快速建立、可实现低纹波的电荷泵系统控制方法和电荷泵系统技术方案

为了解决现有电荷泵系统的控制方法，在编程时，vpp的上升速度较慢而导致有效编程时间减小的技术问题，本发明专利技术提供了一种快速建立、可实现低纹波的电荷泵系统的控制方法和电荷泵系统。本发明专利技术在电荷泵系统中的电压调整器中增设一个辅助电压v2，在FLASH芯片处于编程模式时，若电荷泵系统的输出电压vpp小于等于辅助电压v2，则使所述电荷泵一和电荷泵二都工作；若电荷泵系统的输出电压vpp大于辅助电压v2，则使所述电荷泵二停止工作；所述辅助电压v2小于目标电压v1。本发明专利技术能够增加有效编程时间，而且可以满足较小的输出纹波。

Control Method and Charge Pump System for Fast Establishment and Realization of Low Ripple Charge Pump System

In order to solve the technical problem of the control method of the existing charge pump system that the rising speed of VPP is slow and the effective programming time is reduced when programming, the present invention provides a control method and a charge pump system which can quickly establish and realize a low ripple charge pump system. The invention adds an auxiliary voltage V2 in the voltage regulator of the charge pump system. When the FLASH chip is in the programming mode, if the output voltage Vpp of the charge pump system is less than or equal to the auxiliary voltage v2, both the charge pump and the charge pump will work; if the output voltage Vpp of the charge pump system is greater than the auxiliary voltage v2, the auxiliary charge pump 2 will stop working. Voltage V2 is less than target voltage v1. The invention can increase effective programming time, and can satisfy smaller output ripple.

【技术实现步骤摘要】
快速建立、可实现低纹波的电荷泵系统控制方法和电荷泵系统
本专利技术涉及一种快速建立、可实现低纹波的电荷泵的控制方法和电路。
技术介绍
如图1所示，电荷泵系统由时钟产生器、两个电荷泵和电压调整器构成；时钟产生器用于生成一定频率的时钟；电荷泵用于实现高压的生成；电压调整器用于判断电荷泵的输出电压是否达到所需要的电平(目标电压v1)，然后决定时钟产生器是否需要工作，由此决定电荷泵是否需要工作。当FLASH芯片处于擦除模式时，vpp的负载大，需要大的驱动能力，所以电荷泵一和电荷泵二都工作。当FLASH芯片处于编程模式时，vpp的负载小，同时要求较小的输出纹波，因此需要的驱动能力较小，所以只有一个电荷泵工作。这样做的缺点是：当编程时，vpp的上升速度较慢，会减小有效的编程时间。
技术实现思路
为了解决现有电荷泵系统的控制方法，在编程时，vpp的上升速度较慢而导致有效编程时间减小的技术问题，本专利技术提供了一种快速建立、可实现低纹波的电荷泵系统的控制方法和电荷泵系统。本专利技术的技术方案：快速建立、可实现低纹波的电荷泵系统控制方法，所述电荷泵系统包括电荷泵一、电荷泵二和电压调整器；其特殊之处在于：在所述电压调整器中增设一个辅助电压v2，在FLASH芯片处于编程模式时，若电荷泵系统的输出电压vpp小于等于辅助电压v2，则使所述电荷泵一和电荷泵二都工作；若电荷泵系统的输出电压vpp大于辅助电压v2，则使所述电荷泵二停止工作；所述辅助电压v2小于目标电压v1。进一步地，所述辅助电压v2等于目标电压v1的50％～90％。快速建立、可实现低纹波的电荷泵系统，包括电压调整器和两输入与门；所述电压调整器包括比较器一，比较器一的两个输入端分别接参考电压vref和目标反馈电压vfb1；其特殊之处在于：所述电压调整器还包括比较器二，比较器二的两个输入端分别接所述参考电压vref和辅助反馈电压vfb2，输出端输出信号lmt2；所述辅助反馈电压vfb2大于所述目标反馈电压vfb1；所述vfb1＝{vpp/(R1+R2+R3)}*R1；所述vfb2＝{vpp/(R1+R2+R3)}*(R1+R2)；当vpp＝v1时，vfb1＝{v1/(R1+R2+R3)}*R1＝vref；当vpp＝v2时，vfb2＝{v2/(R1+R2+R3)}*(R1+R2)＝vref；其中，v1为目标电压，v2为辅助电压，vref为参考电压；R1、R2、R3为vpp的采样电阻阻值；辅助电压v2小于等于目标电压v1；所述电荷泵系统还包括两输入或门，两输入或门的输入端分别接信号lmt2和信号enl，输出端接所述两输入与门的其中一个输入端。进一步地，所述辅助电压v2等于目标电压v1的50％～90％。本专利技术的有益效果：1、本专利技术通过选取一个小于目标电压v1的辅助电压v2，在编程模式时，当vpp小于等于辅助电压v2时，启用两个电荷泵，提升vpp的上升速度，从而增加有效编程时间，当vpp大于辅助电压v2时，启用一个电荷泵，从而可以满足较小的输出纹波。2、本专利技术将辅助电压v2设定为目标电压v1的50％～90％，能够明显提升有效编程时间，同时也不会产生较大的输出纹波。3、本专利技术可通过配置R1、R2和/或R3，产生不同幅值的vpp输出，以满足不同的应用需求。附图说明图1为电荷泵系统的原理示意图。图2为本专利技术对电荷泵系统进行控制的原理示意图。图3为本专利技术中电压调整器的实现方式。图4为编程时，本专利技术对电荷泵系统的控制过程。图5为擦除时，本专利技术对电荷泵系统的控制过程。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步说明。如图2、图3所示，本专利技术所提供的电荷泵系统是在图1所示电荷泵系统中的电压调整器中，增加了比较器二和小于目标电压v1的辅助电压v2，并在电压调整器与两输入与门1之间增加两输入或门2，将电压调整器的输出lmt2和信号en1作为两输入或门2的输入，两输入或门2的输出作为两输入与门1的其中一个输入。v1＝vref*{1+(R2+R3)/R1}v2＝vref*{1+R3/(R1+R2)}当vpp>v2(即vfb2>vref)时，比较器二翻转，电压调整器输出lmt2＝0；当vpp>v1(即vfb1>vref)时，比较器一翻转，电压调整器输出lmt1＝0。考虑到如果辅助电压v2太小，增加有效编程时间的效果不明显；如果辅助电压v2太大，则当vpp的纹波过大时可能会产生误操作，因此，本专利技术将辅助电压v2设定为目标电压v1的50％～90％。当擦除时，电荷泵一和电荷泵二都工作。当编程时，在vpp上升的初始阶段，电荷泵一和电荷泵二都工作，以加快上升速度，增加有效的编程时间。当vpp大于辅助电压v2后，只有电荷泵一工作，以免因驱动能力过大而导致输出纹波增大。本专利技术编程时的状态：状态vpplmt1lmt2电荷泵一电荷泵二状态1vpp＝000不工作不工作状态20<vpp≤v211连续工作连续工作状态3v2<vpp≤v110连续工作不工作状态4vpp在v1附近翻转翻转0间歇工作不工作本专利技术编程时的控制过程，参考图4：1，编程时en1＝0；2，当使能信号en_hv＝0时，电压调整器不工作，电压调整器的输出lmt1＝lmt2＝0，因此时钟产生器也不工作，时钟产生器的输出时钟信号clk1＝0，clk2＝0，因此电荷泵一和电荷泵二都不工作，输出电压vpp＝0；3，当使能信号en_hv＝1时，电压调整器工作，初始时vpp<v2<v1，电压调整器的输出lmt1＝lmt2＝1，因此时钟产生器工作，产生不断翻转的时钟信号clk1和clk2，且clk2＝clk1，因此电荷泵一和电荷泵二都工作，vpp开始上升；4，当vpp上升到v2<vpp≤v1时，电压调整器的输出lmt1＝1，lmt2＝0，因此时钟发生器仍然工作，产生不断翻转的时钟信号clk1，但由于en1＝0,lmt2＝0，因此en_clk2＝0，clk2＝0，电荷泵二停止工作，电荷泵一继续工作，vpp继续上升；5，当vpp上升到vpp>v1时，电压调整器的输出lmt1＝lmt2＝0，因此时钟发生器停止工作，其输出时钟信号clk1＝0，clk2＝0，电荷泵一和电荷泵二都不工作；6，当vpp在负载的作用下下降到小于v1时，电压调整器的输出lmt1＝1，因此时钟发生器又开始工作，产生不断翻转的时钟信号clk1，电荷泵一工作使得vpp再次上升，此时由于vpp仍大于v2，因此lmt2＝0，clk2＝0，电荷泵二不工作。本专利技术擦除时的状态：状态vpplmt1电荷泵一电荷泵二状态1vpp＝00不工作不工作状态20<vpp≤v11连续工作连续工作状态3vpp在v1附近翻转翻转间歇工作间歇工作本专利技术擦除时的控制过程，参见图5：1，擦除时en1＝1，因此en_clk2＝1，因此clk2始终与clk1相同，lmt2不起作用；2，当使能信号en_hv＝0时，电压调整器不工作，电压调整器输出lmt1＝lmt2＝0，因此时钟产生器也不工作，其输出时钟信号clk1＝0，clk2＝0，因此电荷泵一和电荷泵二都不工作，输出电压vpp＝0；3，当使能信号en_hv＝1时，电压调整器工作，初始时vpp≤v1，电压调整器输出lmt1＝1，因此时钟产生器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.快速建立、可实现低纹波的电荷泵系统控制方法，所述电荷泵系统包括电荷泵一、电荷泵二和电压调整器；其特征在于：在所述电压调整器中增设一个辅助电压v2，在FLASH芯片处于编程模式时，若电荷泵系统的输出电压vpp小于等于辅助电压v2，则使所述电荷泵一和电荷泵二都工作；若电荷泵系统的输出电压vpp大于辅助电压v2，则使所述电荷泵二停止工作；所述辅助电压v2小于目标电压v1。

【技术特征摘要】
1.快速建立、可实现低纹波的电荷泵系统控制方法，所述电荷泵系统包括电荷泵一、电荷泵二和电压调整器；其特征在于：在所述电压调整器中增设一个辅助电压v2，在FLASH芯片处于编程模式时，若电荷泵系统的输出电压vpp小于等于辅助电压v2，则使所述电荷泵一和电荷泵二都工作；若电荷泵系统的输出电压vpp大于辅助电压v2，则使所述电荷泵二停止工作；所述辅助电压v2小于目标电压v1。2.根据权利要求1所述的快速建立、可实现低纹波的电荷泵系统控制方法，其特征在于：所述辅助电压v2等于目标电压v1的50％～90％。3.快速建立、可实现低纹波的电荷泵系统，包括电压调整器和两输入与门；所述电压调整器包括比较器一，比较器一的两个输入端分别接参考电压vref和目标反馈电压vfb1；其特征在于：所述电压调整器还包括比较器二，比较器二的两个输入端分别接所述参考电压vref和...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁星，于晓，黎美，
申请(专利权)人：西安紫光国芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61