用于操作电荷泵的电路制造技术

本实用新型专利技术的实施例涉及用于操作电荷泵的电路。一种实施例电路包括被配置成在输入端子处接收输入电压以及在时钟输入处接收时钟信号的电荷泵，电荷泵进一步被配置成产生以因子N作为输入电压的倍数的第一输出电压。电路进一步包括输入级，输入级包括被配置成接收基准电压的基准端子，以及被配置成向电荷泵提供输入电压的输出端子。电路还包括耦合到电荷泵并且可充电到第二输出电压的电容性元件，以及反馈网络，该反馈网络包括被配置成将第一输出电压反馈到输入级的输入的第一反馈回路，以及被配置成维持第一输出电压和第二输出电压之间的固定偏移的第二反馈回路。

A circuit for operating a charge pump

The embodiment of the utility model relates to a circuit for operating a charge pump. An embodiment circuit includes a charge pump configured to receive the input voltage at the input terminal and receive a clock signal at the clock input, and the charge pump is further configured to produce a first output voltage with factor N as a multiple of the input voltage. The circuit further includes an input stage, which includes a reference terminal configured to receive a reference voltage, and an output terminal that is configured to supply the input voltage to the charge pump. The circuit also includes a capacitive element coupled to a charge pump and recharged to a second output voltage, and a feedback network, which includes a first feedback loop configured to feed the first output voltage to input input, and is configured to maintain a fixed bias between the first output voltage and the second output voltage. Move the second feedback loop.

【技术实现步骤摘要】
用于操作电荷泵的电路
本描述一般涉及电荷泵，并且在具体实施例中涉及用于操作电荷泵的电路。
技术介绍
电荷泵电路是能够在各种电子器件中发挥重要作用的部件，能够用于从电源电压获得更高值的正电压和负电压。因此，它们可以用于(以示例以及利用非限制性实施例的方式)MEMS器件、通信接口(例如，RS-232标准)、智能手机和其他移动设备、计算机、调节器和电压转换器。它们可以用在液晶(LCD)的驱动或发光二极管(LED)的驱动中，例如从较低的电源电压生成高极化的电压。此外，它们可以用于存储器(例如，闪速存储器)中以生成用于擦除数据的脉冲。总之，电荷泵是能够产生一个或多个电压电平、将到所述电荷泵的输入处的电压与确定的倍数(例如，整数)相乘的电路。因此，可以使用它们(例如，在诸如上述的应用中)来生成独立于电源电压并且当所述电源电压变化时仍然恒定的电压。电荷泵的输出电压可以受到所述电荷泵被开关的时钟频率fCLK的残余纹波的影响。例如，用于生成用于驱动开关电容器电路的电压的电荷泵可以利用比用于驱动开关电容器电路的信号的频率fSC更高的时钟频率fCLK来操作，其中噪声在采样阶段结束时在电容器上被采样。电荷泵的输出电压上的纹波可以通过开关的寄生电容转移，并且对于某些应用而言可能是不可接受的，例如在低噪声电路应用中。因此，能够减少叠加在电荷泵的输出电压上的纹波的技术(例如，在采样间隔)的引入，能够允许在噪声性能也被认为很重要的应用中可以使用电荷泵。
技术实现思路
一个或多个实施例涉及可用于广泛范围的可能应用中的电荷泵，这些应用包括各种传感器，例如压力、湿度和温度传感器。尽管在行业中有广泛的活跃度(如在下文提到的各种文献中记录的)，然而仍然认识到对于改进的解决方案(例如与输出纹波的降低相关)的需求。一个或多个实施例满足该需求。根据一些实施例，提供了一种用于操作电荷泵的电路。该电路包括电荷泵，被配置成在输入端子处接收输入电压，并在时钟输入处接收时钟信号，所述电荷泵还被配置成产生第一输出电压，所述第一输出电压以因子N作为所述输入电压的倍数，其中N大于1；输入级，包括被配置成接收基准电压的基准端子，以及被配置成向所述电荷泵提供所述输入电压的输出端子；电容性元件，耦合到所述电荷泵并且可充电到第二输出电压；以及反馈网络，包括被配置成将所述第一输出电压反馈到所述输入级的输入的第一反馈回路，以及被配置成维持所述第一输出电压和所述第二输出电压之间的固定偏移的第二反馈回路。在一些实施例中，所述电容性元件包括第一输出电容器、第二输出电容器和在所述第一输出电容器和所述第二输出电容器之间耦合的开关，并且其中所述电路还包括驱动器电路，所述驱动器电路具有耦合到所述电荷泵的所述时钟输入的输入，所述驱动器电路被配置成在所述时钟信号的切换边沿处断开所述开关。在一些实施例中，所述第一输出电容器并联耦合到所述第二输出电容器。在一些实施例中，所述第二反馈回路包括具有在所述电荷泵的输出与所述电容性元件之间耦合的电流路径的晶体管。在一些实施例中，所述第二反馈回路还包括被配置成驱动所述晶体管的控制端子的差分级，所述差分级具有被配置成接收所述基准电压的第一输入和被配置成接收等于以所述因子N缩小的所述第二输出电压的电压的第二输入。在一些实施例中，所述第二反馈回路还包括在所述电容性元件和所述差分级之间的分压器，所述分压器具有等于所述因子N的分压比。在一些实施例中，所述输入级包括：经由所述第一反馈回路耦合到所述电荷泵的输出的第一反馈输入；经由所述第二反馈回路耦合到所述电容性元件的第二反馈输入；以及耦合到所述第一反馈输入和所述第二反馈输入的求和节点，所述输入电压是在所述第一反馈输入和所述第二反馈输入上的反馈信号的函数。在一些实施例中，所述第一反馈回路包括在所述电荷泵的所述输出和所述第一反馈输入之间的第一分压器，并且其中所述第二反馈回路包括在所述电容性元件和所述第二反馈输入之间的第二分压器。在一些实施例中，所述第一分压器和所述第二分压器具有相对于所述因子N具有相反符号的偏差的相应分压比。在一些实施例中，所述第二分压器包括朝向差分级的第一抽头点和朝向所述第二反馈输入的第二抽头点。根据一些实施例，提供了一种用于操作电荷泵的电路。该电路包括：电荷泵，包括被配置成接收输入电压的输入端子和被配置成在时钟输入处接收时钟信号的时钟输入，所述电荷泵被配置成生成第一输出电压，所述第一输出电压为所述输入电压的N倍，其中N大于1；输入级，包括被配置成接收基准电压的基准端子，以及被配置成向所述电荷泵提供所述输入电压的输出端子；电容性元件，耦合到所述电荷泵的输出端子并且可充电到第二输出电压，其中所述电容性元件包括第一输出电容器和与所述第一输出电容器并联耦合的第二输出电容器；开关，在所述第一输出电容器和所述第二输出电容器之间耦合；以及驱动器电路，具有耦合到所述电荷泵的所述时钟输入的输入，所述驱动器电路被配置成在所述时钟信号的切换边沿处断开所述开关。在一些实施例中，所述第二输出电压大于所述第一输出电压。在一些实施例中，所述输入级包括：耦合到所述电荷泵的输出端子的第一反馈输入；耦合到所述电容性元件的第二反馈输入；和耦合到所述第一反馈输入和所述第二反馈输入的求和节点，所述输入电压是在所述第一反馈输入和所述第二反馈输入上的反馈信号的函数。在一些实施例中，所述电路还包括反馈网络，所述反馈网络包括被配置成将所述第一输出电压反馈到所述输入级的输入的第一反馈回路，以及被配置成维持所述第一输出电压和所述第二输出电压之间的固定偏移的第二反馈回路。在一些实施例中，所述第一反馈回路包括在所述电荷泵的所述输出端子与所述第一反馈输入之间的第一分压器，并且其中所述第二反馈回路包括在所述电容性元件和所述第二反馈输入之间的第二分压器。在一些实施例中，所述第二反馈回路包括晶体管，所述晶体管具有在所述电荷泵的所述输出端子和所述电容性元件之间耦合的电流路径，并且其中所述第二反馈回路还包括被配置成驱动所述晶体管的控制端子的差分级，所述差分级具有被配置成接收所述基准电压的第一输入和被配置成接收等于以等于所述倍数N的因子缩小的所述第二输出电压的电压的第二输入。一个或多个实施例可以涉及对应的设备(例如，在上文提到的设备之中)。一个或多个实施例可以提供仅受输出电容的影响不被衰减的残余纹波。一个或多个实施例可以提供将电荷泵放置在反馈系统(即闭环型反馈系统)内，其中反馈系统能够包括两个控制回路。一个或多个实施例可以使用小的输出电容值来强烈地衰减电荷泵的输出电压上的残余纹波(例如，在开关频率)，因此这可以在不太困难的情况下实施。在通过负载的电流存在变化的情况下，一个或多个实施例可以动态地检测输出电压并执行从电荷泵提供正确的电流增益的反馈。一个或多个实施例可以显著地减少由泵开关的切换引起的时钟频率处的纹波，而不必增加输出电容。一个或多个实施例可以推广到相对于输入处的基准电压为任意增益N的情况。一个或多个实施例可以提供产生电荷泵的输出的第一反馈，结合第二反馈(例如，通过诸如MOSFET的晶体管)，旨在维持电荷泵的输出电压和电路的总输出电压之间的固定的差。一个或多个实施例可以包括LDO(低压降)型输出配置。附图说明现在将参照附图仅以非限制性示例的方式来描述一个或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于操作电荷泵的电路，其特征在于，包括：电荷泵，被配置成在输入端子处接收输入电压，并在时钟输入处接收时钟信号，所述电荷泵还被配置成产生第一输出电压，所述第一输出电压以因子N作为所述输入电压的倍数，其中N大于1；输入级，包括被配置成接收基准电压的基准端子，以及被配置成向所述电荷泵提供所述输入电压的输出端子；电容性元件，耦合到所述电荷泵并且可充电到第二输出电压；以及反馈网络，包括被配置成将所述第一输出电压反馈到所述输入级的输入的第一反馈回路，以及被配置成维持所述第一输出电压和所述第二输出电压之间的固定偏移的第二反馈回路。

【技术特征摘要】
2017.01.24 IT 1020170000074281.一种用于操作电荷泵的电路，其特征在于，包括：电荷泵，被配置成在输入端子处接收输入电压，并在时钟输入处接收时钟信号，所述电荷泵还被配置成产生第一输出电压，所述第一输出电压以因子N作为所述输入电压的倍数，其中N大于1；输入级，包括被配置成接收基准电压的基准端子，以及被配置成向所述电荷泵提供所述输入电压的输出端子；电容性元件，耦合到所述电荷泵并且可充电到第二输出电压；以及反馈网络，包括被配置成将所述第一输出电压反馈到所述输入级的输入的第一反馈回路，以及被配置成维持所述第一输出电压和所述第二输出电压之间的固定偏移的第二反馈回路。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电容性元件包括第一输出电容器、第二输出电容器和在所述第一输出电容器和所述第二输出电容器之间耦合的开关，并且其中所述电路还包括驱动器电路，所述驱动器电路具有耦合到所述电荷泵的所述时钟输入的输入，所述驱动器电路被配置成在所述时钟信号的切换边沿处断开所述开关。3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一输出电容器并联耦合到所述第二输出电容器。4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二反馈回路包括具有在所述电荷泵的输出与所述电容性元件之间耦合的电流路径的晶体管。5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述第二反馈回路还包括被配置成驱动所述晶体管的控制端子的差分级，所述差分级具有被配置成接收所述基准电压的第一输入和被配置成接收等于以所述因子N缩小的所述第二输出电压的电压的第二输入。6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第二反馈回路还包括在所述电容性元件和所述差分级之间的分压器，所述分压器具有等于所述因子N的分压比。7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述输入级包括：经由所述第一反馈回路耦合到所述电荷泵的输出的第一反馈输入；经由所述第二反馈回路耦合到所述电容性元件的第二反馈输入；以及耦合到所述第一反馈输入和所述第二反馈输入的求和节点，所述输入电压是在所述第一反馈输入和所述第二反馈输入上的反馈信号的函数。8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述第一反馈回路包括在所述电荷泵的所述输出和所述第一反馈输入之间的第一分压器，并且其中所述第二反馈回路包括在所述电容性元件和所述第二反馈输入之间的第二分...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·M·伊波利托，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：新型
国别省市：意大利,IT