与过电压相关的电荷泵电路制造技术

本发明专利技术提供了一种电荷泵电路，包括：第一电荷泵，具有用于接收电源电压的输入端子，并被配置为将接收到的电源电压升压以在第一电荷泵的输出端子处提供第一电荷泵电压；第二电荷泵，具有联接到第一电荷泵的输出端子以接收第一电荷泵电压的输入端子，并被配置为将接收到的第一电荷泵电压升压以在第二电荷泵的输出端子处提供第二电荷泵电压；以及电压降感测装置，被配置为检测第一电荷泵电压的下降，并且当检测到第一电荷泵电压的下降时停用与禁用的电荷泵级相关联的旁路单元的第二晶体管。用的电荷泵级相关联的旁路单元的第二晶体管。用的电荷泵级相关联的旁路单元的第二晶体管。

【技术实现步骤摘要】
与过电压相关的电荷泵电路
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2022年6月10日向意大利知识产权局提交的、申请号为102022000012356的意大利专利申请的优先权，该意大利专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。


[0003]多种实施例总体上涉及电子领域，并且更具体地，涉及电荷泵电路。

技术介绍

[0004]电荷泵是一种电子电路，其被配置为通过使用电容器作为能量存储元件，将输入DC电源电压转换为高于输入电源电压(例如，输入电源电压的几倍)的输出DC电压，以用作DC
‑
DC电压升压转换器。
[0005]通常，电荷泵用于工作电压需要比电路系统本身的电源电压更高(绝对值)的那些电路系统。
[0006]例如，诸如EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)的电子非易失性存储器装置，尤其是闪速存储器装置，需要一个或多个电荷泵才能正确操作。
[0007]US 8,339,185公开了一种被配置为动态地选择活跃级的数量的多级电荷泵。这是通过具有多级的主电荷泵部分和与主部分设计相同的从电荷泵部分来完成的，其中在主电荷泵部分中，活跃级的数量是可设置的。主部分用于驱动外部负载，而从部分驱动可调整的内部负载。可调整的内部负载由控制逻辑通过比较两个部分的操作来设置。然后，控制逻辑通过与主级不同数量的活跃级来操作从部分，以便确定主级是否正在使用最佳数量的活跃级。然后控制逻辑可以相应地改变活跃级的数量。
[0008]US 10,033,271公开了一种包括串联连接的第一、第二和第三电荷泵级的多级电荷泵。第一、第二和第三电荷泵级中的每一级包括第一类型的电荷泵电路，其将各自的电荷泵电路的输入信号增加高达给定量。多级电荷泵还包括电平移位器，其在第三电荷泵级的输出信号的电压与偏移电压及接地中的一个之间摆动电平时钟信号。多级电荷泵进一步包括第二类型的电荷泵电路，其将第三电荷泵级的输出的电压增加高达另一量，并提供输出，而另一量由电平移位器设置。而且，多级电荷泵包括第三类型的电荷泵电路。
[0009]US 8,659,860公开了一种功率转换器，包括连接在功率转换器的输入和功率转换器的功率级之间的瞬态电压保护电路。瞬态电压保护电路在输入电压低于预定阈值时提供从功率转换器的输入到功率转换器的功率级的低电阻连接，但在输入电压等于或大于预定阈值电压时阻断来自功率级的输入电压。功率转换器可以是在车辆中使用的升压功率转换器，以将来自车辆的主电源总线的功率提供给车辆的子系统，诸如防抱死制动系统。

技术实现思路

[0010]在实施例中，电荷泵电路包括第一电荷泵和第二电荷泵。第一电荷泵可以包括被
配置为接收电源电压的输入端子，并将接收到的电源电压升压，以在第一电荷泵的输出端子处提供第一电荷泵电压。第二电荷泵可以包括联接到第一电荷泵的输出端子以接收第一电荷泵电压的输入端子，并且将接收到的第一电荷泵电压升压，以在第二电荷泵的输出端子处提供第二电荷泵电压。第二电荷泵包括串联连接在第二电荷泵的输入端子和输出端子之间的电荷泵级的序列。每个电荷泵级可以被选择性地启用以将级输入端子处的输入级电压升压与电源电压相对应的电压，以在电荷泵级被启用时在级输出端子处提供相应的输出级电压。每个电荷泵级可以被选择性地禁用以使其相应级输出端子进入高阻抗状态并与包括第一晶体管的相应旁路单元相关联，该第一晶体管被配置为在电荷泵级被禁用时将级输出端子电联接到第一电荷泵的输出端子。旁路单元进一步包括并联连接到第一晶体管的第二晶体管，并且可以在电荷泵级被禁用时被激活。电荷泵电路进一步包括电压降感测装置，该电压降感测装置被配置为检测第一电荷泵电压的下降，并且当检测到第一电荷泵电压的下降时，停用与禁用的电荷泵级相关联的旁路单元的第二晶体管。
附图说明
[0011]参照附图，在多种实施例中示出了所公开技术的某些特征。
[0012]图1A示出了包括两个电荷泵的闪速存储器装置。
[0013]图1B示出了包括电荷泵电路的闪速存储器装置，该电荷泵电路包括两个电荷泵，其中一个电荷泵的输入连接到另一电荷泵的输出。
[0014]图2A和图2B示出了根据实施例的电荷泵电路。
[0015]图3A和图3B示出了根据实施例的电荷泵电路。
[0016]图3C示出了与图3A和图3B相关联的实施例的电荷泵电路的电压随时间演变的示例。
[0017]图4A示出了根据实施例的电荷泵电路。
[0018]图4B示出了与图4A相关联的实施例的电荷泵电路的电压随时间演变的示例。
具体实施方式
[0019]电荷泵可以管理具有较大值的电压，例如相当于电源电压的几倍的电压。为此，典型电荷泵的电路被设计成使得在电荷泵的正常操作期间，其晶体管所承受的电压差仅相当于这些较大电压的一小部分。
[0020]然而，在有些情况下，由于例如来自负载的突然较大电流请求而引起电荷泵的一些节点处的电压突然下降。因为这些突然的电压降可能导致电荷泵的晶体管经历的电压差高于它们被设计为在不引起击穿的情况下承受的最大电压差，所以这可能很危险。例如，当电荷泵的级中包括的晶体管的一个端子经受较大的电压降，而同一晶体管的另一端子例如由于连接到仍在充电的大型升压电容器的板而仍保持较高电压时，就可能发生这种情况。
[0021]鉴于以上情况，多种实施例可以提供一种被设计成有效地防止或减轻过电压问题的电荷泵电路。
[0022]根据多种实施例，可以在不引起因第一电荷泵电压的突然大幅下降引起过电压问题的情况下提高第二电荷泵的效率。
[0023]事实上，在实施例中，通过在其旁路单元中提供与第一晶体管并联的第二晶体管，
并将第二晶体管布置成消除由每个旁路单元的第一晶体管的电压阈值引起的电压损失来有利地提高电荷泵效率，同时可以通过第二晶体管的适当和选择性停用而有利地防止或减轻第一电荷泵电压的突然大幅下降引起的潜在过电压问题，该突然大幅下降可能通过第二晶体管在电荷泵级的输入端子处传播。
[0024]根据实施例，在每个旁路单元中，第一晶体管具有连接到第一电荷泵的输出端子的第一导通端子、连接到相应电荷泵级的级输出端子的第二导通端子、以及被配置为联接到第一电荷泵的输出端子的控制端子。
[0025]根据实施例，在每个旁路单元中，第二晶体管具有与第一晶体管的第一导通端子连接的第一导通端子、与第一晶体管的第二导通端子连接的第二导通端子、以及被配置为联接到第二电荷泵的输出端子的控制端子。
[0026]根据实施例，每个旁路单元进一步包括开关，开关被配置为使第二晶体管的控制端子：在与旁路单元相关联的电荷泵级被禁用时，连接到第二电荷泵的输出端子，从而激活第二晶体管；并且在与旁路单元相关联的电荷泵级被启用时，连接到参考端子，以停用第二晶体管。
[0027]根据实施例，电压降感测装置被配置为在检测到第一电荷泵电压的下降时驱动与禁用的电荷泵级相关联的每个旁路单元的开关，以使第二晶体管的控制端子也连接到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电荷泵电路，包括：第一电荷泵，包括接收电源电压的输入端子，所述第一电荷泵将接收到的电源电压升压，以在所述第一电荷泵的输出端子提供第一电荷泵电压；以及第二电荷泵，包括联接到所述第一电荷泵的输出端子并接收所述第一电荷泵电压的输入端子，所述第二电荷泵将接收到的第一电荷泵电压升压，以在所述第二电荷泵的输出端子提供第二电荷泵电压，其中，所述第二电荷泵包括串联连接在所述第二电荷泵的输入端子和输出端子之间的电荷泵级的序列，每个电荷泵级被选择性地启用以将级输入端子处的输入级电压升压与所述电源电压相对应的电压，以在所述电荷泵级被启用时在级输出端子处提供相应的输出级电压，每个电荷泵级被选择性地禁用以使其相应级输出端子变为高阻抗状态并与包括第一晶体管的相应旁路单元相关联，所述第一晶体管在所述电荷泵级被禁用时将所述级输出端子电联接到所述第一电荷泵的输出端子，所述旁路单元进一步包括并联连接到所述第一晶体管的第二晶体管，并在所述电荷泵级被禁用时被激活，并且所述电荷泵电路进一步包括电压降感测装置，所述电压降感测装置检测所述第一电荷泵电压的下降，并且当检测到所述第一电荷泵电压下降时，停用与禁用的电荷泵级相关联的旁路单元的第二晶体管。2.根据权利要求1所述的电荷泵电路，其中，在每个旁路单元中：所述第一晶体管具有与所述第一电荷泵的输出端子连接的第一导通端子、与相应电荷泵级的级输出端子连接的第二导通端子、以及与所述第一电荷泵的输出端子联接的控制端子，以及所述第二晶体管具有与所述第一晶体管的第一导通端子连接的第一导通端子、与所述第一晶体管的第二导通端子连接的第二导通端子、以及与所述第二电荷泵的输出端子联接的控制端子。3.根据权利要求2所述的电荷泵电路，其中，每个旁路单元进一步包括开关，所述开关在与所述旁路单元相关联的电荷泵级被禁用时，将所述第二晶体管的控制端子连接到所述第二电荷泵的输出端子，以激活所述第二晶体管，或者所述开关在与所述旁路单元相关联的电荷泵级被启用时，将所述第二晶体管的控制端子连接到参...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：