電荷泵浦模塊及其電壓產生方法
【專利摘要】一種電荷泵浦模塊，包括一倍率控制電路以及一電荷泵浦電路。倍率控制電路根據(jù)一控制信號來提供一升壓倍率。倍率控制電路包括至少兩個具有不同升壓倍率的倍率產生電路。并且，倍率控制電路根據(jù)控制信號動態(tài)地切換倍率產生電路來調整所提供的升壓倍率。電荷泵浦電路耦接至倍率控制電路。電荷泵浦電路用以接收一輸入電壓，并且根據(jù)倍率控制電路所提供的升壓倍率將輸入電壓轉換為一輸出電壓。另外，一種電荷泵浦模塊的電壓產生方法亦被提出。
【專利說明】電荷泵浦模塊及其電壓產生方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明是有關于一種電壓產生模塊及其電壓產生方法，且特別是有關于一種電荷泵浦(charge pump)模塊及其電壓產生方法。
【背景技術】
[0002]在電子電路中，往往需要各種不同電平的電源電壓以供電路使用，因此常配置電荷泵浦電路，以便利用現(xiàn)有的電源電壓來產生各種不同電平的電源電壓。電荷泵浦電路是以某一預設倍率將其輸入電壓電平調升(或調降)，以產生不同電平的電壓。因此，電荷泵浦電路的輸出電壓電平便與其輸入電壓息息相關。
[0003]然而，為了電荷泵浦電路可以適用于各種環(huán)境(亦即在設計電荷泵浦電路時可能無法確定其輸入電壓)，而依然可以產生相同預期的輸出電壓，一般是利用電壓檢測電路先檢測所接收的輸入電壓，并據(jù)此決定預設的升壓倍率，以將輸出電壓電平調整至額定電壓，然后才由電荷泵浦產生額定輸出電壓。以此種方式所決定的升壓倍率通常只能從數(shù)個預設的倍率之中選擇其一，無法根據(jù)實際設計需求來調整升壓倍率，因此，額定輸出電壓可能會比下一級電路實際所需的電壓還要高，從而造成電力的浪費。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明提供一種電荷泵浦模塊，可適應性地調整其升壓倍率(boost ratio)以達到省電的目的。
[0005]本發(fā)明提供一種電荷泵浦模塊的電壓產生方法，可適應性地調整電荷泵浦模塊的升壓倍率以達到省電的目的。
[0006]本發(fā)明提供一種電荷泵浦模塊，包括一倍率控制電路以及一電荷泵浦電路。倍率控制電路根據(jù)一控制信號來提供一升壓倍率。倍率控制電路包括至少兩個具有不同升壓倍率的倍率產生電路。并且，倍率控制電路根據(jù)控制信號動態(tài)地切換倍率產生電路來調整所提供的升壓倍率。電荷泵浦電路耦接至倍率控制電路。電荷泵浦電路用以接收一輸入電壓，并且根據(jù)倍率控制電路所提供的升壓倍率將輸入電壓轉換為一輸出電壓。
[0007]在本發(fā)明的一實施例中，上述的控制信號包括一第一期間與一第二期間。在第一期間，倍率控制電路根據(jù)控制信號切換至倍率產生電路其中的一者。在第二期間，倍率控制電路根據(jù)控制信號切換至倍率產生電路其中的另一者。
[0008]在本發(fā)明的一實施例中，上述的電荷泵浦模塊還包括一電壓檢測電路。電壓檢測電路耦接至電荷泵浦電路與倍率控制電路。電壓檢測電路檢測輸出電壓以據(jù)此提供控制信號至倍率控制電路。
[0009]在本發(fā)明的一實施例中，上述的控制信號包括一第一期間與一第二期間。電壓檢測電路比較輸出電壓與一第一臨界值及一第二臨界值來決定第一期間與第二期間在控制信號中的工作周期(duty cycle)。
[0010]在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一臨界值大于第二臨界值。根據(jù)電壓檢測電路的檢測結果，若輸出電壓小于第二臨界值，則倍率控制電路根據(jù)控制信號切換至倍率產生電路中升壓倍率較大者。若輸出電壓大于第一臨界值，則倍率控制電路根據(jù)控制信號切換至倍率產生電路中升壓倍率較小者。
[0011]在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一臨界值及第二臨界值是根據(jù)輸出電壓的一預設目標值來決定。
[0012]在本發(fā)明的一實施例中，上述的倍率控制電路還包括一倍率選擇電路。倍率選擇電路耦接至倍率產生電路。倍率選擇電路根據(jù)控制信號動態(tài)地切換至倍率產生電路其中的
一者O
[0013]在本發(fā)明的一實施例中，上述的倍率產生電路的升壓倍率為負值。并且，電荷泵浦電路根據(jù)倍率控制電路所提供的負的升壓倍率來提供負的輸出電壓。
[0014]在本發(fā)明的一實施例中，上述的倍率產生電路的升壓倍率為正值。并且，電荷泵浦電路根據(jù)倍率控制電路所提供的正的升壓倍率來提供正的輸出電壓。
[0015]在本發(fā)明的一實施例中，上述的倍率控制電路所提供的升壓倍率介于所切換的倍率產生電路中升壓倍率最大者與最小者之間。
[0016]本發(fā)明提供一種電荷泵浦模塊的電壓產生方法。電荷泵浦模塊包括一倍率控制電路以及一電荷泵浦電路。倍率控制電路包括至少兩個具有不同升壓倍率的倍率產生電路。電壓產生方法包括如下步驟。根據(jù)一控制信號，動態(tài)地切換倍率產生電路來調整輸出至電荷泵浦電路的一升壓倍率。根據(jù)輸出至電荷泵浦電路的升壓倍率，將一輸入電壓轉換為一輸出電壓。
[0017]在本發(fā)明的一實施例中，上述的控制信號包括一第一期間與一第二期間。動態(tài)地切換倍率產生電路的步驟包括如下步驟。在第一期間，根據(jù)控制信號切換至倍率產生電路其中的一者。在第二期間，根據(jù)控制信號切換至倍率產生電路其中的另一者。
[0018]在本發(fā)明的一實施例中，上述的電壓產生方法還包括檢測輸出電壓以據(jù)此提供控制信號。
[0019]在本發(fā)明的一實施例中，上述的控制信號包括一第一期間與一第二期間。檢測輸出電壓以據(jù)此提供控制信號的步驟包括比較輸出電壓與一第一臨界值及一第二臨界值來決定第一期間與第二期間在控制信號中的工作周期。
[0020]在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一臨界值大于第二臨界值。比較輸出電壓與一第一臨界值及一第二臨界值的步驟包括如下步驟。若輸出電壓小于第二臨界值，則根據(jù)控制信號切換至倍率產生電路中升壓倍率較大者。若輸出電壓大于第一臨界值，則根據(jù)控制信號切換至倍率產生電路中升壓倍率較小者。
[0021]在本發(fā)明的一實施例中，上述的第一臨界值及第二臨界值是根據(jù)輸出電壓的一預設目標值來決定。
[0022]在本發(fā)明的一實施例中，上述的倍率產生電路的升壓倍率為負值，在將輸入電壓轉換為輸出電壓的步驟中，是根據(jù)輸出至電荷泵浦電路的負的升壓倍率來提供負的輸出電壓。
[0023]在本發(fā)明的一實施例中，上述的倍率產生電路的升壓倍率為正值，在將輸入電壓轉換為輸出電壓的步驟中，是根據(jù)輸出至電荷泵浦電路的正的升壓倍率來提供正的輸出電壓。[0024]在本發(fā)明的一實施例中，上述的輸出至電荷泵浦電路的升壓倍率介于所切換的倍率產生電路中升壓倍率最大者與最小者之間。
[0025]基于上述，本發(fā)明的范例實施例中，電荷泵浦模塊根據(jù)控制信號動態(tài)地在多種升壓倍率之間切換，以適應性地調制出介于所切換的倍率之間的等效倍率值。
[0026]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式作詳細說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1繪示本發(fā)明一相關技術的電荷泵浦模塊的概要示意圖。
[0028]圖2繪示本發(fā)明一實施例的電荷泵浦模塊的概要示意圖。
[0029]圖3繪示本發(fā)明一實施例的控制信號與輸出電壓的概要波形圖。
[0030]圖4繪示本發(fā)明另一實施例的電荷泵浦模塊的概要示意圖。
[0031]圖5繪示本發(fā)明另一實施例的控制信號與輸出電壓的概要波形圖。
[0032]圖6繪示本發(fā)明一實施例的電荷泵浦模塊的電壓產生方法的步驟流程圖。
[0033]圖7繪示本發(fā)明另一實施例的電荷泵浦模塊的概要示意圖。
[0034]圖8繪示本發(fā)明另一實施例的控制信號與輸出電壓的概要波形圖。
[0035]圖9繪示本`發(fā)明一實施例的電壓檢測電路的電路示意圖。
[0036]圖10繪示本發(fā)明另一實施例的電荷泵浦模塊的概要示意圖。
[0037]圖11繪示本發(fā)明另一實施例的控制信號與輸出電壓的概要波形圖。
[0038]圖12繪示本發(fā)明另一實施例的電荷泵浦模塊的電壓產生方法的步驟流程圖。
[0039][主要元件標號說明]
[0040]100、200、400、600、900:電荷泵浦模塊
[0041]110、210、410、610、910:電荷泵浦電路
[0042]120、630、930:電壓檢測電路 130:倍率選擇模塊
[0043]132、224、424、624、924:倍率選擇電路
[0044]134_1、134_2、134_3、134_4、222_1、222_2、422_1、422_2、622_1、622_2、922_1、922_2:倍率產生電路
[0045]220、420、620、920:倍率控制電路 632、634:比較器
[0046]Vin:輸入電壓Vout:輸出電壓
[0047]Sctrl:控制信號Sbr:升壓倍率
[0048]Tl:第一期間T2:第二期間
[0049]S600、S610、S200、S210、S220:電壓產生方法的步驟
[0050]VH、-VL:第一臨界值VL、-VH:第二臨界值
【具體實施方式】
[0051]圖1繪示本發(fā)明一相關技術的電荷泵浦模塊的概要示意圖。請參考圖1，在此例中，電荷泵浦模塊100的主要設計需求，是要確保電荷泵浦電路110所輸出的輸出電壓Vout不低于應用需求。例如，應用需求至少要達到在輸入電壓Vin介于2.3伏特至4.8伏特之間的情況下，電荷泵浦電路110要能提供大于5伏特的輸出電壓Vout，并且此時的負載電流介于O毫安至10毫安之間。
[0052]在此例中，電壓檢測電路120會檢測輸入電壓Vin的大小，來作為倍率選擇模塊130切換倍率的依據(jù)。在較高的輸入電壓Vin的操作下，倍率選擇模塊130會切換到較低的倍率產生電路，以在符合輸出電壓Vout的需求下，同時達到省電的效果。反之，在較低的輸入電壓Vin的操作下，倍率選擇模塊130會切換到較高的倍率產生電路以達到輸出電壓Vout的需求大小。舉例而言，在輸出電壓Vout為3.7伏特至4.5伏特時，倍率選擇模塊130會切換到倍率產生電路1341 ;輸出電壓為3伏特至3.7伏特時，倍率選擇模塊130會切換到倍率產生電路1342 ;輸出電壓為2.5伏特至3伏特時，倍率選擇模塊130會切換到倍率產生電路1343 ;輸出電壓為2.5以下時，倍率選擇模塊130會切換到倍率產生電路1344。
[0053]因此，為了滿足上述需求，倍率選擇模塊130必須包括四種不同倍率的倍率產生電路134_1至134_4，即X1.5、X2、X2.5、X3，以提供多種不同的倍率選擇，其倍率選擇電路132依據(jù)輸出端所需要的最大負載電流，來決定在多少輸入電壓Vin電壓的操作下，需要選擇多少倍率來達到所需要的輸出電壓Vout，而選定的倍率即決定了電流消耗值。然而，此種設計無法針對不同的負載電流變化來做對應的倍數(shù)切換，以達到省電的訴求。也就是說，電荷泵浦模塊100只能在固定的某些倍率之中選擇其一，無法根據(jù)輸入電壓大小與負載電流大小來調整所需要的升壓倍率，其結果會造成輸入電流即等于負載電流乘上升壓倍率，從而造成過多的電流消耗。此外，在設計不同的倍率產生電路時，需要對應到不同的電路架構以得到所需要的升壓倍率，因此愈多種的倍率選擇需求會提高電荷泵浦模塊的設計復雜度、增加電路所占用的芯片面積并且降低電荷泵浦的驅動能力。
[0054]本發(fā)明的范例實施例中，電荷泵浦模塊根據(jù)控制信號動態(tài)地在多種升壓倍率之間切換，以調制出介于所切換的倍率之間的等效倍率值。在一實施例中，電荷泵浦模塊也可利用檢測輸出電壓的高低來自動調整倍率以達到省電的目的。為更清楚地了解本發(fā)明，以下將配合圖式，以至少一范例實施例來詳細說明。
[0055]圖2繪示本發(fā)明一實施例的電荷泵浦模塊的概要示意圖。請參考圖2，本實施例的電荷泵浦模塊200包括一電荷泵浦電路210以及一倍率控制電路220。倍率控制電路220根據(jù)一控制信號Sctrl來提供一升壓倍率，此處的升壓倍率可依據(jù)實際設計需求進行調制，并不局限于從固定的某些倍率之中選擇其一。因此，本實施例的倍率控制電路220包括倍率選擇電路224以及至少兩個具有不同升壓倍率的倍率產生電路222_1、222_2，包括X1.5、X2.5，惟此兩倍率僅用以例示說明，本發(fā)明并不加以限制。倍率選擇電路224耦接至倍率產生電路222_1、222_2，用以根據(jù)控制信號Sctrl動態(tài)地來切換倍率產生電路222_1、222_2，以調整所提供的升壓倍率Sbr。電荷泵浦電路210耦接至倍率控制電路210，用以接收一輸入電壓Vin，并且根據(jù)倍率控制電路220所提供的升壓倍率Sbr將輸入電壓Vin轉換為一輸出電壓Vout，并且輸出至其下一級的負載電路(未繪示)。
[0056]在本實施例中，升壓倍率的調制方法是通過分時設定來切換倍率產生電路222_1、222_2，以達到介于此兩倍率之間的等效驅動能力與功率消耗。具體而言，圖3繪示本發(fā)明一實施例的控制信號與輸出電壓的概要波形圖。請參考圖2及圖3，本實施例的控制信號Sctrl包括一第一期間Tl與一第二期間T2。在第一期間Tl,控制信號Sctrl的設定為高電平，倍率選擇電路224據(jù)此切換至X2.5的倍率產生電路222_2。在第二期間T2，控制信號Sctrl的設定為低電平，倍率選擇電路224據(jù)此切換至X1.5的倍率產生電路222_1。以提供正電壓的電荷泵浦電路210為例，在第一期間Tl，由于倍率選擇電路224是切換至X2.5的倍率產生電路222_2，因此電荷泵浦電路210所輸出的正電壓Vout會隨著時間爬升。接著，當控制信號Sctrl的時序切換至第二期間T2時，倍率選擇電路224切換至X1.5的倍率產生電路222_1，從而電荷泵浦電路210所輸出的正電壓Vout會隨著時間而下降。因此，本實施例的倍率調制方法通過調整第一期間Tl與第二期間T2的時間設定值，以使控制信號Sctrl可因應不同的輸出電壓Vout與電流負載，來達到電路應用需求并且節(jié)省功率消耗。本實施例的倍率調制結果例如是介于倍率X1.5與X2.5之間的升壓倍率Sbr，倍率控制電路220無須局限于只能從倍率X1.5與X2.5兩者選定較大的倍數(shù)來滿足應用電壓需求，卻造成較耗電的結果。
[0057]在上述實施例中，倍率產生電路222_1、222_2的升壓倍率X1.5與X2.5為正值，電荷泵浦電路210根據(jù)倍率控制電路220所提供的正的升壓倍率Sbr來提供正的輸出電壓Vout，惟本發(fā)明的倍率調制概念并不限于提供正電壓的電荷泵浦電路210，也可應用在提供負電壓的電荷泵浦電路。圖4繪示本發(fā)明另一實施例的電荷泵浦模塊的概要示意圖。圖5繪示本發(fā)明另一實施例的控制信號與輸出電壓的概要波形圖。請參考圖4及圖5，本實施例的電荷泵浦模塊400類似于圖2的電荷泵浦模塊200，惟兩者之間主要的差異例如在于倍率控制電路420的倍率產生電路422_1、422_2的升壓倍率分別為包括X_l.5、X_2.5，惟此兩倍率僅用以例示說明，本發(fā)明并不加以限制。因此，在提供負電壓的電荷泵浦電路410的應用中，在第一期間Tl，由于倍率選擇電路424是切換至X-2.5的倍率產生電路422_2，因此電荷泵浦電路410所輸出的負電壓Vout會隨著時間下降。接著，當控制信號Sctrl的時序切換至第二期間T2時，倍率選擇電路424切換至X-1.5的倍率產生電路422_1，從而電荷泵浦電路410所輸出的負電壓Vout會隨著時間而爬升。因此，本實施例的倍率調制結果例如是介于倍率X-1.5與X-2.5之間的升壓倍率Sbr。因此，在本實施例中，倍率產生電路422_1、422_2的升壓倍率為負值。并且，電荷泵浦電路410根據(jù)倍率控制電路420所提供的負的升壓倍率Sbr來提供負的輸出電壓Vout。
[0058]應注意的是，在圖2及圖4的實施例中，倍率控制電路都是以包括至少兩個倍率產生電路來用以例示說明，但本發(fā)明的倍率控制電路也可以包括多個倍率產生電路，例如包括四種不同倍率的倍率產生電路。在此種實施態(tài)樣中，根據(jù)所設定的控制信號Sctrl，倍率選擇電路可在該等倍率產生電路之間切換，倍率控制電路所輸出的升壓倍率Sbr是介于所切換的倍率產生電路中升壓倍率最大者與最小者之間。例如，倍率控制電路包括四種不同倍率XL 5、X2、X2.5、X3的倍率產生電路，倍率選擇電路根據(jù)所設定的控制信號Sctrl來調整倍率為X2與X3的倍率產生電路的運作時間，并且不停地在兩者之間切換，即可達到等同于倍率為X2.5的升壓效果。因此，在此例中，倍率控制電路可選擇性地不配置倍率為X2.5的倍率產生電路，以節(jié)省電荷泵浦模塊的電路設計復雜度與芯片面積。
[0059]圖6繪示本發(fā)明一實施例的電荷泵浦模塊的電壓產生方法的步驟流程圖。請同時參照圖2及圖6，本實施例的電壓產生方法例如適用于圖2的電荷泵浦模塊200，其包括如下步驟。首先，在步驟S600中，根據(jù)控制信號Sctrl，動態(tài)地切換倍率產生電路222_1、222_2來調整輸出至電荷泵浦電路210的升壓倍率Sbr。之后，在步驟S610中，根據(jù)輸出至電荷泵浦電路的升壓倍率Sbr，將輸入電壓Vin轉換為輸出電壓Vout，并且輸出至電荷泵浦模塊200下一級的負載電路(未繪示)。[0060]另外，本發(fā)明的實施例的電壓產生方法可以由圖2至圖5實施例的敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。
[0061]在本發(fā)明中，電荷泵浦模塊有多種不同的方式來設定與調整控制信號Sctrl的信號時序，其中一種實施態(tài)樣例如是利用檢測輸出電壓Vout的方式來達成。圖7繪示本發(fā)明另一實施例的電荷泵浦模塊的概要示意圖。請參考圖7，本實施例的電荷泵浦模塊600類似于圖2的電荷泵浦模塊200，惟兩者之間主要的差異例如在于電荷泵浦模塊600還包括一電壓檢測電路630。電壓檢測電路630耦接至電荷泵浦電路610與倍率控制電路620，用以檢測輸出電壓Vout以據(jù)此提供控制信號Sctrl至倍率控制電路620。
[0062]圖8繪示本發(fā)明另一實施例的控制信號與輸出電壓的概要波形圖。圖9繪示本發(fā)明一實施例的電壓檢測電路的電路示意圖。請參考圖7至圖9，在本實施例中，電壓檢測電路630比較輸出電壓Vout與一第一臨界值VH及一第二臨界值VL來決定第一期間Tl與第二期間T2在控制信號Sctrl中的工作周期（duty cycle)。具體而言，本實施例的電壓檢測電路630包括兩個比較器632、634，兩者的非相向端用以接收輸出電壓Vout，反相端分別用以接收輸出電壓第一臨界值VH及第二臨界值VL，如圖9所示。在輸出電壓Vout的應用中，第一臨界值VH與第二臨界值VL為正，并且第一臨界值VH大于第二臨界值VL。
[0063]在本實施例中，根據(jù)電壓檢測電路630的檢測結果，若輸出電壓Vout小于第二臨界值VL，則倍率控制電路620根據(jù)控制信號Sctrl切換至倍率產生電路中升壓倍率較大者，例如切換至倍率為X2. 5的倍率產生電路622_2。相對地，若輸出電壓Vout大于第一臨界值VH,則倍率控制電路620根據(jù)控制信號Sctrl切換至倍率產生電路中升壓倍率較小者，例如切換至倍率為XI. 5的倍率產生電路622_1。根據(jù)本實施例的一仿真結果，此電路架構在電流負載為14毫安的操作下，切換至倍率為XI. 5的第二期間T2所占的時間比例（即工作周期）較切換至倍率為X2. 5的第一期間Tl為大。在電流負載為26毫安的操作下，切換至倍率為X2. 5的第一期間Tl所占的時間比例（即工作周期）較切換至倍率為XI. 5的第二期間T2為大。此外，在本發(fā)明的范例實施例中，第一臨界值VH及第二臨界值VL是根據(jù)輸出電壓Vout的一預設目標值來決定。在此例中，第一臨界值VH例如設定為5. 5伏特，第二臨界值VL例如設定為5伏特，但本發(fā)明并不限于此。
[0064]簡單來說，本實施例的電壓檢測電路630檢測輸出電壓Vout，并且電荷泵浦電路610設定第一臨界值VH為輸出電壓Vout的最高電壓，第二臨界值VL為輸出電壓Vout的最低電壓，此第二臨界值VL即可設定為應用需求的最低電壓。當輸出電壓Vout電壓低于第二臨界值VL時，其表示當下的倍率的倍壓能力已達不到應用需求，則在下一個時序，倍率控制電路620切換到較高的升壓倍率。相對地，當輸出電壓Vout高于第一臨界值VH的設定值時，則在下一個時序，倍率控制電路620切換到較低的升壓倍率，以節(jié)省功率消耗。
[0065]此種檢測輸出電壓來設定控制信號Sctrl的概念并不限于提供正電壓的電荷泵浦電路610，也可應用在提供負電壓的電荷泵浦電路。圖10繪示本發(fā)明另一實施例的電荷泵浦模塊的概要示意圖。圖11繪示本發(fā)明另一實施例的控制信號與輸出電壓的概要波形圖。請參考圖10及圖11，本實施例的電荷泵浦模塊900類似于圖7的電荷泵浦模塊600，惟兩者之間主要的差異例如在于倍率控制電路920是在升壓倍率X-1. 5、X-2. 5之間切換，惟此兩倍率僅用以例示說明，本發(fā)明并不加以限制。并且，第一臨界值VH與第二臨界值VL的設定值亦隨之調整。在此例中，第一臨界值-VL例如設定為-5伏特，第二臨界值-VH例如設定為-5. 5伏特，但本發(fā)明并不限于此。因此，在提供負電壓的電荷泵浦電路910的應用中，根據(jù)電壓檢測電路930的檢測結果，若輸出電壓Vout小于第二臨界值-VH，則倍率控制電路920根據(jù)控制信號Sctrl切換至倍率產生電路中升壓倍率較大者，例如切換至倍率為X-1.5的倍率產生電路922_1。相對地，若輸出電壓Vout大于第一臨界值-VL，則倍率控制電路620根據(jù)控制信號Sctrl切換至倍率產生電路中升壓倍率較小者，例如切換至倍率為X-2. 5的倍率產生電路922_2。其操作方式類似于圖7所揭露的電荷泵浦模塊600，在此不再贅述。
[0066]另一方面，倍率控制電路在四種不同倍率XL 5、X2、X2. 5、X3的倍率產生電路的實施態(tài)樣中，電荷泵浦模塊同樣可利用電壓檢測電路來檢測輸出電壓的大小，以動態(tài)地在此四種倍率之間切換。由于輸出電壓的高低會反映當下負載電流的大小，因此倍率控制電路即可對應不同的負載電流來自動調整倍率以達到省電的目的。
[0067]圖12繪示本發(fā)明另一實施例的電荷泵浦模塊的電壓產生方法的步驟流程圖。請同時參照圖7及圖12，本實施例的電壓產生方法例如適用于圖7的電荷泵浦模塊600，其包括如下步驟。首先，在步驟S200中，檢測電荷泵浦電路610的輸出電壓Vout，以據(jù)此提供控制信號Sctrl至倍率控制電路620。接著，在步驟S210中，根據(jù)控制信號Sctrl，動態(tài)地切換倍率產生電路622_1、622_2來調整輸出至電荷泵浦電路610的升壓倍率Sbr。之后，在步驟S220中，根據(jù)輸出至電荷泵浦電路的升壓倍率Sbr，將輸入電壓Vin轉換為輸出電壓Vout,并且輸出至電荷泵浦模塊600下一級的負載電路（未繪示）。
[0068]另外，本發(fā)明的實施例的電壓產生方法可以由圖7至圖11實施例的敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。
[0069]綜上所述，本發(fā)明的范例實施例中，電荷泵浦模塊根據(jù)控制信號動態(tài)地在多種升壓倍率之間切換，以調制出介于所切換的倍率之間的等效倍率值。另外，電荷泵浦模塊也可利用檢測輸出電壓的高低來自動調整倍率。
[0070]雖然本發(fā)明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬【技術領域】中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發(fā)明的保護范圍當視所附的權利要求范圍所界定者為準。
【權利要求】
1.一種電荷泵浦模塊,包括: 一倍率控制電路，根據(jù)一控制信號來提供一升壓倍率，其中該倍率控制電路包括至少兩個具有不同升壓倍率的倍率產生電路，并且該倍率控制電路根據(jù)該控制信號動態(tài)地切換該些倍率產生電路來調整所提供的該升壓倍率；以及 一電荷泵浦電路，耦接至該倍率控制電路，接收一輸入電壓，并且根據(jù)該倍率控制電路所提供的該升壓倍率將該輸入電壓轉換為一輸出電壓。
2.根據(jù)權利要求1所述的電荷泵浦模塊，其中該控制信號包括一第一期間與一第二期間，在該第一期間，該倍率控制電路根據(jù)該控制信號切換至該些倍率產生電路其中的一者，在該第二期間，該倍率控制電路根據(jù)該控制信號切換至該些倍率產生電路其中的另一者。
3.根據(jù)權利要求1所述的電荷泵浦模塊，還包括: 一電壓檢測電路，耦接至該電荷泵浦電路與該倍率控制電路，該電壓檢測電路檢測該輸出電壓以據(jù)此提供該控制信號至該倍率控制電路。
4.根據(jù)權利要求3所述的電荷泵浦模塊，其中該控制信號包括一第一期間與一第二期間，該電壓檢測電路比較該輸出電壓與一第一臨界值及一第二臨界值來決定該第一期間與該第二期間在該控制信號中的工作周期。
5.根據(jù)權利要求4所述的電荷泵浦模塊，其中該第一臨界值大于該第二臨界值，根據(jù)該電壓檢測電路的檢測結果，若該輸出電壓小于該第二臨界值，則該倍率控制電路根據(jù)該控制信號切換至該些倍率產生電路中升壓倍率較大者，若該輸出電壓大于該第一臨界值，則該倍率控制電路根據(jù) 該控制信號切換至該些倍率產生電路中升壓倍率較小者。
6.根據(jù)權利要求4所述的電荷泵浦模塊，其中該第一臨界值及該第二臨界值是根據(jù)該輸出電壓的一預設目標值來決定。
7.根據(jù)權利要求1所述的電荷泵浦模塊，其中該倍率控制電路還包括: 一倍率選擇電路，耦接至該些倍率產生電路，根據(jù)該控制信號動態(tài)地切換至該些倍率產生電路其中的一者。
8.根據(jù)權利要求1所述的電荷泵浦模塊，其中該些倍率產生電路的該些升壓倍率為負值，并且該電荷泵浦電路根據(jù)該倍率控制電路所提供的負的該升壓倍率來提供負的該輸出電壓。
9.根據(jù)權利要求1所述的電荷泵浦模塊，其中該些倍率產生電路的該些升壓倍率為正值，并且該電荷泵浦電路根據(jù)該倍率控制電路所提供的正的該升壓倍率來提供正的該輸出電壓。
10.根據(jù)權利要求1所述的電荷泵浦模塊，其中該倍率控制電路所提供的該升壓倍率介于所切換的該些倍率產生電路中該升壓倍率最大者與最小者之間。
11.一種電荷泵浦模塊的電壓產生方法，其中該電荷泵浦模塊包括一倍率控制電路以及一電荷泵浦電路，該倍率控制電路包括至少兩個具有不同升壓倍率的倍率產生電路，該電壓產生方法包括: 根據(jù)一控制信號，動態(tài)地切換該些倍率產生電路來調整輸出至該電荷泵浦電路的一升壓倍率；以及 根據(jù)輸出至該電荷泵浦電路的該升壓倍率，將一輸入電壓轉換為一輸出電壓。
12.根據(jù)權利要求11所述的電壓產生方法，其中該控制信號包括一第一期間與一第二期間，動態(tài)地切換該些倍率產生電路的步驟包括: 在該第一期間，根據(jù)該控制信號切換至該些倍率產生電路其中的一者；以及 在該第二期間，根據(jù)該控制信號切換至該些倍率產生電路其中的另一者。
13.根據(jù)權利要求11所述的電壓產生方法，還包括: 檢測該輸出電壓以據(jù)此提供該控制信號。
14. 根據(jù)權利要求13所述的電壓產生方法，其中該控制信號包括一第一期間與一第二期間，檢測該輸出電壓以據(jù)此提供該控制信號的步驟包括: 比較該輸出電壓與一第一臨界值及一第二臨界值來決定該第一期間與該第二期間在該控制信號中的工作周期。
15.根據(jù)權利要求14所述的電壓產生方法，其中該第一臨界值大于該第二臨界值，比較該輸出電壓與一第一臨界值及一第二臨界值的步驟包括: 若該輸出電壓小于該第二臨界值，則根據(jù)該控制信號切換至該些倍率產生電路中升壓倍率較大者；以及 若該輸出電壓大于該第一臨界值，則根據(jù)該控制信號切換至該些倍率產生電路中升壓倍率較小者。
16.根據(jù)權利要求14所述的電壓產生方法，其中該第一臨界值及該第二臨界值是根據(jù)該輸出電壓的一預設目標值來決定。
17.根據(jù)權利要求11所述的電壓產生方法，其中該些倍率產生電路的該些升壓倍率為負值，在將該輸入電壓轉換為該輸出電壓的步驟中，是根據(jù)輸出至該電荷泵浦電路的負的該升壓倍率來提供負的該輸出電壓。
18.根據(jù)權利要求11所述的電壓產生方法，其中該些倍率產生電路的該些升壓倍率為正值，在將該輸入電壓轉換為該輸出電壓的步驟中，是根據(jù)輸出至該電荷泵浦電路的正的該升壓倍率來提供正的該輸出電壓。
19.根據(jù)權利要求11所述的電壓產生方法，其中輸出至該電荷泵浦電路的該升壓倍率介于所切換的該些倍率產生電路中該升壓倍率最大者與最小者之間。
【文檔編號】H02M3/07GK103840656SQ201210477842
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月22日 優(yōu)先權日:2012年11月22日
【發(fā)明者】廖仁豪 申請人:聯(lián)詠科技股份有限公司