT。频率控制电路在采样电压Vs控制下，产生用于控制所述电流电路的方波信号。电流调节电路基于所述控制电路产生的方波信号控制所述电荷泵主电路P的输出。采样电压产生电路10包括电阻R1和电阻R2。电阻R1一端与电荷泵主电路P连接，另一端分别与所述频率控制电路和电阻R2连接。电阻R2一端接地，另一端与所述电阻R1、所述频率控制电路连接。采样电压产生电路中电阻R1和电阻R2电阻值为设定的比例关系，其决定了Vs的大小表达式为Vs＝VOUT*R2/(R1+R2)，调整合适的电阻R1和电阻R2电阻值可使Vs的大小在压控振荡器的输入电压范围内。频率控制电路20包括压控振荡器V1及压控振荡器V2，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双环电荷泵控制电路，其特征在于，包括：电荷泵主电路P、采样电压产生电路、频率控制电路及电流调节电路；所述电荷泵主电路P，通过时钟信号CLKA、CLKB信号周期性的进行电压提升或降低，产生一个高于电源电压或低于0电平的电压输出VOUT；所述采样电压产生电路，对所述电压输出VOUT的输出的高于电源电压或低于0电平进行采样得到采样电压Vs；所述频率控制电路，在所述采样电压Vs控制下，产生用于控制所述电流调节电路的方波信号；所述电流调节电路，基于所述频率控制电路产生的方波信号控制所述电荷泵主电路P的输出。

【技术特征摘要】
1.一种双环电荷泵控制电路，其特征在于，包括：
电荷泵主电路P、采样电压产生电路、频率控制电路及电流调节电路；
所述电荷泵主电路P，通过时钟信号CLKA、CLKB信号周期性的进
行电压提升或降低，产生一个高于电源电压或低于0电平的电压输出
VOUT；
所述采样电压产生电路，对所述电压输出VOUT的输出的高于电源电
压或低于0电平进行采样得到采样电压Vs；
所述频率控制电路，在所述采样电压Vs控制下，产生用于控制所述
电流调节电路的方波信号；
所述电流调节电路，基于所述频率控制电路产生的方波信号控制所述
电荷泵主电路P的输出。
2.根据权利要求1所述的非连续性电流控制的双环电荷泵控制电路，
其特征在于，所述采样电压产生电路包括：
电阻R1和电阻R2；
所述电阻R1一端与所述电荷泵主电路P连接，另一端分别与所述频
率控制电路和电阻R2连接；
所述电阻R2一端接地，另一端与所述电阻R1、所述频率控制电路连
接。
3.根据权利要求1所述的非连续性电流控制的双环电荷泵控制电路，
其特征在于，所述频率控制电路包括：
压控振荡器V1及压控振荡器V2；
所述压控振荡器V1分别与所述采样电压产生电路、所述电流调节电
路连接，在所述采样电压Vs的控制下产生一个频率为fclk1的方波信号，
用于控制所述电流调节电路对所述电荷泵主电路P的泵电容充电速度；
所述压控振荡器V2分别与所述采样电压产生电路、所述电流调节电
路连接，在所述采样电压Vs的控制下产生一个频率为fclk2的方波信号，
用于控制所述电流调节电路对所述电荷泵主电路P的时钟驱动信号CLKA
与CLKB的相位的切换。
4.根据权利要求3所述的非连续性电流控制的双环电荷泵控制电路，

\t其特征在于，所述电流调节电路包括：
电容C1、电容C2，缓冲器N1、缓冲器N2，电压控制电流源I1、电
压控制电流源I2，双掷时钟控制开关；
所述电容C1、电容C2，接收所述频率为fclk1的方波信号，用于给缓
冲器N1、N2提供...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙爽，陈岚，陈巍巍，杨诗洋，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11