共享飛電容的電荷泵的制作方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電壓轉換的技術領域，特別涉及一種共享飛電容(FlyingCapacitor)的電荷泵。
【【背景技術】】
[0002]目前，有兩種經典電路都被稱為電荷泵(ChargePump)。一種是應用于鎖相環電路中，連接于鑒頻鑒相器后級，通過對電容充放電產生較為穩定的電壓，以便用于控制壓控振蕩器的頻率；另一種是通過開關電容，用于電壓轉換，能提供較大輸出電流的功率輸出電路。本實用新型的電荷泵電路是后者的子類，此處為了區別，將后者稱為功率電荷泵。
[0003]在有些應用中，需要多個功率電荷泵同時工作，產生多個輸出電壓，由于現有技術中，一般每個功率電荷泵都獨立配置了飛電容，由此，需要設置的飛電容的個數較多，連接外置飛電容所需芯片管腳數目較多，從而增加了芯片成本，且不利于系統小型化。
[0004]因此，有必要提供一種改進的技術方案來克服上述問題。
【【實用新型內容】】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種共享飛電容的電荷泵，其通過分時復用飛電容，實現多個功率電荷泵共用一套飛電容，從而節省飛電容的數目，節省飛電容所需的芯片管腳，進而節省芯片成本，且利于系統小型化。
[0006]為了解決上述問題，本實用新型提供一種共享飛電容的電荷泵，其包括電壓源、電壓轉換模塊、第一輸出模塊、第二輸出模塊和驅動模塊。所述電壓轉換模塊包括電容Cfl、第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第五開關、第六開關，其中，第一開關、電容Cfl、第六開關依次連接于電壓源的正極與第二電壓輸出端之間，電壓源的負極與地節點相連；第三開關的一端與電壓源和第一開關之間的連接節點相連，其另一端與電容Cfl和第六開關之間的連接節點相連；第二開關的一端與地節點相連，其另一端與電容Cfl和第六開關之間的連接節點相連；第四開關的一端與第一開關和電容Cfl之間的連接節點相連，其另一端與第一電壓輸出端相連；第五開關的一端與第一開關和電容Cfl之間的連接節點相連，其另一端與地節點相連。所述第一輸出模塊包括第一輸出電容，所述第一輸出電容連接于第一電壓輸出端和地節點之間。第二輸出模塊包括第二輸出電容，所述第二輸出電容連接于第二電壓輸出端和地節點之間。所述驅動模塊輸出驅動信號以控制各個開關的導通或者關斷，其中，在控制第一開關和第二開關導通時，控制第三開關、第四開關、第五開關和第六開關關斷；在控制第三開關和第四開關導通時，控制第一開關、第二開關、第五開關和第六開關關斷；在控制第五開關和第六開關導通時，控制第一開關、第二開關、第三開關和第四開關關斷。
[0007]進一步的，所述驅動信號包括第一驅動信號、第二驅動信號和第三驅動信號，其中，第一驅動信號與第一開關和第二開關的控制端相連，以控制第一開關和第二開關的導通或者關斷；第二驅動信號與第三開關和第四開關的控制端相連，以控制第三開關和第四開關的導通或者關斷；第三驅動信號與第五開關和第六開關的控制端相連，以控制第五開關和第六開關的導通或者關斷。
[0008]進一步的，所述六個開關都為MOS晶體管，第一驅動信號、第二驅動信號和第三驅動信號都為時鐘信號。
[0009]進一步的，第一驅動信號、第二驅動信號和第三驅動信號之間存在一定的死區時間，以避免所述六個開關同時導通。
[0010]進一步的，驅動信號為高電平時使對應的開關導通，驅動信號為低電平時使對應的開關關斷。當第一驅動信號為高電平時，第二驅動信號和第三驅動信號為低電平，滿足如下關系:VCfl = Vl (I)，其中，Vl為所述電壓源的電壓值，VCfl為電容Cfl的電壓值；當第二驅動信號為高電平時，第一驅動信號和第三驅動信號為低電平，滿足如下關系:νοι =VI+VCf I (2)，其中，VOl為所述第一電壓輸出端的電壓值，Vl為所述電壓源的電壓值，VCfl為電容Cfl的電壓值；聯合公式⑴、⑵求解得:V01 = V1+V1 = 2.VL當第一驅動信號再次為高電平時，第二驅動信號和第三驅動信號為低電平，滿足如下關系:VCfl = Vl (3)，其中，Vl為所述電壓源的電壓值，VCfl為電容Cfl的電壓值；當第三驅動信號為高電平時，第一驅動信號和第二驅動信號為低電平，滿足如下關系:-VCfl = V02 (4)，其中，V02為所述第二電壓輸出端的電壓值，VCfl為電容Cfl的電壓值；聯合公式(3)、(4)求解得:V02=-Vlo
[0011]進一步的，驅動信號為高電平時使對應的開關導通，驅動信號為低電平時使對應的開關關斷。當第一驅動信號為高電平時，第二驅動信號和第三驅動信號為低電平，滿足如下關系:VCfl = Vl (5)，其中，Vl為所述電壓源的電壓值，VCfl為電容Cfl的電壓值；當第二驅動信號為高電平時，第一驅動信號和第三驅動信號為低電平，滿足如下關系:νοι =VI+VCf I (6)，其中，VOl為所述第一電壓輸出端的電壓值，Vl為所述電壓源的電壓值，VCfl為電容Cfl的電壓值；當第三驅動信號為高電平時，第一驅動信號和第二驅動信號為低電平，滿足如下關系:-VCfl = V02 (7)，其中，V02為所述第二電壓輸出端的電壓值，VCfl為電容 Cfl 的電壓值；聯合公式(5)、(6)、(7)求解得:V01 = V1+V1 = 2.VL V02 = -VCfl。
[0012]進一步的，驅動信號為高電平時使對應的開關導通，驅動信號為低電平時使對應的開關關斷。當第一驅動信號為高電平時，第二驅動信號和第三驅動信號為低電平，滿足如下關系:VCfl = Vl (8)，其中，Vl為所述電壓源的電壓值，VCfl為電容Cfl的電壓值；當第三驅動信號為高電平時，第一驅動信號和第二驅動信號為低電平，滿足如下關系:-VCfl=V02 (9)，其中，V02為所述第二電壓輸出端的電壓值，VCfl為電容Cfl的電壓值；當第二驅動信號為高電平時，第一驅動信號和第三驅動信號為低電平，滿足如下關系:
[0013]VOl = Vl+VCfI (10)，其中，VOl為所述第一電壓輸出端的電壓值，Vl為所述電壓源的電壓值，VCfl為電容Cfl的電壓值；聯合公式⑶、(9)、(10)求解得:V01 = Vl+Vcfl,V02 = -Vlo
[0014]進一步的，所述電容Cfl為飛電容。
[0015]與現有技術相比，本實用新型通過多個功率電荷泵分時復用同一套飛電容，以產生多個輸出電壓，從而節省飛電容的數目，節省飛電容所需的芯片管腳，進而節省芯片成本，且利于系統小型化。【【附圖說明】】
[0016]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。其中:
[0017]圖1為本實用新型在一個實施例中的共享飛電容的電荷泵的電路示意圖；
[0018]圖2為在第一個實施例中，圖1中的動信號CK1、CK2和CK3的時序圖；
[0019]圖3為在第二個實施例中，圖1中驅動信號CK1、CK2和CK3的時序圖；
[0020]圖4為在第三個實施例中，圖1中驅動信號CK1、CK2和CK3的時序圖。
【【具體實施方式】】
[0021]為使本實用新型的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0022]此處所稱的“一個實施例”或“實施例”是指可包含于本實用新型至少一個實現方式中的特定特征、結構或特性。在本說明書中不同地方出現的“在一個實施例中”并非均指同一個實施例，也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。除非特別說明，本文中的連接、相連、相接的表示電性連接的詞均表示直接或間接電性相連。
[0023]由于在有些應用中，需要多個功率電荷泵同時工作，產生多個輸出電壓，因此，本實用新型針對此類需求提供一種共享飛電容的電荷泵，其通過多個功率電荷泵分時復用同一套飛電容，以產生多個輸出電壓，從而節省飛電容的數目，節省飛電容所需的芯片管腳，進而節省芯片成本，且利于系統小型化。
[0024]請參考圖1所示，其為本實用新型在一個實施例中的共享飛電容的電荷泵的電路示意圖。所述共享飛電容的電荷泵包括電壓源(或稱電壓)V1、電壓轉換模塊110、第一輸出模塊120、第二輸出模塊130和驅動模塊140。
[0025]所述電壓轉換模塊110包括電容Cfl、第一開關S1、第二開關S2、第三開關S3、第四開關S4、第五開關S5、第六開關S6。其中，第一開關S1、電容Cfl、第六開關S6依次連接于電壓源Vl的正極與第二電壓輸出端V02之間，電壓源Vl的負極與地節點相連；第三開關S3的一端與電壓源Vl和第