一种开关电容电压转换电路、电压转换器和芯片制造技术

本申请实施例提供一种开关电容电压转换电路、电压转换器和芯片。该开关电容电压转换电路包括：第一通路和第二通路；第一通路的第一端和第二通路的第一端均电连接开关电容电压转换电路的输入端，输入端连接输入电压，第一通路的第二端电连接第二通路的第三端，第一通路的第三端电连接第二通路的第二端，第一通路的第四端和第二通路的第四端均电连接开关电容电压转换电路的第一输出端，第一通路的第五端电连接第二通路的第五端；第一通路包括第一电容、第二电容和第一开关组件，第二通路包括第三电容、第四电容和第二开关组件。该开关电容电压转换电路能够减小电容器的数量，即减小元器件数量，从而能够电路所占的面积，有利于电路的小型化发展。于电路的小型化发展。于电路的小型化发展。

【技术实现步骤摘要】
一种开关电容电压转换电路、电压转换器和芯片


[0001]本申请实施例涉及电压转换
，尤其涉及一种开关电容电压转换电路、电压转换器和芯片。

技术介绍

[0002]电荷泵也称为开关电容式电压变换器，是一种利用电容来储能的直流
‑
直流(DC
‑
DC)变换器，由于电荷泵电路中不包括电感，在使用中具有较低的损耗，因此可以广泛应用各个领域。电荷泵可以分为升压电荷泵和降压电荷泵，其中，升压电荷泵可以对输入电压进行升压处理并输出，降压电荷泵可以对输入电压进行降压处理并输出。例如，1/4倍降压电荷泵，可以将输出电压降低为输入电压的1/4，即输入电压为输出电压的4倍，输入电流是输出电流的1/4。
[0003]现有的双路并联4:1的Dickson式开关电容电压转换电路如图1所示，包括六个电容，即CF1A、CF2A、CF3A、CF1B、CF2B和CF3B，以及和十六个开关，即Q1
‑
Q16，通过控制开关Q1
‑
Q16的通断状态，基于电容CF1A、CF2A、CF3A、CF1B、CF2B和CF3B实现输出电压为输入电压的1/4，即Vout＝V
in
/4，输出电流Iout＝4*Iin。
[0004]然而，采用现有的开关电容电压转换电路实现Vout＝V
in
/4时，使用较多数量的电容，如此，开关电容电压转换电路中元器件的数量较多，导致开关电容电压转换电路所占的面积较大，不利于电路的小型化发展。

技术实现思路
/>[0005]鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种开关电容电压转换电路、电压转换器和芯片，能够减小电容器的数量，即能够减小开关电容电压转换电路中元器件的数量，从而能够降低开关电容电压转换电路所占的面积，有利于开关电容电压转换电路的小型化发展。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种开关电容电压转换电路，第一通路和第二通路；
[0007]所述第一通路的第一端和所述第二通路的第一端均电连接所述开关电容电压转换电路的输入端，所述输入端连接输入电压，所述第一通路的第二端电连接所述第二通路的第三端，所述第一通路的第三端电连接所述第二通路的第二端，所述第一通路的第四端和所述第二通路的第四端均电连接所述开关电容电压转换电路的第一输出端，所述第一通路的第五端电连接所述第二通路的第五端；
[0008]所述第一通路包括第一电容、第二电容和第一开关组件，所述第二通路包括第三电容、第四电容和第二开关组件，开关组件包括所述第一开关组件和所述第二开关组件；
[0009]所述开关组件，用于控制所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容和所述第四电容之间的连接关系；
[0010]所述开关电容电压转换电路，用于将所述输入电压转换为第一输出电压，并基于所述第一输出端输出，所述输入电压为所述第一输出电压的四倍。
[0011]一些实施例中，所述第一开关组件包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关和第八开关；所述第二开关组件包括第九开关、第十开关、第十一开关、第十二开关、第十三开关、第十四开关、第十五开关和第十六开关；
[0012]所述输入端通过所述第二开关电连接所述第三开关的第一端和所述第一电容的第一极板，所述输入端还通过所述第十开关电连接所述第十一开关的第一端和所述第三电容的第一极板；所述第三开关的第二端电连接所述第五开关的第一端，所述第五开关的第二端电连接所述第十二开关的第一端、所述第十四开关的第一端和所述第四电容的第一极板，所述第十一开关的第二端电连接所述第十三开关的第一端，所述第十三开关的第二端电连接所述第四开关的第一端、所述第六开关的第一端和所述第二电容的第一极板；所述第三开关的第二端和所述第十一开关的第二端的连接点通过第二子电容接地；
[0013]所述第四开关的第二端电连接所述第一电容的第二极板和所述第一开关的第一端，所述第一开关的第二端接地；所述第十二开关的第二端电连接所述第三电容的第二极板和所述第九开关的第一端，所述第九开关的第二端接地；
[0014]所述第二电容的第二极板通过所述第七开关电连接所述第六开关的第二端，所述第二电容的第二极板还通过所述第八开关接地；所述第四电容的第二极板通过所述第十五开关电连接所述第十四开关的第二端，所述第四电容的第二极板还通过所述第十六开关接地；所述第六开关管的第二端和所述第十四开关的第二端的连接点通过第一子电容接地。
[0015]一些实施例中，所述第六开关的第二端和所述第十四开关的第二端的连接点电连接所述第一输出端。
[0016]一些实施例中，所述开关电容电压转换电路，用于在第一工作模式下，将所述输入电压转换为所述第一输出电压，所述第一工作模式为所述开关组件在第一状态和第二状态之间来回切换；
[0017]其中，在所述第一状态下，所述第二开关、所述第四开关、所述第七开关、所述第九开关、所述第十一开关、所述第十三开关、所述第十四开关和所述第十六开关均导通，所述第一开关、所述第三开关、所述第五开关、所述第六开关、所述第八开关、所述第十开关、所述第十二开关和所述第十五开关均截止；
[0018]在所述第二状态下，所述第二开关、所述第四开关、所述第七开关、所述第九开关、所述第十一开关、所述第十三开关、所述第十四开关和所述第十六开关均截止，所述第一开关、所述第三开关、所述第五开关、所述第六开关、所述第八开关、所述第十开关、所述第十二开关和所述第十五开关均导通。
[0019]一些实施例中，所述开关电容电压转换电路，还用于在第二工作模式下，将所述输入电压转换为第二输出电压，并基于所述第一输出端输出，所述第二工作模式为所述开关组件在第三状态和第四状态之间来回切换；
[0020]其中，在所述第三状态下，所述第二开关、所述第三开关、所述第五开关、所述第六开关、所述第八开关、所述第十开关、所述第十一开关和所述第十五开关均导通，所述第一开关、所述第四开关、所述第七开关、所述第九开关、所述第十二开关、所述第十三开关、所述第十四开关和所述第十六开关均截止；
[0021]在所述第四状态下，所述第二开关、所述第三开关、所述第七开关、所述第十开关、所述第十一开关、所述第十三开关、所述第十四开关和所述第十六开关均导通，所述第一开
关、所述第四开关、所述第五开关、所述第六开关、所述第八开关、所述第九开关、所述第十二开关和所述第十五开关均截止。
[0022]一些实施例中，所述开关电容电压转换电路，还用于在第三工作模式下，将所述输入电压转换为第三输出电压，并基于所述第一输出端输出；
[0023]其中，在所述第三工作模式下，所述第二开关、所述第三开关、所述第五开关、所述第六开关、所述第十开关、所述第十一开关、所述第十三开关和所述第十四开关均导通，所述第一开关、所述第四开关、所述第七开关、所述第八开关、所述第九开关、所述第十二开关、所述第十五开关和所述第十六开关均截止。
[0024本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关电容电压转换电路，其特征在于，包括：第一通路和第二通路；所述第一通路的第一端和所述第二通路的第一端均电连接所述开关电容电压转换电路的输入端，所述输入端连接输入电压，所述第一通路的第二端电连接所述第二通路的第三端，所述第一通路的第三端电连接所述第二通路的第二端，所述第一通路的第四端和所述第二通路的第四端均电连接所述开关电容电压转换电路的第一输出端，所述第一通路的第五端电连接所述第二通路的第五端；所述第一通路包括第一电容、第二电容和第一开关组件，所述第二通路包括第三电容、第四电容和第二开关组件，开关组件包括所述第一开关组件和所述第二开关组件；所述开关组件，用于控制所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容和所述第四电容之间的连接关系；所述开关电容电压转换电路，用于将所述输入电压转换为第一输出电压，并基于所述第一输出端输出，所述输入电压为所述第一输出电压的四倍。2.根据权利要求1所述的开关电容电压转换电路，其特征在于，所述第一开关组件包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关和第八开关；所述第二开关组件包括第九开关、第十开关、第十一开关、第十二开关、第十三开关、第十四开关、第十五开关和第十六开关；所述输入端通过所述第二开关电连接所述第三开关的第一端和所述第一电容的第一极板，所述输入端还通过所述第十开关电连接所述第十一开关的第一端和所述第三电容的第一极板；所述第三开关的第二端电连接所述第五开关的第一端，所述第五开关的第二端电连接所述第十二开关的第一端、所述第十四开关的第一端和所述第四电容的第一极板，所述第十一开关的第二端电连接所述第十三开关的第一端，所述第十三开关的第二端电连接所述第四开关的第一端、所述第六开关的第一端和所述第二电容的第一极板；所述第三开关的第二端和所述第十一开关的第二端的连接点通过第二子电容接地；所述第四开关的第二端电连接所述第一电容的第二极板和所述第一开关的第一端，所述第一开关的第二端接地；所述第十二开关的第二端电连接所述第三电容的第二极板和所述第九开关的第一端，所述第九开关的第二端接地；所述第二电容的第二极板通过所述第七开关电连接所述第六开关的第二端，所述第二电容的第二极板还通过所述第八开关接地；所述第四电容的第二极板通过所述第十五开关电连接所述第十四开关的第二端，所述第四电容的第二极板还通过所述第十六开关接地；所述第六开关管的第二端和所述第十四开关的第二端的连接点通过第一子电容接地。3.根据权利要求2所述的开关电容电压转换电路，其特征在于，所述第六开关的第二端和所述第十四开关的第二端的连接点电连接所述第一输出端。4.根据权利要求3所述的开关电容电压转换电路，其特征在于，所述开关电容电压转换电路，用于在第一工作模式下，将所述输入电压转换为所述第一输出电压，所述第一工作模式为所述开关组件在第一状态和第二状态之间来回切换；其中，在所述第一状态下，所述第二开关、所述第四开关、所述第七开关、所述第九开关、所述第十一开关、所述第十三开关、所述第十四开关和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵炜，
申请(专利权)人：上海南芯半导体科技股份有限公司，
类型：发明
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