充电泵系统和方法技术方案

充电泵系统及其操作方法，可以被配置为用于将电荷输送给初级电路节点。可以选择性启动多个串联的充电泵级的至少子集的连续充电模式，所述多个串联的充电泵级在电源电压节点与所述初级电路节点之间连接。例如，对于给定的时钟信号的每N个周期，所述连续充电模式可以启动一次，其中，N是大于或等于1的可选择性调节的整数值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】优先权要求本申请要求于2013年3月15日提交的美国临时专利申请序号61/794，268的权益，该申请的全部内容通过引证结合于此。
在本文中公开的主题总体上涉及电压倍增器的配置和操作。更具体而言，在本文中公开的主题涉及操作用于将电容器充电为比电压电源相对更高的电位的充电栗的配置和操作。
技术介绍
在电源电压较低的配置中，充电栗用于生成期望的高电压输出。具体而言，例如，充电栗可以用于驱动高值MEM电容开关，以便在天线调谐器内使用。在这种配置中，即使充电栗与由这种天线调谐器传达的低振幅射频(RF)信号电气隔离，充电栗的高次谐波也可以耦合到RF路径内，并且降低在接收模式中针对低功率RF信号的信噪比。具体而言，例如，在栗电源(Vdd)、接地线以及衬底内的电流尖峰可以在可以与敏感电路耦合的电源线和衬底上生成寄生效应、泄露以及噪音。为了解决这种问题，最佳实践隔离可以有用，但是还重要的是，从根本上尽可能减小谐波的尺寸。
技术实现思路
根据本公开，提供了充电栗系统及其操作方法。一方面，提供一种用于将电荷输送给初级电路节点的方法。所述方法可以包括启动多个串联的充电栗级的至少子集的连续充电模式，所述多个串联的充电栗级在电源电压节点与所述初级电路节点之间连接，对于给定的时钟信号的每N个周期，所述连续充电模式可以启动一次，其中，N是选自大于或等于I的数值范围的可调节的整数值。另一方面，提供了用于充电栗的配置。充电栗可以包括:模式发生装置，其与时钟信号发生器通信；至少一个充电信号发生器，其与模式发生装置通信；以及多个串联的充电栗级，其连接在电源电压节点与初级电路节点之间。所述模式发生装置可以被配置为基于由所述时钟信号发生器供应的双相时钟信号，生成模式化时钟信号，并且所述模式化时钟信号可以包括所述双相时钟信号的周期的可选择性调节的子集。所述多个充电栗级中的每个可以与所述至少一个充电信号发生器通信，其中，所述至少一个充电信号发生器被配置为在连续充电模式中通过所述多个充电栗级的至少子集，选择性驱动电荷。虽然在上文中陈述了本文中公开的主题的一些方面，并且这些方面完全或部分由目前公开的主题实现，但是在结合在下文中最佳描述的附图进行时，随着描述的进展，其他方面显而易见。【附图说明】从以下详细描述中，更容易理解本主题的特征和优点，应结合仅仅通过解释性和非限制性实例提供的附图读取所述详细描述，并且其中:图1A和IB是根据目前公开的主题的实施方式的在一个示例性操作模式中的充电栗的不意图；图2A是根据目前公开的主题的实施方式的在一个示例性操作模式中的充电栗的示意图；图2B是根据在图2A中显示的示例性操作模式的充电栗的连续充电模式的间歇性启动的图示；图3A是根据目前公开的主题的实施方式的在一个示例性操作模式中的充电栗的示意图；图3B是根据在图3A中显示的示例性操作模式的充电栗的连续充电模式的间歇性启动的图示；图4是根据目前公开的主题的实施方式的由根据各种示例性操作模式操作的充电栗随着时间生成的噪声的示图；图5是根据目前公开的主题的实施方式的根据各种示例性操作模式的充电栗输出的示图；图6是根据目前公开的主题的实施方式的根据各种示例性操作模式的充电栗电流转换效率的示图；图7是根据目前公开的主题的实施方式的充电栗的侧视图；图8是根据目前公开的主题的实施方式的充电栗和充电信号发生器的示意图；以及图9是根据目前公开的主题的实施方式的充电栗控制系统的示意图。【具体实施方式】本主题涉及充电栗系统以及方法，其降低了在充电栗的电源和接地线内的电流尖峰，同时依然保持高电压输出的相同值。标准的Dickson型充电栗使用由二极管串链接的多级电容器。双相时钟信号使电荷在电容器之间通过从而通过二极管串，以便可以仅仅单向流动，并且电荷在二极管串的端部保持电容器内聚集。可以选择栗级的数量，以生成从充电栗中期望的电压升高的量。例如，可以基于在期望的高电压输出与充电栗的电压电源Vdd之间的差值，选择栗级的数量。因此，栗级的数量对于任何给定的应用通常是固定的。例如，充电栗设计的一个配置可以包括偶数个栗级，一半数量的栗级在每个上升的时钟边缘上与时钟信号同步地驱动为较高，并且另一半在下降的时钟边缘上与时钟信号同步地驱动为较高。如图1A和IB中所示，例如，概括表示为100的充电栗的一个示例性配置可以具有多个二极管IlOa到1101，其在电源电压节点与初级电路节点之间的以串联的方式连接。为了在二极管链的两端驱动电荷，多个栗级电容器112a到1121均连接至二极管IlOa到1101中相应的一个的阴极端，以形成每个充电栗级，并且多个驱动器120ab、120cd、120ef、120gh、120ij以及120kl控制栗级电容器112a到1121的充电(即，驱动器120ab親合至栗级电容器112a和112b等)。以下公开涉及包含所示的这12个充电栗级的充电栗100 ( S卩，二极管IlOa-1lOl和栗级电容器112a-1121的组合)，但是本领域的技术人员会认识到，在本文中公开的主题可以广泛地适用于具有任意数量的栗级(即，更大或更少数量的二极管和/或栗级电容器)的充电栗100的配置。与栗级的特定数量无关，保持电容器150可以连接至初级电路节点，以便充电栗100的运行将保持电容器150充电至期望的高电压输出。在图1A和IB所示的操作模式中，在充电栗100的每隔一级的栗级两端驱动电荷，所述充电栗在电压电源、接地线以及衬底中生成电流尖峰。此外，本领域的技术人员会认识到，在电源线和衬底上的噪声可以与敏感电路耦合。因此，期望尽可能减少开关活动的量，但是栗级的数量不能降低，同时实现从电压电源Vdd到期望的高电压输出的相同电压提升。同样，由于在每个时钟边缘上都具有相同的活动而与时钟周期无关，所以改变时钟频率并未提供解决的方案。所有发生改变的是时钟谐波的频率分布，而不是它们的振幅(除了谐波的任何频谱整形以外，这是因为有限带宽造成更高谐波的振幅更可能降低)。而且，改变栗级电容器112a到1121的尺寸，可以实现减小电流并且因此增大输出电阻，但是这样做，会阻止充电栗实现传统设计可能具有的相同充电率。结果，在本文中描述的系统和方法允许操作人员修改为充电栗100生成时钟的方式，使得与将所有栗级连续地与时钟信号同步地驱动不同，充电栗100的操作可以选择性改变，以便在任何时候，仅仅将充电栗级的子集与时钟信号同步地驱动。具体而言，对于给定的时钟信号(例如，重叠的或非重叠的时钟信号)，可以生成模式化时钟信号，这个模式化时钟信号包括给定时钟信号的周期的可选择性调节的子集。可以将模式化时钟信号传输给与多个充电栗级中的每个通信连接的至少一个充电信号发生器，其中所述多个充电栗级因此可以根据模式化时钟信号启动多个充电栗级的连续充电模式。换言之，操作人员可以选择性调整输入N的值，其中，对于给定的时钟信号的每N个周期(例如，双相时钟信号的每两个脉冲)，在充电栗100中启动连续充电模式。然而，即便对充电栗100的操作进行这种修改，时钟相位依然可以设置为使电荷通过脉动的方式沿着二极管IlOa到1101的链条通过。即，电荷可以被反复驱动通过下一个连序的充电栗级(例如，多个串联的充电栗级中，更接近初级电路节点连接的相邻的一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将电荷输送给初级电路节点的方法，所述方法包括：启动多个串联的充电泵级的至少子集的连续充电模式，所述多个串联的充电泵级在电源电压节点与所述初级电路节点之间连接，对于给定的时钟信号的每N个周期，所述连续充电模式启动一次，其中，N是选自大于或等于1的数值范围的可调节的整数值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·古德，阿瑟·S·莫里斯三世，
申请(专利权)人：维斯普瑞公司，
类型：发明
国别省市：美国;US