一种电荷泵及其使其负输出电压跟随正输出电压的方法技术

本发明专利技术公开了一种电荷泵及其使负输出电压跟随正输出电压的方法。该电荷泵包括：输入端，接收输入电压；正电压输出端，提供正输出电压；负电压输出端，提供负输出电压；以及多个开关；其中所述多个开关中的每个开关具有串联电阻值，所述多个开关之中一个开关的串联电阻值是其它开关的串联电阻值的两倍以上。

【技术实现步骤摘要】
一种电荷泵及其使其负输出电压跟随正输出电压的方法
本专利技术涉及电源，具体但不限于涉及升压电荷泵及其使其负输出电压跟随正输出电压的方法。
技术介绍
一种电荷泵用于接收输入电压并在两个输出端分别提供高于参考地电位的正输出电压和低于参考地电位的负输出电压。在一些应用场合中，负输出电压被要求能很好地跟随正输出电压，也就是说，负电压的绝对值需要尽量接近正输出电压。而且，在启动阶段负输出电压也需要能很好地跟随正输出电压。
技术实现思路
为了解决前面描述的一个问题或者多个问题，本专利技术提出一种电荷泵及其使其负输出电压跟随正输出电压的方法。根据本专利技术的一个方面，一种使电荷泵的负输出电压跟随正输出电压的方法包括为电荷泵的多个开关选择不对称的串联电阻。其中每个所述开关可包括一个晶体管，所述串联电阻包括相应开关的导通电阻。电荷泵可进一步包括第一输出电容、第二输出电容和浮充电容，其中第一输出电容用于提供正输出电压，第二输出电容用于提供负输出电压；所述多个开关包括第一组开关和第二组开关；其中在每个开关周期的第一时间段内，第二组开关导通，第一组开关关断，所述第一输出电容和浮充电容充电；以及在所述开关周期的第二时间段内，第一组开关导通，第二组开关关断，第二输出电容和浮充电容放电；所述方法进一步包括在启动阶段同时开始对第一输出电容和浮充电容进行充电。在一个实施例在，为电荷泵的多个开关选择不对称的串联电阻包括选择所述多个开关中的一个开关的串联电阻大于其它开关的串联电阻的两倍。在一个实施例中，电荷泵包括：电感，具有第一端和第二端，其中第一端耦接输入端；第一开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接电感的第二端，第一开关的第二端耦接参考地；第二开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第二开关的第一端耦接电感的第二端，第二开关的第二端输出正输出电压；第一输出电容，具有第一端和第二端，其中第一输出电容的第一端耦接第二开关的第二端，第一输出电容的第二端耦接参考地；浮充电容，具有第一端和第二端，其中浮充电容的第一端耦接电感的第二端；第三开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第三开关的第一端耦接浮充电容的第二端，第三开关的第二端输出负输出电压；第二输出电容，具有第一端和第二端，其中第二输出电容的第一端耦接第三开关的第二端，第二输出电容的第二端耦接参考地；以及第四开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第四开关的第一端耦接浮充电容的第二端，第四开关的第二端耦接参考地；所述方法进一步包括：在每个开关周期的第一时间段内，将第二开关和第四开关导通，将第一开关和第三开关关断；以及在所述开关周期的第二时间段内，将第二开关和第四开关关断，将第一开关和第三开关导通。其中为电荷泵的多个开关选择不对称的串联电阻可通过选择第二开关的导通电阻比第一开关、第三开关和第四开关的导通电阻更高来实现。在一个实施例中，使负输出电压跟随正输出电压通过选择将一分立电阻和第二开关串联连接来实现。上述方法可进一步包括当第一开关、第二开关、第三开关和第四开关都关断时阻断第二开关和第四开关的体二极管。在一个实施例中，该方法包括将第二开关和第四开关耦接至欠压保护(UVLO)信号，用于当UVLO信号为有效状态时阻断第二开关和第四开关的体二极管。在另一个实施例中，该方法包括将一开关耦接在输入端和电感的第一端之间，其中当输入端的输入电压小于一阈值电压时，所述开关关断。上述方法可进一步包括通过控制第二开关的控制端上的电压来控制第二开关的导通电阻，其中控制第二开关的导通电阻根据负输出电压和正输出电压来进行调节。在一个实施例中，根据正输出电压和负输出电压的差值调节所述多个开关之中一个开关的串联电阻。根据本专利技术的另一个方面，一种电荷泵具有：输入端，接收输入电压；正电压输出端，提供正输出电压；以及负电压输出端，提供负输出电压；电荷泵包括多个开关，其中所述多个开关中的每个开关具有串联电阻值，所述多个开关之中一个开关的串联电阻值是其它开关的串联电阻值的两倍以上。电荷泵可进一步包括电阻控制模块，该电阻控制模块具有：第一输入端，耦接正电压输出端用于接收正输出电压；第二输入端，耦接负电压输出端用于接收负输出电压；以及输出端，耦接所述多个开关之中一个开关，用于根据正输出电压和负输出电压调节该开关的串联电阻阻值。在一个实施例中，电荷泵包括电感，具有第一端和第二端，其中第一端耦接输入端；第一开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接电感的第二端，第一开关的第二端耦接参考地；第二开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第二开关的第一端耦接电感的第二端，第二开关的第二端耦接正电压输出端；第一输出电容，具有第一端和第二端，其中第一输出电容的第一端耦接第二开关的第二端，第一输出电容的第二端耦接参考地；浮充电容，具有第一端和第二端，其中浮充电容的第一端耦接电感的第二端；第三开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第三开关的第一端耦接浮充电容的第二端，第三开关的第二端耦接负电压输出端；第二输出电容，具有第一端和第二端，其中第二输出电容的第一端耦接第三开关的第二端，第二输出电容的第二端耦接参考地；以及第四开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第四开关的第一端耦接浮充电容的第二端，第四开关的第二端耦接参考地；其中在每个开关周期的第一时间段内，第二开关和第四开关导通，第一开关和第三开关关断；以及在所述开关周期的第二时间段内，第二开关和第四开关关断，第一开关和第三开关导通。在一个实施例中，第二开关和第四开关可包括MOSFET管，第二开关和第四开关的控制端耦接UVLO信号，当UVLO信号有效时第二开关的体二极管和第四开关的体二极管被阻断。电荷泵可进一步包括电阻控制模块，该电阻控制模块具有：第一输入端，耦接正电压输出端用于接收正输出电压；第二输入端，耦接负电压输出端用于接收负输出电压；以及输出端，耦接所述第二开关的控制端，用于根据正输出电压和负输出电压调节第二开关的串联电阻阻值。其中电阻控制模块可包括：跨导型放大电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中跨导型放大电路的第二输入端耦接参考地，跨导型放大电路的输出端耦接第二开关的控制端；第一电阻，具有第一端和第二端，其中第一端耦接正电压输出端，第二端耦接跨导型放大电路的第一输入端；第二电阻，具有第一端和第二端，其中第一端耦接负电压输出端，第二端耦接跨导型放大电路的第一输入端。电荷泵可进一步包括耦接在输入端和电感第一端之间的开关，所述开关在输入电压低于一阈值电压时关断。根据本专利技术的又一个方面，一种升压电荷泵，具有：输入端，耦接输入电压；正电压输出端，提供正输出电压；负电压输出端，提供负输出电压；所述升压电荷泵包括：电感，具有第一端和第二端，其中第一端耦接输入端；第一开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接电感的第二端，第一开关的第二端耦接参考地；第二开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接电感的第二端，第二开关的第二端耦接正电压输出端；第一输出电容，具有第一端和第二端，其中第一端耦接第二开关的第二端，第一输出电容端的第二端耦接参考地；浮充电容，具有第一端和第二端，其中第一端耦接电感的第二端；第三开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接浮充电容的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使电荷泵的负输出电压跟随正输出电压的方法，包括为电荷泵的多个开关选择不对称的串联电阻。

【技术特征摘要】
1.一种使电荷泵的负输出电压跟随正输出电压的方法，其中电荷泵包括：第一输出电容、第二输出电容和浮充电容，其中第一输出电容用于提供正输出电压，第二输出电容用于提供负输出电压；多个开关，包括第一组开关和第二组开关；其中在每个开关周期的第一时间段内，第二组开关导通，第一组开关关断，所述第一输出电容和浮充电容充电；以及在所述开关周期的第二时间段内，第一组开关导通，第二组开关关断，第二输出电容和浮充电容放电；该方法包括为电荷泵的多个开关选择不对称的串联电阻，其中包括选择所述多个开关中的一个开关的串联电阻大于其它任何一个开关的串联电阻。2.如权利要求1所述的方法，其中每个所述开关包括一个晶体管，所述串联电阻包括相应开关的导通电阻。3.如权利要求1所述的方法，进一步包括在启动阶段同时开始对第一输出电容和浮充电容进行充电。4.如权利要求1所述的方法，其中为电荷泵的多个开关选择不对称的串联电阻包括选择所述多个开关中的一个开关的串联电阻大于其它任何一个开关的串联电阻的两倍。5.如权利要求1所述的方法，其中电荷泵包括:电感，具有第一端和第二端，其中第一端耦接输入端；第一开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接电感的第二端，第一开关的第二端耦接参考地；第二开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第二开关的第一端耦接电感的第二端，第二开关的第二端输出正输出电压；第一输出电容，具有第一端和第二端，其中第一输出电容的第一端耦接第二开关的第二端，第一输出电容的第二端耦接参考地；浮充电容，具有第一端和第二端，其中浮充电容的第一端耦接电感的第二端；第三开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第三开关的第一端耦接浮充电容的第二端，第三开关的第二端输出负输出电压；第二输出电容，具有第一端和第二端，其中第二输出电容的第一端耦接第三开关的第二端，第二输出电容的第二端耦接参考地；以及第四开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第四开关的第一端耦接浮充电容的第二端，第四开关的第二端耦接参考地；所述方法进一步包括：在每个开关周期的第一时间段内，将第二开关和第四开关导通，将第一开关和第三开关关断；以及在所述开关周期的第二时间段内，将第二开关和第四开关关断，将第一开关和第三开关导通。6.如权利要求5所述的方法，其中为电荷泵的多个开关选择不对称的串联电阻通过选择第二开关的导通电阻比第一开关、第三开关和第四开关的导通电阻更高来实现。7.如权利要求5所述的方法，其中使负输出电压跟随正输出电压通过选择将一分立电阻和第二开关串联连接来实现。8.如权利要求5所述的方法，进一步包括当第一开关、第二开关、第三开关和第四开关都关断时阻断第二开关和第四开关的体二极管。9.如权利要求8所述的方法，包括将第二开关和第四开关耦接至欠压保护信号，用于当欠压保护信号为有效状态时阻断第二开关和第四开关的体二极管。10.如权利要求5所述的方法，进一步包括通过控制第二开关的控制端上的电压来控制第二开关的导通电阻，其中控制第二开关的导通电阻根据负输出电压和正输出电压来进行调节。11.如权利要求5所述的方法，进一步包括将一开关耦接在输入端和电感的第一端之间，其中当输入端的输入电压小于一阈值电压时，关断所述开关。12.如权利要求5所述的方法，进一步包括根据正输出电压和负输出电压的差值调节所述多个开关之中一个开关的串联电阻。13.一种电荷泵，具有：输入端，接收输入电压；正电压输出端，提供正输出电压；以及负电压输出端，提供负输出电压；所述电荷泵包括：电感，具有第一端和第二端，其中第一端耦接输入端；第一开关，具有第一端、第二端和控制端，其中第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘白仁，秦鸿强，杨先庆，瞿松，保罗·尤纳坦恩，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：