具有可变增益和可变频率的电荷泵制造技术

在一个实施例中，一种电路包括电荷泵。增益控制电路被配置成检测输入电压并且生成增益控制信号以改变电荷泵的增益以将电荷泵的输出电压维持在一电压范围中。电压到频率转换器被配置成检测输入电压并且基于检测的输入电压而改变施加到电荷泵的频率控制信号的频率以将该频率维持在一频率范围中以便将电荷泵的输出电压维持在该电压范围中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求2014年04月24日提交的、题目为“CHARGE PUMPS HAVING VARIABLE GAIN AND VARIABLE FREQUENCY”的美国申请No.14/260,658的优先权，针对所有目的以其整体通过引用并入本文。本申请与2014年04月24日提交的、题目为“CHARGE-RECYCLING CIRCUITS”的美国专利申请No.14/260,592以及2014年04与24日提交的、题目为“CHARGE-RECYCLING CIRCUITS INCLUDING SWITCHING POWER STAGES WITH FLOATING RAILS”的美国专利申请No.14/260,733相关，以其整体通过引用并入本文。
本公开涉及电荷泵，并且具体地涉及具有可变增益和可变频率的电荷泵。
技术介绍
除非本文另有指示，在本部分中描述的方案不因包括在本部分中而被承认是现有技术。电荷泵经常用来调节电子系统中的电压。到电荷泵的输入电压中的变化影响电荷泵以及由电荷泵驱动的系统的效率。已经提出了电荷泵的各种反馈系统以用于检测电荷泵的输出以及控制电荷泵。
技术实现思路
本公开涉及具有可变增益和可变频率的电荷泵。在一个实施例中，本公开包括一种包括电荷泵的电路。增益控制电路被配置成检测输入电压并且生成增益控制信号改变电荷泵的增益以将电荷泵的输出电压维持在一电压范围中。电压到频率转换器被配置成检测输入电压并且基于检测的输入电压而改变施加到电荷泵的频率控制信号的频率以将频率维持在一频率范围中以便将电荷泵的输出电压维持在该电压范围中。在一个实施例中，电荷泵包括多个电容器，其在电荷泵的输入和电荷泵的输出之间耦合电荷。增益控制信号配置耦合电荷的电容器的数目。增益控制电路进一步被配置成通过基于该控制信号的频率的增加而减少耦合电荷的电容器的数目来改变电荷泵的增益。在一个实施例中，增益控制电路进一步被配置成通过改变在电荷泵的输入和电荷泵的输出之间耦合电荷的电荷泵的电容器的数目来改变电荷泵的增益。在一个实施例中，增益控制电路是模数转换器，模数转换器被配置成基于输入电压生成数字信号以控制电荷泵中的开关的选择以用于控制电荷泵中的电容器的选择。在一个实施例中，电压到频率转换器是压控振荡器，压控振荡器被配置成响应于检测的输入电压的变化生成时钟信号作为频率控制信号。在一个实施例中，电路进一步包括被配置成检测到电荷泵中的输入电流的电流检测器。电压到频率转换器进一步被配置成基于检测的输入电流而改变控制信号的频率。在一个实施例中，电路进一步包括耦合到电荷泵的输入的电流源，在电流源和地之间耦合的电流宿(current sink)以及配置成检测来自电流源的电流的电流检测器。电压到频率转换器进一步被配置成基于检测的输入电流来改变控制信号的频率以使到电荷泵的输入电流与来自电流源的电流近似相等。在一个实施例中，本公开包括一种包括电荷泵的电路，电荷泵包括用于接收输入电压的输入并且具有用于基于输入电压而提供输出电压的输出。电荷泵具有响应于增益控制信号的可选择的增益以及响应于频率控制信号的增益。增益控制电路被配置成检测输入电压并且生成增益控制信号来选择电荷泵的增益以将电荷泵的输出电压维持在一电压范围中。频率控制电路被配置成检测输入电压并且生成频率控制信号来将频率维持在一频率范围中以便将电荷泵的输出电压维持在该电压范围中。在一个实施例中，本公开包括一种方法，该方法包括检测输入电压以控制电荷泵的增益、频率和输出电压，改变电荷泵的增益以将电荷泵的输出电压维持在一电压范围中，以及基于检测的输入电压而改变施加到电荷泵的控制信号的频率以将频率维持在一频率范围中以便将电荷泵的输出电压维持在该电压范围中。在一个实施例中，改变电荷泵的增益包括基于控制信号的频率的增加而减少在电荷泵的输入和电荷泵的输出之间耦合电荷的电容器的数目。在一个实施例中，改变电荷泵的增益包括改变在电荷泵的输入和电荷泵的输出之间耦合电荷的电容器的数目。在一个实施例中，方法进一步包括检测到电荷泵中的输入电流，并且基于检测的输入电流而改变控制信号的频率。在一个实施例中，方法进一步包括拉(source)电流到电荷泵的输入，从电流源向地灌(sink)电流宿，检测来自电流源的电流，以及基于检测的输入电流而改变控制信号的频率以使到电荷泵的输入电流与来自电流源的电流近似相等。以下的详细描述和附图提供了对本公开的性质和优势的更好的理解。附图说明关于以下的讨论以及尤其是关于附图，应当强调，示出的特例代表解释性讨论的目的的示例，并且是为了提供对本公开的原理和概念性方面的描述而呈现。鉴于此，并没有作示出超出本公开的基础理解所需的实施细节的尝试。结合着附图的以下的讨论使得可以如何实践根据本公开的实施例对本领域技术人员显而易见。在附图中：图1图示了根据一个实施例的电荷泵系统的框图。图2图示了根据第二实施例的电荷泵系统的框图。图3图示了根据第三实施例的电荷泵系统的框图。图4图示了根据第四实施例的电荷泵系统的框图。图5图示了根据第五实施例的电荷泵系统的框图。图6图示了根据一个实施例的压控振荡器的框图。图7图示了根据一个实施例的电荷泵系统的简化的时序图。图8图示了根据一个实施例的控制电荷泵系统的流程的简化图。具体实施方式在以下的描述中，为了解释的目的，阐述了许多示例和具体的细节以便提供对本公开的透彻的理解。然而，对本领域技术人员将显而易见的是如在权利要求中表述的本公开可以包括这些示例中的一些或所有特征(单独或与下文描述的其他特征组合)并且可以进一步包括本文描述的特征和概念的修改和等价物。图1图示了根据一个实施例的电荷泵系统100的框图。电荷泵系统100包括可变频率/可变增益电荷泵102、增益控制电路104和电压到频率转换器106。电荷泵系统100可以作为电压调节器或电流调节器或两者操作。在一些实施例中，电荷泵系统100从输入电压V(IN)提供输出电压V(OUT)。电荷泵系统100作为前馈控制系统操作。电荷泵102将输出电压V(OUT)维持在第一范围中，而输入电压V(IN)在第二范围上变化(例如，由于纹波)。第一范围可以较窄以便输出电压V(OUT)基本恒定。输入电压V(IN)也作为输入被提供到电压到频率转换器106(例如，压控振荡器)。随着输入电压V(IN)从低值到高值变化(即，随着输入电压V(IN)增加)，来自电压到频率转换器106的时钟信号的频率也增加。频率的增加导致电荷泵102的增益的对应的增加，这倾向于使输出电压V(OUT)从额定值变化。然而，由于增加的频率/输入电压V(IN)导致的电荷泵102的增益的增加可以通过使用也接收输入电压V(IN)的增益控制电路104来选择性地降低电荷泵102的增益而抵消。例如，可以通过减少在电荷泵102中可操作的电容器的数目来降低增益。相应地，随着输入电压V(IN)从低值向高值变化，可以通过减少电荷泵103中的电容器的数目来抵消输入电压V(IN)的增加以及由输入电压V(IN)的增加导致的增益的增加而将输出电压V(OUT)维持在受约束的范围内。因为电荷泵系统100作为前馈系统操作，所以输入电压V(IN)应当在将电压到频率转换器106的频率保持在限制输出电压V(O本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路，包括：电荷泵；增益控制电路，被配置成检测输入电压并且生成增益控制信号来改变所述电荷泵的增益以将所述电荷泵的所述输出电压维持在一电压范围中；以及电压到频率转换器，被配置成检测所述输入电压并且基于检测的输入电压而改变施加到所述电荷泵的频率控制信号的频率以将所述频率维持在一频率范围中，使得所述电荷泵的所述输出电压被维持在所述电压范围中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.24 US 14/260,6581.一种电路，包括：电荷泵；增益控制电路，被配置成检测输入电压并且生成增益控制信号来改变所述电荷泵的增益以将所述电荷泵的所述输出电压维持在一电压范围中；以及电压到频率转换器，被配置成检测所述输入电压并且基于检测的输入电压而改变施加到所述电荷泵的频率控制信号的频率以将所述频率维持在一频率范围中，使得所述电荷泵的所述输出电压被维持在所述电压范围中。2.根据权利要求1所述的电路，其中所述电荷泵包括多个电容器，所述多个电容器在所述电荷泵的输入和所述电荷泵的输出之间耦合电荷，其中所述增益控制信号配置耦合所述电荷的电容器的数目，其中所述增益控制电路进一步被配置成通过基于所述控制信号的所述频率的增加而减少耦合电荷的电容器的数目来改变所述电荷泵的所述增益。3.根据权利要求1所述的电路，其中所述增益控制电路进一步被配置成通过改变在所述电荷泵的输入和所述电荷泵的输出之间耦合电荷的所述电荷泵的电容器的数目来改变所述电荷泵的所述增益。4.根据权利要求1所述的电路，其中所述增益控制电路是模数转换器，所述模数转换器被配置成基于所述输入电压生成数字信号来控制所述电荷泵中的开关的选择以用于控制所述电荷泵中的电容器的选择。5.根据权利要求1所述的电路，其中所述电压到频率转换器是压控振荡器，所述压控振荡器被配置成响应于所述检测的输入电压的变化而生成时钟信号作为所述频率控制信号。6.根据权利要求1所述的电路，进一步包括被配置成检测到所述电荷泵中的输入电流的电流检测器，其中所述电压到频率转换器进一步被配置成基于检测的输入电流改变所述控制信号的所述频率。7.根据权利要求1所述的电路，进一步包括：电流源，耦合到所述电荷泵的输入；电流宿，在所述电流源和地之间耦合；以及电流检测器，被配置成检测来自所述电流源的电流，其中所述电压到频率转换器进一步被配置成基于检测的输入电流改变所述控制信号的所述频率以使到所述电荷泵的输入电流与来自所述电流源的所述电流近似相等。8.一种电路，包括：电荷泵，包括用于接收输入电压的输入并且具有用于基于所述输入电压而提供输出电压的输出，所述电荷泵具有响应于增益控制信号的可选择的增益以及响应于频率控制信号的增益；增益控制电路，被配置成检测所述输入电压并且生成所述增益控制信号来选择所述电荷泵的所述增益以将所述电荷泵的所述输出电压维持在一电压范围中；以及频率控制电路，被配置成检测所述输入电压并且生成所述频率控制信号以将所述频率维持在一频率范围中，使得所述电荷泵的所述输出电压被维持在所述电压范围中。9.根据权利要求8所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·M·萨达特，史春雷，詹晨昌，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US