电荷泵电压调整器与相关控制方法技术

电荷泵电压调整器与相关控制方法。该电荷泵电压调整器至少具有一第一电荷泵电路与一第二电荷泵电路。在一致能期间，提供一第一时钟信号至一第一电荷泵电路，使得该第一电荷泵电路产生一输出电压至该电荷泵电压调整器的一输出端；以及在该致能期间，提供一第二时钟信号至一第二电荷泵电路，使得该第二电荷泵电路产生该输出电压至该输出端；其中，在该致能期间的一第一时间区间，该第一时钟信号具有一第一频率，该第二时钟信号维持在一固定电平；以及，在该致能期间的一第二时间区间，该第一时钟信号与该第二时钟信号具有一第二频率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电压调整器(voltage regulator)，且特别涉及一种电荷泵电压调整器(charge pump regulator)与相关控制方法。
技术介绍
请参照图1，其所绘示为已知电荷泵电压调整器。电荷泵电压调整器100包括：电荷泵电路110、反馈检测器(feedback detector)120与时钟产生器(clock generator)130。其中，电荷泵电压调整器100可产生输出信号Vout至稳压电容器(bulk capacitor)Cb。电荷泵电路110接收一来源时钟(source clock，CK)并产生一输出信号Vout。当来源时钟CK维持在固定的电平没有变化时，输出信号Vout会逐渐下降；反之，当来源时钟CK持续在高低电平变化时，根据来源时钟CK的信号边沿(signal edge)，例如上升沿(rising edge)或下降沿(falling edge)，即可使输出信号Vout逐渐上升。反馈检测器120包括由电阻R1与电阻R2所组成的分压电路(voltage dividing circuit)122与比较器(comparator)124。分压电路122接收输出信号Vout，并产生反馈信号Vfb；比较器124的负输入端接收反馈信号Vfb，正输入端接收参考电压Vref，输出端产生致能信号EN。基本上，由分压电路122可知，Vfb＝(R2×Vout)/(R1+R2)。因此，输出信号Vout上升时，反馈信号Vfb也会上升；输出信号Vout下降时，反馈信号Vfb也会下降。再者，时钟产生器130接收致能信号EN，并根据致能信号EN产生来源时钟CK。因此，当反馈信号Vfb大于参考电压Vref时，致能信号EN为低电平用以禁能(disable)时钟产生器130，使得来源时钟CK维持在固定的电平，造成输出电压Vout逐渐下降。反之，当反馈信号Vfb小于参考电压Vref时，致能信号EN为高电平用以致能(enable)时钟产生器130，使得来源时钟CK在高低电平之间变化，且来源时钟CK的信号边沿将使得输出电压Vout逐渐上升。再者，当电荷泵电压调整器100到达稳态时，输出信号Vout会维持在一目标电压(target voltage)附近上下变化并形成纹波(ripple)，而此目标电压为Vref×(1+R1/R2)。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提出一种全新架构的电荷泵电压调整器及其相关控制方法，利用多个电荷泵电路在不同时间点根据接收到的过滤时钟来动作，用以有效地降低输出信号Vout的纹波(ripple)。本专利技术涉及一种电荷泵电压调整器，包括：一电荷泵模块，具有一时钟输入端接收一来源时钟并在一输出端产生一输出信号；一反馈检测器，连接至该输出端并接收该输出信号，并产生一致能信号；以及一时钟产生器，接收该致能信号，并根据该致能信号产生一固定电平的该来源时钟或者一高电平与一低电平之间变化的该来源时钟；其中，该电荷泵模块至少包括：一第一滤波器，接收该时钟输入端上的该来源时钟并产生一第一过滤时钟；一第一电荷泵电路，接收该第一过滤时钟并据以在该输出端上产生该输出信号；一第二滤波器，接收该时钟输入端上的该来源时钟并产生一第二过滤时钟；以及，一第二电荷泵电路，接收该第二过滤时钟并据以在该输出端上产生该输出信号；以及，当时钟产生器产生该高电平与该低电平之间变化的该来源时钟时，该来源时钟于一第一时间区间具有一第一频率，该来源时钟于一第二时间区间具有一第二频率，且该第一频率异于该第二频率。本专利技术涉及一种电荷泵电压调整器，包括：一电荷泵模块，具有至少二时钟输入端接收一第一来源时钟与一第二来源时钟，并在一输出端产生一输出信号，其中，该电荷泵模块至少包括：一第一电荷泵电路，接收该第一来源时钟并据以在该输出端上产生该输出信号，以及一第二电荷泵电路，接收该第二来源时钟并据以在该输出端上产生该输出信号；一反馈检测器，连接至该输出端并接收该输出信号，并产生一致能信号；以及一时钟产生器，接收该致能信号，并于一致能区间产生该第一来源时钟与该第二来源时钟；其中，在该致能区间时，该时钟产生器于一第一时间区间产生的该第一来源时钟具有一第一频率且产生的该第二来源时钟维持在一固定电平；以及在该致能区间时，该时钟产生器于一第二时间区间产生的该第一来源时钟具有该第一频率且产生的该第二来源时钟具有一第二频率，且该第一频率异于该第二
频率。本专利技术涉及一种控制电荷泵电压调整器的方法，该电荷泵电压调整器中至少包括一第一电荷泵电路与一第二电荷泵电路，该方法包括下列步骤：在一致能期间，提供一第一时钟信号至该第一电荷泵电路，使得该第一电荷泵电路产生一输出电压至该电荷泵电压调整器的一输出端；以及在该致能期间，提供一第二时钟信号至该第二电荷泵电路，使得该第二电荷泵电路产生该输出电压至该电荷泵电压调整器的该输出端；其中，在该致能期间的一第一时间区间，该第一时钟信号具有一第一频率，该第二时钟信号维持在一固定电平；以及，在该致能期间的一第二时间区间，该第一时钟信号与该第二时钟信号具有一第二频率，且该第一频率异于该第二频率；或者，在该致能区间的该第一时间区间，该第一时钟信号具有该第一频率，且该第二时钟信号维持在该固定电平；以及，在该致能区间的该第二时间区间，该第一时钟信号具有该第一频率且该第二时钟信号具有该第二频率，且该第一频率异于该第二频率。为了对本专利技术的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：附图说明图1所绘示为已知电荷泵电压调整器。图2所绘示为本专利技术电荷泵电压调整器的第一实施例。请参照图3A至图3C所绘示为时钟产生器及其来源时钟CK示意图。图4A至图4C所绘示为本专利技术第一实施例中的电荷泵模块及其相关信号示意图。图5A至图5C所绘示为本专利技术第一实施例中的另一电荷泵模块及其相关信号示意图。图6所绘示为本专利技术电荷泵电压调整器的第二实施例。图7A与图7B所绘示为时钟产生器及其来源时钟CK示意图。图8所示为第二实施例的电荷泵电压调整器的相关信号示意图。【符号说明】100、200、600：电荷泵电压调整器210：电荷泵模块110、211、212、213、611、612、613：电荷泵电路216、217、218：滤波器120、220、620：反馈检测器122、222、622：分压电路124、224、624：比较器130、230、630：时钟产生器235、640：控制电路231～233、631～639：反相电路642、644、646：环振荡器具体实施方式请参照图2，其所绘示为本专利技术电荷泵电压调整器的第一实施例。电荷泵电压调整器200包括：电荷泵模块(charge pump module)210、反馈检测器220与时钟产生器230。其中，电荷泵电压调整器200可产生输出信号Vout至稳压电容器Cb。电荷泵模块210接收一来源时钟CK并产生一输出信号Vout。当来源时钟CK维持在固定的电平没有变化时，输出信号Vout会逐渐下降；反之，当来源时钟CK持续在高低电平变化时，根据来源时钟CK的信号边沿，例如上升沿或下降沿，即可使输出信号Vout逐渐上升。反馈检测器220包括由电阻R1与电阻R2所组成的分压电路222与比较器224本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电荷泵电压调整器，包括：电荷泵模块，具有时钟输入端接收来源时钟并在输出端产生输出信号；反馈检测器，连接至该输出端并接收该输出信号，并产生致能信号；以及时钟产生器，接收该致能信号，并根据该致能信号产生固定电平的该来源时钟或者高电平与一低电平之间变化的该来源时钟；其中，该电荷泵模块包括：第一滤波器，接收该时钟输入端上的该来源时钟并产生第一过滤时钟；第一电荷泵电路，接收该第一过滤时钟并据以在该输出端上产生该输出信号；第二滤波器，接收该时钟输入端上的该来源时钟并产生第二过滤时钟；以及，第二电荷泵电路，接收该第二过滤时钟并据以在该输出端上产生该输出信号；以及其中，当时钟产生器产生该高电平与该低电平之间变化的该来源时钟时，该来源时钟于第一时间区间具有第一频率，该来源时钟于第二时间区间具有第二频率，且该第一频率异于该第二频率。

【技术特征摘要】
2015.04.01 US 62/141,2821.一种电荷泵电压调整器，包括：电荷泵模块，具有时钟输入端接收来源时钟并在输出端产生输出信号；反馈检测器，连接至该输出端并接收该输出信号，并产生致能信号；以及时钟产生器，接收该致能信号，并根据该致能信号产生固定电平的该来源时钟或者高电平与一低电平之间变化的该来源时钟；其中，该电荷泵模块包括：第一滤波器，接收该时钟输入端上的该来源时钟并产生第一过滤时钟；第一电荷泵电路，接收该第一过滤时钟并据以在该输出端上产生该输出信号；第二滤波器，接收该时钟输入端上的该来源时钟并产生第二过滤时钟；以及，第二电荷泵电路，接收该第二过滤时钟并据以在该输出端上产生该输出信号；以及其中，当时钟产生器产生该高电平与该低电平之间变化的该来源时钟时，该来源时钟于第一时间区间具有第一频率，该来源时钟于第二时间区间具有第二频率，且该第一频率异于该第二频率。2.如权利要求1所述的电荷泵电压调整器，其中在该第一时间区间时，该第一过滤时钟具有该第一频率且该第二过滤时钟为该固定电平；并且，在该第二时间区间时，该第一过滤时钟与该第二过滤时钟皆具有该第二频率。3.如权利要求2所述的电荷泵电压调整器，其中当该第一频率大于该第二频率时，该第一滤波器与该第二滤波器为低通滤波器，且该第一滤波器的带宽大于该第二滤波器的带宽。4.如权利要求2所述的电荷泵电压调整器，其中当该第一频率小于该第二频率时，该第一滤波器与该第二滤波器为高通滤波器，且该第一滤波器的带宽大于该第二滤波器的带宽。5.如权利要求1所述的电荷泵电压调整器，其中该反馈检测器包括：分压电路，接收该输出信号应产生反馈信号；以及比较器，具有第一输入端接收该反馈信号，具有第二输入端接收参考电压，以及具有输出端产生该致能信号至该时钟产生器。6.如权利要求5所述的电荷泵电压调整器，其中该分压电路包括第一电阻与第二电阻串接于该电荷泵模块的该输出端与接地电压之间，且当该第一
\t电阻与该第二电阻的比例为比例值时，该输出信号约为1加上该比例值的结果乘上该参考电压。7.一种电荷泵电压调整器，包括：电荷泵模块，具有至少二时钟输入端接收第一来源时钟与第二来源时钟，并在输出端产生输出信号，其中，该电荷泵模块至少包括：第一电荷泵电路，接收该第一来源时钟并据以在该输出端上产生该输出信号，以及第二电荷泵电路，接收该第二来源时钟并据以在该输出端上产生该输出信号；反馈检测器，连接至该输出端并接收该输出信号，并产生致能信号；以及时钟产生器，接收该致能信号，并在致能区间产生该第一来源时钟与该第二来源时钟；其中，在该致能区间时，该时钟产生器在第一时间区间产生的该第一来源时钟具有第一频率且产生的该...

【专利技术属性】
技术研发人员：何信良，
申请(专利权)人：力旺电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71