專利名稱：電荷泵電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電荷泵電路。
背景技術(shù)：
對(duì)現(xiàn)有電荷泵電路的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖5是表示現(xiàn)有的電荷泵電路的圖。
電荷泵電路具有分壓電路23、基準(zhǔn)電壓電路28、比較電路22、振 蕩電路20和升壓電路21。
下面，說明現(xiàn)有電荷泵電路的動(dòng)作。
升壓電路21根據(jù)從振蕩電路20輸出的泵浦脈沖而進(jìn)行升壓動(dòng)作， 并輸出升壓電壓Vout。分壓電路23對(duì)升壓電壓Vout進(jìn)行分壓，并輸出 分壓電壓Vfbl?；鶞?zhǔn)電壓電路28輸出基準(zhǔn)電壓Vrefl。比較電路22對(duì)分 壓電壓Vfbl和基準(zhǔn)電壓Vrefl進(jìn)行比較，并進(jìn)行動(dòng)作(進(jìn)行反饋控制)， 以使分壓電壓Vfbl與基準(zhǔn)電壓Vrefl —致、升壓電壓Vout成為希望的電 壓，并且，當(dāng)分壓電壓Vfbl由于負(fù)荷(未圖示)而小于基準(zhǔn)電壓Vrefl 時(shí)(升壓電壓Vout小于希望的電壓時(shí))，控制振蕩電路20，以使振蕩電 路20動(dòng)作，而當(dāng)分壓電壓Vfbl為基準(zhǔn)電壓Vrefl以上時(shí)(升壓電壓Vout 為希望的電壓以上時(shí))，控制振蕩電路20，以使振蕩電路20停止動(dòng)作。 振蕩電路20在動(dòng)作時(shí)輸出泵浦脈沖，使升壓電路21進(jìn)行升壓動(dòng)作，在 振蕩電路20停止動(dòng)作時(shí)不輸出泵浦脈沖。在此，分壓電路23、基準(zhǔn)電壓 電路28和比較電路22作為檢測(cè)電壓的電壓檢測(cè)電路51而發(fā)揮作用(例 如參照專利文獻(xiàn)1 2)。
專利文獻(xiàn)1日本特開2004—259405號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開2006 — 136134號(hào)公報(bào)
但是，由于在從電荷泵電路的輸出端子到振蕩電路20的反饋系統(tǒng)中存在寄生電容等，所以有時(shí)在反饋控制中發(fā)生延遲，在電荷泵電路的輸 出端子處產(chǎn)生過沖。因此，在產(chǎn)生過沖后，升壓電壓Vout從過沖后的電 壓到達(dá)希望電壓的時(shí)間變長(zhǎng)，從而穩(wěn)定時(shí)間(settling time)(升壓電壓 Vout到達(dá)希望電壓的時(shí)間)變長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述課題而提出的，其目的在于，提供一種可以縮 短穩(wěn)定時(shí)間的電荷泵電路。
為了解決上述課題，本發(fā)明提供一種電荷泵電路，其特征是具有 升壓電路，其根據(jù)從振蕩電路輸出的泵浦脈沖來進(jìn)行升壓動(dòng)作，并輸出 升壓電壓；電壓檢測(cè)電路，其進(jìn)行動(dòng)作，使所述升壓電壓成為希望的電 壓，當(dāng)所述升壓電壓小于所述希望的電壓時(shí)，控制所述振蕩電路，使所 述振蕩電路動(dòng)作，當(dāng)所述升壓電壓為所述希望的電壓以上時(shí)，控制所述 振蕩電路，使所述振蕩電路停止動(dòng)作；所述振蕩電路，其在動(dòng)作時(shí)輸出 所述泵浦脈沖，以使所述升壓電路進(jìn)行升壓動(dòng)作，在動(dòng)作停止時(shí)不輸出 所述泵浦脈沖；以及放電電路，其在所述升壓電壓小于過沖電壓時(shí)，使 電荷泵電路的輸出端子不放電，在所述升壓電壓為所述過沖電壓以上時(shí)， 使電荷泵電路的輸出端子放電。
在本發(fā)明中，當(dāng)升壓電壓升高并成為過沖電壓以上時(shí)，電荷泵電路 的輸出端子放電，所以過沖后的升壓電壓容易變低，使升壓電壓從過沖 后的電壓到達(dá)希望的電壓的時(shí)間變短，穩(wěn)定時(shí)間變短。


圖1是表示電荷泵電路的圖。
圖2是表示電荷泵電路的圖。
圖3是表示電荷泵電路的圖。
圖4是表示電荷泵電路的圖。
圖5是表示現(xiàn)有的電荷泵電路的圖。
符號(hào)說明20振蕩電路；21升壓電路；22、 27比較電路；23、 26分壓電路； Tl晶體管；28、 29基準(zhǔn)電壓電路。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
首先，說明電荷泵電路的結(jié)構(gòu)。圖l是表示電荷泵電路的圖。
電荷泵電路具有分壓電路23、基準(zhǔn)電壓電路28、比較電路22、振 蕩電路20和升壓電路21。另外，電荷泵電路具有分壓電路26、基準(zhǔn)電 壓電路29、比較電路27和晶體管T1。
分壓電路23設(shè)在電荷泵電路的輸出端子與接地端子之間。基準(zhǔn)電壓 電路28設(shè)在比較電路22的反相輸入端子和接地端子之間。比較電路22 的非反相輸入端子與分壓電路23的輸出端子連接，輸出端子與振蕩電路 20的輸入端子連接。振蕩電路20的輸出端子與升壓電路的輸入端子連接。 升壓電路21的輸出端子與電荷泵電路的輸出端子連接。
分壓電路26設(shè)在電荷泵電路的輸出端子和接地端子之間?；鶞?zhǔn)電壓 電路29設(shè)在比較電路27的反相輸入端子和接地端子之間。比較電路27 的非反相輸入端子與分壓電路26的輸出端子連接,輸出端子與晶體管Tl 的柵極連接。晶體管T1的源極與接地端子連接，漏極與電荷泵電路的輸 出端子連接。
這里，分壓電壓Vfbl與基準(zhǔn)電壓Vrefl相等時(shí)的升壓電壓Vout為希 望的電壓，通過對(duì)分壓電壓Vfbl和基準(zhǔn)電壓Vrefl進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，來確 定希望的電壓。并且，分壓電壓Vfb2與基準(zhǔn)電壓Vref2相等時(shí)的升壓電 壓Vout為過沖電壓，通過對(duì)分壓電壓Vfb2和基準(zhǔn)電壓Vref2進(jìn)行電路設(shè) 計(jì)，來確定過沖電壓。另外，過沖電壓高于希望的電壓。
下面，說明電荷泵電路的動(dòng)作。
升壓電路21根據(jù)從振蕩電路20輸出的泵浦脈沖而進(jìn)行升壓動(dòng)作， 并輸出升壓電壓Vout。分壓電路23對(duì)升壓電壓Vout進(jìn)行分壓，并輸出 分壓電壓Vfbl?；鶞?zhǔn)電壓電路28輸出基準(zhǔn)電壓Vrefl。比較電路22對(duì)分 壓電壓Vfbl和基準(zhǔn)電壓Vrefl進(jìn)行比較，并進(jìn)行動(dòng)作(進(jìn)行反饋控制)，以使分壓電壓Vfbl與基準(zhǔn)電壓Vrefl —致、升壓電壓Vout成為希望的電 壓，另外，當(dāng)分壓電壓Vfbl由于負(fù)荷(未圖示)而小于基準(zhǔn)電壓Vrefl 時(shí)(升壓電壓Vout小于希望的電壓時(shí))，控制振蕩電路20，以使振蕩電 路20動(dòng)作，而當(dāng)分壓電壓Vfbl為基準(zhǔn)電壓Vrefl以上時(shí)(升壓電壓Vout 為希望的電壓以上時(shí))，控制振蕩電路20，以使振蕩電路20停止動(dòng)作。 振蕩電路20在振蕩電路20動(dòng)作時(shí)輸出泵浦脈沖，使升壓電路21進(jìn)行升 壓動(dòng)作，在振蕩電路20停止動(dòng)作時(shí)不輸出泵浦脈沖。在此，分壓電路23、 基準(zhǔn)電壓電路28和比較電路22作為檢測(cè)電壓的電壓檢測(cè)電路41而發(fā)揮 作用。
另外，分壓電路26對(duì)升壓電壓Vout進(jìn)行分壓，并輸出分壓電壓Vfb2。 基準(zhǔn)電壓電路29輸出基準(zhǔn)電壓Vref2。比較電路27對(duì)分壓電壓Vfb2和 基準(zhǔn)電壓Vref2進(jìn)行比較，當(dāng)分壓電壓Vfb2小于基準(zhǔn)電壓Vref2時(shí)(升 壓電壓Vout小于過沖電壓時(shí))，控制晶體管Tl使其截止，當(dāng)分壓電壓 Vfb2為基準(zhǔn)電壓Vref2以上時(shí)(升壓電壓Vout為過沖電壓以上時(shí))，控 制晶體管Tl使其導(dǎo)通。晶體管Tl在分壓電壓Vfb2小于基準(zhǔn)電壓Vref2 時(shí)截止，在分壓電壓Vfb2為基準(zhǔn)電壓Vref2以上時(shí)導(dǎo)通，從而使電荷泵 電路的輸出端子放電。在此，分壓電路26、基準(zhǔn)電壓電路29、比較電路 27和晶體管Tl作為能夠使電荷泵電路的輸出端子放電的放電電路42而 發(fā)揮作用。
在此，當(dāng)晶體管T1導(dǎo)通時(shí)，升壓電壓Vout下降，當(dāng)升壓電壓Vout 小于過沖電壓時(shí)，晶體管T1立即截止。
這樣，在升壓電壓Vcmt升高并達(dá)到過沖電壓以上時(shí)，晶體管T1導(dǎo) 通，以使電荷泵電路的輸出端子放電，所以過沖后的升壓電壓Vout容易 變低，升壓電壓Vout從過沖后的電壓到達(dá)希望的電壓的時(shí)間變短，穩(wěn)定 時(shí)間變短。
另外，當(dāng)分壓電壓Vfbl為基準(zhǔn)電壓Vrefl以上時(shí)，振蕩電路20停 止動(dòng)作，所以電荷泵電路的功耗減小。
另外，不是通過減小分壓電路23和分壓電路26的電阻值，而是通 過使晶體管T1導(dǎo)通，來使電荷泵電路的輸出端子放電。因此，可以增大分壓電路23和分壓電路26的電阻值，無需減小分壓電路23和分壓電路 26的電阻值來進(jìn)行提高升壓電路21的能力的電路設(shè)計(jì)。從而，可使面積 和功耗變小。
另外，當(dāng)過沖電壓接近希望的電壓時(shí)，晶體管T1相應(yīng)地導(dǎo)通，這樣 容易使電荷泵電路的輸出端子放電，所以升壓電壓Vout從過沖后的電壓 到達(dá)希望的電壓的時(shí)間變短，穩(wěn)定時(shí)間變短。
此外，如果晶體管T1的驅(qū)動(dòng)能力增大，則放電的速度加快，所以升 壓電壓Vout從過沖后的電壓達(dá)到希望的電壓的時(shí)間變短，穩(wěn)定時(shí)間變短。
并且，如圖2所示，也可以在電荷泵電路的輸出端子和分壓電路23 的輸出端子之間設(shè)置電容Cl。這樣，比較電路22的反應(yīng)速度加快，所 以可適當(dāng)?shù)乜刂粕龎弘妷篤out，使升壓電壓Vout容易成為希望的電壓， 穩(wěn)定時(shí)間變短。
另外，如圖2所示，也可以在分壓電路26的輸出端子和接地端子之 間設(shè)置電容C2。這樣，升壓電壓Vout的脈動(dòng)成分被去除，比較電路27 的誤動(dòng)作減少，所以可適當(dāng)?shù)乜刂粕龎弘妷篤out，使升壓電壓Vout容易 成為希望的電壓，穩(wěn)定時(shí)間變短。
并且，如圖2所示，還可以在振蕩電路20的輸出端子和升壓電路 21的輸入端子之間，設(shè)置具有緩沖器(未圖示)并能夠驅(qū)動(dòng)泵浦脈沖的 時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)電路24，并在時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)電路24中設(shè)置限制電路25，該限制電 路25用于將從時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)電路24輸出的驅(qū)動(dòng)后的泵浦脈沖的波高值限制 為預(yù)定值。這樣，即使電源電壓變動(dòng)升高，但由于泵浦脈沖的波高值小 于預(yù)定值，泵浦脈沖的脈動(dòng)不增加，所以可適當(dāng)?shù)乜刂粕龎弘妷篤out， 使升壓電壓Vout容易成為希望的電壓，穩(wěn)定時(shí)間變短。
另外，在圖1中，分壓電路23和分壓電路26分別輸出分壓電壓Vfbl 和分壓電壓Vfb2，但也可以如圖3所示，由一個(gè)分壓電路61輸出分壓電 壓Vfbl和分壓電壓Vfb2。
并且，在圖2中，分壓電路23和分壓電路26分別輸出分壓電壓Vfbl 和分壓電壓Vfb2，但也可以如圖4所示，由一個(gè)分壓電路61輸出分壓電 壓Vfbl和分壓電壓V化2。此時(shí)，去除電容C1 C2，在電荷泵電路的輸出端子和比較電路27的非反相輸入端子之間追加電容C3，在接地端子 和比較電路22的非反相輸入端子之間追加電容C4。
另外，設(shè)有基準(zhǔn)電壓電路28和基準(zhǔn)電壓電路29，不過也可以設(shè)置 一個(gè)基準(zhǔn)電壓電路(未圖示)。此時(shí)，在比較電路22和比較電路27所使 用的基準(zhǔn)電壓不同時(shí)，由分壓電路(未圖示)等生成兩個(gè)基準(zhǔn)電壓。
權(quán)利要求
1. 一種電荷泵電路，其特征在于，所述電荷泵電路具有升壓電路，其根據(jù)從振蕩電路輸出的泵浦脈沖來進(jìn)行升壓動(dòng)作，并輸出升壓電壓；電壓檢測(cè)電路，其進(jìn)行動(dòng)作，使所述升壓電壓成為希望的電壓，當(dāng)所述升壓電壓小于所述希望的電壓時(shí)，控制所述振蕩電路，使所述振蕩電路動(dòng)作，當(dāng)所述升壓電壓為所述希望的電壓以上時(shí)，控制所述振蕩電路，使所述振蕩電路停止動(dòng)作；所述振蕩電路，其在動(dòng)作時(shí)輸出所述泵浦脈沖，以使所述升壓電路進(jìn)行升壓動(dòng)作，在動(dòng)作停止時(shí)不輸出所述泵浦脈沖；以及放電電路，其在所述升壓電壓小于過沖電壓時(shí)，使電荷泵電路的輸出端子不放電，在所述升壓電壓為所述過沖電壓以上時(shí)，使電荷泵電路的輸出端子放電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電荷泵電路，其特征在于，所述電荷泵電 路具有時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)電路，其設(shè)置在所述振蕩電路的輸出端子和所述升壓電路 的輸入端子之間，該時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)電路具有緩沖器，并驅(qū)動(dòng)所述泵浦脈沖； 以及限制電路，其設(shè)置在所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)電路中，將從所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)電路 輸出的驅(qū)動(dòng)后的所述泵浦脈沖的波高值限制為預(yù)定值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電荷泵電路，其特征在于，所述電壓檢測(cè) 電路具有第一分壓電路，其對(duì)所述升壓電壓進(jìn)行分壓，并輸出第一分壓電壓；第一基準(zhǔn)電壓電路，其輸出第一基準(zhǔn)電壓；以及第一比較電路，其對(duì)所述第一分壓電壓和所述第一基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比 較，并進(jìn)行動(dòng)作，使所述第一分壓電壓與所述第一基準(zhǔn)電壓一致、所述 升壓電壓成為希望的電壓，當(dāng)所述第一分壓電壓小于所述第一基準(zhǔn)電壓、 所述升壓電壓小于所述希望的電壓時(shí)，控制所述振蕩電路，使所述振蕩電路進(jìn)行動(dòng)作，當(dāng)所述第一分壓電壓為所述第一基準(zhǔn)電壓以上、所述升 壓電壓為所述希望的電壓以上時(shí)，控制所述振蕩電路，使所述振蕩電路 停止動(dòng)作，所述放電電路具有第二分壓電路，其對(duì)所述升壓電壓進(jìn)行分壓，并輸出第二分壓電壓; 第二基準(zhǔn)電壓電路，其輸出第二基準(zhǔn)電壓；第二比較電路，其對(duì)所述第二分壓電壓和所述第二基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比 較，當(dāng)所述第二分壓電壓小于所述第二基準(zhǔn)電壓、所述升壓電壓小于過 沖電壓時(shí)，控制晶體管，使所述晶體管截止，當(dāng)所述第二分壓電壓為所 述第二基準(zhǔn)電壓以上、所述升壓電壓為所述過沖電壓以上時(shí)，控制所述 晶體管，使所述晶體管導(dǎo)通；以及所述晶體管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電荷泵電路，其特征在于，所述電荷泵電 路具有設(shè)置在電荷泵電路的輸出端子和所述第一分壓電路的輸出端子之 間的電容。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電荷泵電路，其特征在于，所述電荷泵電 路具有設(shè)置在所述第二分壓電路的輸出端子和接地端子之間的電容。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電荷泵電路，其特征在于，所述電壓檢測(cè) 電路具有分壓電路，其對(duì)所述升壓電壓進(jìn)行分壓，并輸出第一分壓電壓和第 二分壓電壓；第一基準(zhǔn)電壓電路，其輸出第一基準(zhǔn)電壓；以及第一比較電路，其對(duì)所述第一分壓電壓和所述第一基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比 較，并進(jìn)行動(dòng)作，使所述第一分壓電壓與所述第一基準(zhǔn)電壓一致、所述 升壓電壓成為希望的電壓，當(dāng)所述第一分壓電壓小于所述第一基準(zhǔn)電壓、 所述升壓電壓小于所述希望的電壓時(shí)，控制所述振蕩電路，使所述振蕩 電路動(dòng)作，當(dāng)所述第一分壓電壓為所述第一基準(zhǔn)電壓以上、所述升壓電 壓為所述希望的電壓以上時(shí)，控制所述振蕩電路，使所述振蕩電路停止 動(dòng)作，所述放電電路具有 所述分壓電路；第二基準(zhǔn)電壓電路，其輸出第二基準(zhǔn)電壓；第二比較電路，其對(duì)所述第二分壓電壓和所述第二基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比 較，當(dāng)所述第二分壓電壓小于所述第二基準(zhǔn)電壓、所述升壓電壓小于過 沖電壓時(shí)，控制晶體管，使所述晶體管截止，當(dāng)所述第二分壓電壓為所 述第二基準(zhǔn)電壓以上、所述升壓電壓為所述過沖電壓以上時(shí)，控制所述晶體管，使所述晶體管導(dǎo)通；以及 所述晶體管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電荷泵電路，其特征在于，所述電荷泵電 路具有設(shè)置在電荷泵電路的輸出端子和所述分壓電路的第一輸出端子之 間的電容。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電荷泵電路，其特征在于，所述電荷泵電 路具有設(shè)置在所述分壓電路的第二輸出端子和接地端子之間的電容。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可縮短穩(wěn)定時(shí)間的電荷泵電路。當(dāng)升壓電壓Vout升高并成為過沖電壓以上時(shí)，晶體管T1導(dǎo)通，電荷泵電路的輸出端子放電，所以過沖后的升壓電壓Vout容易變低，使升壓電壓Vout從過沖后的電壓到達(dá)希望的電壓的時(shí)間變短，穩(wěn)定時(shí)間變短。
文檔編號(hào)H02M3/07GK101534049SQ20091000392
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月23日
發(fā)明者宇都宮文靖, 川島楠 申請(qǐng)人:精工電子有限公司