專利名稱：多階電荷泵以及產(chǎn)生多階電荷泵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種多階電荷泵的技術(shù)。
背景技術(shù)：
多階電荷泵例如是用以將一輸入電壓改變到另一個(gè)電壓，其中泵的階數(shù) 是多個(gè)，可以升電壓或是降電壓。 一般的多階電荷泵是由多個(gè)電容器所組成。 傳統(tǒng)的多階電荷泵，其輸出端會(huì)連接到要驅(qū)動(dòng)的負(fù)載。然而，為了有穩(wěn)定的 操作電壓，負(fù)載會(huì)與一固定的電容器并聯(lián)。此電容器又稱為穩(wěn)壓電容器。
圖1繪示傳統(tǒng)的電荷泵的電路示意圖。參閱圖1,電荷泵100是以二個(gè)電 容器102、 104與一個(gè)穩(wěn)壓電容器106所組成，其中穩(wěn)壓電容器固定與負(fù)載單 元120并聯(lián)于輸出電壓Vo與地電壓之間。電容器102、 104的電容值以Cl 與C2表示，穩(wěn)壓電容器106的電容以C3表示。
三個(gè)電容的傳統(tǒng)電荷泵，例如三個(gè)電容器的電容值都相同，C1=C2=C3。 穩(wěn)壓電容器106是固定接地，其余五個(gè)電容器端點(diǎn)連接到集成電路(IC)。此泵 可以產(chǎn)生多種電壓倍率。圖2繪示在圖1中傳統(tǒng)電荷泵的電容器連接電路， 在CbC2K:3的條件下，產(chǎn)生多種電壓倍率示意圖。電荷泵在操作上是以二 個(gè)階段進(jìn)行。圖中虛線的左邊電路是充電階段(charging phase),右邊電路是輸 出階段(outputphase)。電壓倍率例如有四種，產(chǎn)生三倍(3X)、兩倍(2X)、 一點(diǎn)五倍(1.5X)、零點(diǎn)五倍(0,5X)的倍率，分別可以由圖2(a)、圖2(b)、 圖2(c)、圖2(d)的電路產(chǎn)生。
在圖2(a)中，傳統(tǒng)電荷泵需要有一個(gè)固定的電容器做為穩(wěn)壓電容器，因 此以電容器106固定做為輸出電壓(以下也以Vo表示)的穩(wěn)壓電容器。在充電 階段時(shí)，輸入電壓(以下也以Vin表示)對(duì)電容器102(Cl)、 104(C2)充電，使 其皆存儲(chǔ)Vin的電壓。在輸出階段時(shí)，改變電容器102、 104的連接成為串聯(lián)， 且將Vin接到串聯(lián)的負(fù)壓端，另一端連接到電壓輸出端，此時(shí)Vo被升至三 倍Vin的電壓。在圖2(b)中，電容器106仍固定為Vo的穩(wěn)壓電容器。在充電階段時(shí)，Vin對(duì)電容器102(Cl)充電使其存儲(chǔ)Vin的電壓，同時(shí)將Vin接到電 容器104(C2)的負(fù)壓端。電容器104(C2)的另一端連接到輸出端，將Vo升至 兩倍Vin的電壓。在輸出階段時(shí)，Vin對(duì)電容器104 (C2)充電使其存儲(chǔ)Vin的 電壓，同時(shí)將Vin接到電容器102(Cl)的負(fù)壓端。電容器102(Cl)的另一端連 接到輸出端，將Vo頂至兩倍Vin的電壓。在圖2(c)中，電容器106(C3)固定 為Vo的穩(wěn)壓電容器。在充電階段時(shí)，Vin對(duì)串聯(lián)的電容器102、 104充電， 使其皆存儲(chǔ)0.5Vin的電壓。在輸出階段時(shí)，將Vin接到電容器102、 104并 聯(lián)電路的負(fù)壓端，并聯(lián)電路的另一端連接到輸出端，將Vo升至1.5Vin的電 壓。在圖2(d)中，電容器106(C3)固定為Vo的穩(wěn)壓電容器。在充電階段時(shí)， Vin對(duì)串聯(lián)的電容器102、 104充電使其皆存儲(chǔ)0.5Vin的電壓。在輸出階段時(shí)， 將Vin接到電容器102、 104并聯(lián)的正壓端，其另一端連接到輸出端，將Vo 往下推至0.5 Vin的電壓。此泵產(chǎn)生的電壓倍數(shù)是固定的，無(wú)法依照需求來(lái)調(diào) 整電壓倍數(shù)。
圖3繪示傳統(tǒng)的另一種電荷泵的電路示意圖。圖3與圖2不同的是三個(gè) 電容器102、 104、 106的電容值C1、 C2、 C3的比例為a: b: c,且假設(shè)a補(bǔ)邦。 如此的電荷泵也可產(chǎn)生多種倍率的電壓。在圖3(a)與圖3 (b)中，其電路與圖 2(a)、圖2(b)相似，可以產(chǎn)生三倍的電壓與兩倍電壓。在圖3(c)中，電容器106 固定為Vo的穩(wěn)壓電容器。在充電階段時(shí)，Vin對(duì)串聯(lián)的電容器102(Cl)、 104 (C2)充電使電容器102存儲(chǔ)[b/(a+b)]xVin的電壓，電容器104 (C2)存儲(chǔ) [a/(a+b)]xVin 的電壓。在輸出階段時(shí)，Vo 的電壓為 Vin-[b/(a+b)]xVin+[a/(a+b)]xVin=[2a/(a+b)]xVin。在圖2(d)中，電容器106固 定做為Vo的穩(wěn)壓電容器。在充電階段時(shí)，Vin對(duì)串聯(lián)的電容器102 (Cl)、 104 (C2)充電，使Cl存儲(chǔ)[b/(a+b)]xVin的電壓，壓電容器104 (C2)存儲(chǔ) [a/(a+b)]xVin的電壓。在輸出階段時(shí)，Vo電壓為Vin + [b/(a+b)]xVin -[a/(a+b)]xVin=[2b/(a+b)]xVin。此泵可依照所需電壓倍數(shù)來(lái)調(diào)整電容的比例。
圖4繪示傳統(tǒng)的另一種電荷泵的電路示意圖。參閱圖4,此電荷泵100 是圖1的傳統(tǒng)電荷泵的擴(kuò)充，增加一個(gè)電容器108,以產(chǎn)生更多種的電壓倍 率。四個(gè)電容器102、 104、 106、 108的電容值大小相同，即是C1《2K^C4， 其中電容器106(C4)固定做為穩(wěn)壓電容器，其一端固定接地。其余七個(gè)端點(diǎn) 接入IC。此泵可產(chǎn)生之電壓倍數(shù)例如有四倍(4X)、三倍(3X) 、 二點(diǎn)五 倍(2.5X)、兩倍(2X)、 一點(diǎn)五倍(1.5X)、 一點(diǎn)六六倍(1.66X)、 一點(diǎn)三三倍(1.33X)、零點(diǎn)六六倍(0.66X)、零點(diǎn)五倍(0.5X)、零點(diǎn)三三 倍(0.33X)等。
圖5A 5B繪示圖4的電荷泵100的各種倍率的切換電路示意圖。在圖5 A(a)中，電容器106(C4)固定為Vo的穩(wěn)壓電容器。在充電階段時(shí)，Vin對(duì)并 聯(lián)的電容器102(Cl)、 104(C2)、 108(C3)充電使其皆存儲(chǔ)Vin的電壓。在輸 出階段時(shí)，將Vin接到電容器102 (Cl)、 104 (C2)、 108 (C3)串聯(lián)的負(fù)壓端, 其另一端連接到輸出端。此時(shí)Vo被升至4Vin的電壓。在圖5A(b)中，電容 器106 (C4)固定為Vo的穩(wěn)壓電容。在充電階段時(shí)，Vin對(duì)并聯(lián)的電容器102 (Cl)、 104 (C2)、 108(C3)充電，使其皆存儲(chǔ)Vin的電壓。在輸出階段時(shí)，電 容器102(C1)、 104(C2)先并聯(lián)后再與電容器108(C3)串聯(lián)。將Vin接到并聯(lián) 的電容器102 (Cl)、 104 (C2)的負(fù)壓端，另一端則連接到輸出端。此時(shí)Vo被 升至3Vin的電壓。圖5A(c)中，在充電階段時(shí)，Vin對(duì)電容器102 (Cl)、 104 (C2)、 108(C3)充電，使電容器108(C3)存儲(chǔ)Vin的電壓，電容器102 (Cl)、 104(C2)存儲(chǔ)0.5Vin的電壓。在輸出階段時(shí)，電容器102(C1)、 104(C2)先并 聯(lián)后再與電容器108(C3)串聯(lián)，將Vin接到電容器102(Cl)、 104 (C2)并聯(lián)的 負(fù)壓端，而另一端連接到輸出端。此時(shí)Vo被升至2.5Vin的電壓。在圖5A(d) 中，在充電階段時(shí)，Vin對(duì)電容器102 (Cl)、 104 (C2)、 108 (C3)充電使其皆 存儲(chǔ)Vin的電壓。在輸出階段時(shí)，將Vin接到電容器102(Cl)、 104(C2)、 108 (C3)并聯(lián)的負(fù)壓端，其另一端連接到輸出端。此時(shí)Vo被升2Vin的電壓。在 圖5A(e)中，在充電階段時(shí)，Vin對(duì)電容器102(Cl)、 104(C2)、 108(C3)充電， 使電容器108 (C3)存儲(chǔ)Vin的電壓，電容器102 (Cl)、 104 (C2)存儲(chǔ)0.5Vin的 電壓。在輸出階段時(shí)，Vin接到電容器102(Cl)、 104(C2)并聯(lián)的正壓端，再 串接電容器108 (C3)的負(fù)壓端，另一端連接到輸出端。此時(shí)Vo為1.5Vin的 電壓。依照電容器電路的連接方式，可以產(chǎn)生其它的電壓倍率。圖5A(f)、圖 5B(g)、圖5B(h)、圖5B(i)、圖5B(j)的電路分別產(chǎn)生1.66Vin、 1.33Vin、0.66Vin、 0.5Vin、 0.33Vin等的電壓倍率，可為本領(lǐng)域技術(shù)人員所了解，不予詳細(xì)描述。
傳統(tǒng)的電荷泵，其都需要一個(gè)固定的電容器做為負(fù)載的穩(wěn)壓電器。傳統(tǒng) 的電荷泵使用相同大小之外接電容所產(chǎn)生出的電壓組合是固定的，無(wú)法針對(duì) 不同應(yīng)用電壓做最佳倍數(shù)改變，因此對(duì)于一些應(yīng)用電壓可能會(huì)有較差的效率
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種多階電荷泵與產(chǎn)生多階電荷泵的方法，可配合不同的負(fù) 載操作電壓，產(chǎn)生不同的電壓組合，如此也能提升電荷泵的效率以及較廣泛 的應(yīng)用。
本發(fā)明提供一種多階電荷泵，有一電源輸入端與一電源輸出端。多階電 荷泵包括多個(gè)電容器，每一個(gè)該電容器分別有一電容值。多個(gè)開關(guān)器連接在 這些電容器、該電源輸入端、與該電源輸出端之間。 一開關(guān)控制單元控制這 些開關(guān)器的導(dǎo)通/斷開狀態(tài)，其中對(duì)應(yīng)所要的一泵階數(shù)，組成一充電階段電路， 以對(duì)這些電容器充電，以及組成一輸出階段電路將一 電壓由電源輸出端輸出。 這些電容器的至少其一被非固定地選擇做為一穩(wěn)壓電容器。
依照本發(fā)明一實(shí)施例，在上述的多階電荷泵中，例如每一個(gè)電容器分別 的電容值都相同，又或是不全部都相同。
依照本發(fā)明一實(shí)施例，在上述的多階電荷泵中，例如其輸出階段電路包 括第一電路與第二電路。第一電路由該穩(wěn)壓電容器以外的該些電容器的至少 一部分藉由該些開關(guān)器連接所組成，在該電源輸入端與一接地端之間。第二 電路包含該穩(wěn)壓電容器，連接在該電源輸出端與該接地端之間。
依照本發(fā)明一實(shí)施例，在上述的多階電荷泵中，例如其充電階段電路包 括第一電路與第二電路。第一電路由該穩(wěn)壓電容器以外的該些電容器的至少 一部分藉由該些開關(guān)器連接所組成，該第一電路有第一連接端與該電源輸入 端連接以及第二連接端。第二電路包含該穩(wěn)壓電容器，連接在該電源輸出端 與該接地端之間，其中該電源輸出端連接到該第 一 電路的該第二連接端。
本發(fā)明提供一種產(chǎn)生多階電荷泵的方法，用以將第一電壓改變到第二電 壓。此方法包括提供多個(gè)電容器，每一個(gè)該電容器分別有一電容值，且提供 多個(gè)開關(guān)器。該些開關(guān)器連接到該些電容器，該電源輸入端與該電源輸出端 之間。從該些電容器中非固定地選擇至少其一做為一穩(wěn)壓電容器。在第一階 段時(shí)控制該些開關(guān)器，使對(duì)應(yīng)所要的一泵階數(shù)得到一充電階段電路，以允許 該第一電壓對(duì)該些電容器充電。在第二階段時(shí)控制該些開關(guān)器，使對(duì)應(yīng)所要 的該泵階數(shù)得到一輸出階段電路，將該第二電壓輸出。穩(wěn)壓電容器是在該第 二電壓與 一接地電壓之間。
為讓本發(fā)明之上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉優(yōu) 選實(shí)施例，并配合所附圖式，做詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1繪示傳統(tǒng)的電荷泵的電路示意圖。
圖2繪示在圖1中傳統(tǒng)電荷泵的電容器連接電路，在CK:2-C3的條件
下，產(chǎn)生多種電壓倍率示意圖。
圖3繪示傳統(tǒng)的另一種電荷泵的電路示意圖。
圖4繪示傳統(tǒng)的另一種電荷泵的電路示意圖。
圖5A 5B繪示圖4的電荷泵100的各種倍率的切換電路示意圖。
圖6繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，多階電荷泵的電路示意圖。
圖7A-7B繪示依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖6的多階電荷泵的多種組合示意圖。
圖8繪示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，多階電荷泵的電路示意圖。
圖9繪示依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖8的多階電荷泵的多種組合示意圖。
圖IO繪示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，多階電荷泵的電路示意圖。
圖11繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，圖IO的多階電荷泵的電路示意圖。
主要組件符號(hào)說(shuō)明100 :電荷泵
102~108 :電容器
120 :負(fù)載單元
200、 300 :多階電荷泵
202 ~208:電容器
302~306 :電容器
308 :開關(guān)器
310 :開關(guān)控制單元
400 :負(fù)載單元
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的多階電荷泵，藉由內(nèi)部開關(guān)單元的控制，無(wú)需固定其中一個(gè)電 容器做為輸出穩(wěn)壓電容器。其至少除了可以產(chǎn)生更多的電壓倍率以外，其電 壓倍率可隨時(shí)調(diào)整，不需固定在一種倍率的操作。換句話說(shuō)，藉由開關(guān)的切換的方式連接出多種電路，以產(chǎn)生不同的電壓準(zhǔn)位，增加了更多不同的電容 泵組合。又，本發(fā)明的多階電荷泵無(wú)須固定的穩(wěn)壓電容器，因此電容器可以 更有效的利用，以不同輸出電壓的需求去選擇不同的電壓倍率。
以下舉一些實(shí)施例做為本發(fā)明的說(shuō)明，但是本發(fā)明不限制在所舉實(shí)施例。
圖6繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，多階電荷泵的電路示意圖。參閱圖6,本 實(shí)施例以三個(gè)電容器為例來(lái)說(shuō)明。多階電荷泵200包含三個(gè)電容器202、 204、 206，分別有電容值C1、 C2、 C3。多階電荷泵的較詳細(xì)電路也繪示于圖11。 多階電荷泵200的多個(gè)電容器，沒(méi)有固定何者是穩(wěn)壓電容器，因此三個(gè)電容 器202、 204、 206都可以做所需要的組合，其中從電容器中依需要選擇出至 少 一個(gè)電容來(lái)當(dāng)作穩(wěn)壓電容器。
圖7A-7B繪示依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖6的多階電荷泵的多種組合示意 圖。參閱圖7A與圖7B，由于本發(fā)明無(wú)須固定使用一個(gè)電容器做為穩(wěn)壓電容 器，因此會(huì)有更多種組合。在此，三個(gè)電容器202(C1)、 204(C2)、 206(C3)的 電容值大小比例為C1: C2: C3 = a : b : c,其中a、 b、 c可以相等或是 不全部相等，例如a M^c。在圖7A與圖7B所產(chǎn)生的電壓倍率例如有(a)到(h)
的8種，分別為三倍、兩倍，[2a/(a+b)]倍，[2b/(a+b)]倍，[2c/(b+c)]倍，[2b/(b+c)] 倍，[2a/(c+a)]倍，[2c/(c+a)]倍。
在圖7A(a)中，例如以電容器206(C3)做為Vo的穩(wěn)壓電容器。在充電階 段時(shí)，Vin對(duì)電容器202 (Cl)、 204(C2)充電使其皆存儲(chǔ)Vin的電壓。在輸出 階段時(shí)，將Vin接到電容器202 (Cl)、 204(C2)串聯(lián)電路的負(fù)端，串聯(lián)電路的 另一端連接到輸出端。此時(shí)Vo被升至3Vin的電壓。在圖7A(b)中，例如以 電容器206(C3)做為Vo的穩(wěn)壓電容器。在充電階段時(shí)，Vin對(duì)電容器202 (Cl) 充電使其存儲(chǔ)Vin的電壓。同時(shí)將Vin接到電容器204(C2)的負(fù)壓端，電容器 204(C2)的另一端連接到輸出端。將Vo升至兩倍Vin電壓。在輸出階段時(shí)， Vin對(duì)電容器204(C2)充電使其存儲(chǔ)Vin的電壓。同時(shí)將Vin接到的電容器202 (Cl)負(fù)壓端，電容器202(C1)的另一端連接到輸出端，將Vo升至2Vin電壓。 在圖7A(c)中，仍例如選取電容器206(C3)做為Vo的穩(wěn)壓電容器。在充電階 段時(shí)，Vin對(duì)串聯(lián)的電容器202 (Cl)、 204(C2)充電，使電容器202 (Cl)存儲(chǔ) [b/(a+b)]xVin的電壓，電容器204(C2)存儲(chǔ)[a/(a+b)]xVin的電壓。在輸出階段 時(shí)，Vo電壓為[2a/(a+b)]xVin的電壓。在圖7A(d)中，輸出端也可以得到 [2b/(a+b)]xVin的電壓。同理選取不同電容器做為穩(wěn)壓，在圖7B(e)到圖7B(h)的方式可以得到多種泵電壓倍率，例如[2c/(b+c)]倍，[2b/(b+c)]倍，[2a/(c+a)] 倍，[2c/(c+a)]倍。因?yàn)榉€(wěn)壓電容器不固定為電容器206，所以可以產(chǎn)生更多 種電壓倍數(shù)。又，如果三個(gè)電容器的電容值大小不相同，則使電壓倍數(shù)更有 變化。
圖8繪示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，多階電荷泵的電路示意圖。參閱圖8， 本實(shí)施例是以四個(gè)電容器為例來(lái)組成多階電荷泵。四個(gè)電容器202(Cl)、 204(C2)、 206(C3)、 208(C4)的電容值大小比例為Cl: C2: C3: C4 = a : b : c : d，其中a、 b、 c、 d可以相等或是不全部相等， 一般例如是a^b對(duì)^i。 此多階電荷泵可產(chǎn)生多種電壓倍數(shù)，例如四倍、三倍、兩倍、[2+2a/(a+b)]倍、 [2ab/(ac+bc+ab)]倍、[(2ab+2ac)/( ac+bc+ab)]倍…等的電壓倍數(shù)。
圖9繪示依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖8的多階電荷泵的多種組合示意圖。 在此需要先說(shuō)明的情形是，如果選取至少一個(gè)電容器來(lái)串聯(lián)，例如以二個(gè)電 容器串聯(lián)當(dāng)作穩(wěn)壓電容器，則其與圖6的三個(gè)電容器是類似的機(jī)制。然而以 下實(shí)施例，例如不固定地選取其中 一個(gè)電容器為例做為穩(wěn)壓電容器來(lái)描述， 其中例如是選擇電容器208(C4)做為穩(wěn)壓電容器。參閱圖9A(a)、圖9A(b)、 圖9A(c)，其分別可以產(chǎn)生4倍、3倍與2倍的電壓倍數(shù)。另外，多階電荷泵 還有其它多種的組合，例如圖9A(d)、圖9A(e)、圖9A(f)也可以產(chǎn)生[2+2a/(a+b)] 倍、[2ab/(ac+bc+ab)]倍、[(2ab+2ac)/( ac+bc+ab)]倍的電壓倍數(shù)。
例如在圖9A(d)中，選取208(C4)為穩(wěn)壓電容器。在充電階段時(shí)，Vin對(duì) 電容器202(C1)、 204(C2)、 206(C3)充電，使電容器202(Cl)存儲(chǔ)[b/(a+b)]xVin 的電壓，電容器204(C2)存儲(chǔ)[a/(a+b)]xVin的電壓。電容器206(C3)存儲(chǔ)Vin 電壓。在輸出階段時(shí)，Vin接到電容器204(C2)與206(C3)串聯(lián)的電路的負(fù)壓 端，再串接電容器202(C1)的正壓端，串聯(lián)電路的另一端連接到輸出端。此時(shí) Vo為[2+2a/(a+b)]xVin的電壓。但經(jīng)由選取不同電容器做為穩(wěn)壓電容器，則 可得到更多種不同電壓倍數(shù)。
在圖9(e)中，依照電路的安排，Vo是[2ab/(ac+bc+ab)]xVin。在圖9(f)中， 依照另一種電路的安排，Vo是[(2ab+2ac)/(ac+bc+ab)]xVin。若改變電容器的 順序，則對(duì)對(duì)應(yīng)可產(chǎn)生更多種電壓倍數(shù)。
圖10繪示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，多階電荷泵的電路示意圖。參閱圖10, 根據(jù)上述本發(fā)明的設(shè)計(jì)方式，多階電荷泵300可以是有多個(gè)電容器302、 304....306,分別有電容值Cl、 C2.......Cn。藉由不固定地選取這些電容器302、 304....306之至少其一做為穩(wěn)壓電器，則可以達(dá)到所要泵的電壓倍數(shù)。
圖11繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，圖10的多階電荷泵的電路示意圖。參 閱圖11，多階電荷泵300包括多個(gè)電容器302、 304...306，分別有電容值C1、 C2…Cn。電源輸入端與電源輸出端依電路的安排來(lái)選取，其中電源輸出端例 如是Vout，與一負(fù)載400連接。電源輸入端例如可以選擇電容器的一端，與 輸入電壓Vin連接。多個(gè)開關(guān)器308連接在這些電容器、電源輸入端、電源 輸出端之間。開關(guān)控制單元310控制這些開關(guān)器308的導(dǎo)通/斷開狀態(tài)。對(duì)應(yīng) 所要的一泵階數(shù)，可以組成一充電階段電路，以將電容器充電，以及組成一 輸出階段電路將改變倍率后的 一 電壓經(jīng)由電源輸出端Vout輸出。這些電容器 302、 304...306的至少其一被非固定地選擇做為一穩(wěn)壓電容器。
本發(fā)明的多階電荷泵的電容器可以藉由開關(guān)控制單元310控制這些開關(guān) 器308選擇至少一個(gè)電容器做為一穩(wěn)壓電容器，以對(duì)應(yīng)電壓泵階數(shù)分別構(gòu)成 充電階段電路與輸出階段電路。本發(fā)明的多階電荷泵因此有較多的電壓倍數(shù)， 因應(yīng)驅(qū)動(dòng)負(fù)載400所需要的電壓。
本發(fā)明就方法而言，也提供一種產(chǎn)生多階電荷泵的方法，用以將第一電 壓改變到第二電壓。此方法包括提供多個(gè)電容器，每一個(gè)該電容器分別有一 電容值，且提供多個(gè)開關(guān)器。該些開關(guān)器連接到該些電容器，該電源輸入端 與該電源輸出端之間。從該些電容器中非固定地選擇至少其一做為一穩(wěn)壓電 容器。在第一階段時(shí)控制該些開關(guān)器，使對(duì)應(yīng)所要的一泵階數(shù)得到一充電階 段電路，以允許該第一電壓對(duì)該些電容器充電。在第二階段時(shí)控制該些開關(guān) 器，使對(duì)應(yīng)所要的該泵階數(shù)得到一輸出階段電路，將該第二電壓輸出。穩(wěn)壓 電容器是在該第二電壓與一接地電壓之間。
雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何 本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許之更動(dòng)與潤(rùn) 飾，因此本發(fā)明之保護(hù)范圍當(dāng)視后附之申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種多階電荷泵，有一電源輸入端與一電源輸出端，包括多個(gè)電容器，每一個(gè)該電容器分別有一電容值；多個(gè)開關(guān)器，連接在該些電容器、該電源輸入端、與該電源輸出端之間；以及一開關(guān)控制單元，控制該些開關(guān)器的導(dǎo)通/斷開狀態(tài)，其中對(duì)應(yīng)所要的一泵階數(shù)得到一充電階段電路，以對(duì)這些電容器充電，以及得到一輸出階段電路將一電壓由該電源輸出端輸出，其中該些電容器的至少其一被非固定地選擇做為一穩(wěn)壓電容器。
2. 如權(quán)利要求1所述的多階電荷泵，其中每一個(gè)該電容器分別的該電容 值都相同。
3. 如權(quán)利要求1所述的多階電荷泵，其中該些電容器的該些電容值不全 部都相同。
4. 如權(quán)利要求1所述的多階電荷泵，其中該些電容器的數(shù)量是至少三個(gè)。
5. 如權(quán)利要求1所述的多階電荷泵，其中該輸出階段電路包括 第一電路，由該穩(wěn)壓電容器以外的該些電容器的至少一部分藉由該些開關(guān)器連接所組成，在該電源輸入端與一接地端之間；以及第二電路，包含該穩(wěn)壓電容器，連接在該電源輸出端與該接地端之間。
6. 如權(quán)利要求1所述的多階電荷泵，其中該充電階段電路包括 第一電路，由該穩(wěn)壓電容器以外的該些電容器的至少一部分藉由該些開關(guān)器連接所組成，該第 一 電路有第 一連接端與該電源輸入端連接以及第二連 接端；以及第二電路，包含該穩(wěn)壓電容器，連接在該電源輸出端與該接地端之間， 其中該電源輸出端連接到該第一電路的該第二連接端。
7. 如權(quán)利要求1所述的多階電荷泵，其中該電源輸出端是藉由該些開關(guān) 器與該穩(wěn)壓電容器連接，且與一外部負(fù)載電路連接。
8. —種產(chǎn)生多階電荷泵的方法，用以將第一電壓改變到第二電壓，該方 法包括提供多個(gè)電容器，每一個(gè)該電容器分別有一電容值； 提供多個(gè)開關(guān)器；連接該些開關(guān)器到該些電容器，該電源輸入端與該電源輸出端之間；從該些電容器中非固定地選擇至少其一 ，做為一穩(wěn)壓電容器；在第 一 階段控制該些開關(guān)器，使對(duì)應(yīng)所要的 一 泵階數(shù)得到一充電階段電路，以允許該第一電壓對(duì)該些電容器充電；在第二階段控制該些開關(guān)器，使對(duì)應(yīng)所要的該泵階數(shù)得到 一輸出階段電路，將該第二電壓輸出，其中該穩(wěn)壓電容器是在該第二電壓與一接地電壓之間。
9. 如權(quán)利要求8所述的產(chǎn)生多階電荷泵的方法，其中提供該些電容器的 該步驟中，每一個(gè)該電容器分別的該電容值都相同。
10. 如權(quán)利要求8所迷的產(chǎn)生多階電荷泵的方法，其中提供該些電容器的 該步驟中，該些電容器的該些電容值不全部都相同。
11. 如權(quán)利要求8所述的產(chǎn)生多階電荷泵的方法，其中提供該些電容器的 該步驟中，該些電容器的數(shù)量是至少三個(gè)。
12. 如權(quán)利要求8所述的產(chǎn)生多階電荷泵的方法，其中得到該輸出階段電 路的方法包括將該穩(wěn)壓電容器以外的該些電容器的至少一部分藉由該些開關(guān)器連接成 第一電路，且連接在該電源輸入端與一接地端之間；以及將該穩(wěn)壓電容器連接在該電源輸出端與該接地端之間，構(gòu)成第二電路。
13. 如權(quán)利要求8所述的產(chǎn)生多階電荷泵的方法，其中得到該充電階段電 路的方法包括將該穩(wěn)壓電容器以外的該些電容器的至少一部分藉由該些開關(guān)器連接成 第 一 電路，該第 一 電路有第 一連接端與該電源輸入端連接以及第二連接端； 以及將該穩(wěn)壓電容器連接在該電源輸出端與該接地端之間，構(gòu)成第二電路。
14. 如權(quán)利要求8所述的產(chǎn)生多階電荷泵的方法，還包括將該電源輸出端 藉由該些開關(guān)器與該穩(wěn)壓電容器連接，且連接一外部負(fù)載電路。
全文摘要
一種多階電荷泵，有一電源輸入端與一電源輸出端。多階電荷泵包括多個(gè)電容器，每一個(gè)該電容器分別有一電容值。多個(gè)開關(guān)器連接在這些電容器、該電源輸入端、與該電源輸出端之間。一開關(guān)控制單元控制這些開關(guān)器的導(dǎo)通/斷開狀態(tài)，其中對(duì)應(yīng)所要的一泵階數(shù)(pumping level)，組成一充電階段電路，以對(duì)這些電容器充電，以及組成一輸出階段電路將一電壓由電源輸出端輸出。這些電容器的至少其一被非固定地選擇做為一穩(wěn)壓電容器。
文檔編號(hào)H02M3/07GK101567625SQ20081009358
公開日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日
發(fā)明者謝致遠(yuǎn), 鄭嵐瑄 申請(qǐng)人:聯(lián)詠科技股份有限公司