專(zhuān)利名稱(chēng)：電荷泵電路的控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種電荷泵電路的控制電路，且特別是有關(guān)于一種可同時(shí)兼顧電荷泵電路效率與驅(qū)動(dòng)能力的控制電路。
背景技術(shù)：
在電子裝置中，往往需要各種不同準(zhǔn)位的電源電壓(source voltage)，因此常配置電荷泵電路以便利用現(xiàn)有的電源電壓來(lái)產(chǎn)生各種不同準(zhǔn)位的電源電壓。圖1示出了現(xiàn)有的電荷泵電路及其控制電路的方框圖。其中控制電路100包括電壓準(zhǔn)位檢測(cè)器102以及環(huán)形振蕩器104。電壓準(zhǔn)位檢測(cè)器102用以檢測(cè)電荷泵電路106的輸出電壓Vout的電壓準(zhǔn)位，當(dāng)輸出電壓Vout小于一固定預(yù)設(shè)電壓準(zhǔn)位時(shí)，電壓準(zhǔn)位檢測(cè)器 102便輸出觸發(fā)信號(hào)Sl至環(huán)形振蕩器104。環(huán)形振蕩器104則依據(jù)觸發(fā)信號(hào)Sl決定是否輸出時(shí)鐘脈沖信號(hào)P1，使電荷泵電路106依據(jù)時(shí)鐘脈沖信號(hào)Pl將輸出電壓Vout拉回至正常的電壓準(zhǔn)位。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)環(huán)形振蕩器104所輸出的時(shí)鐘脈沖信號(hào)Pl頻率高時(shí)，電荷泵電路106的驅(qū)動(dòng)能力較好，而效率較差，相反地，當(dāng)環(huán)形振蕩器104所輸出的時(shí)鐘脈沖信號(hào) Pl頻率低時(shí)，電荷泵電路106的驅(qū)動(dòng)能力較差，而效率較好。由于現(xiàn)有的電荷泵電路的環(huán)形振蕩器輸出頻率固定，因此往往在設(shè)計(jì)電路時(shí)就必須依實(shí)際情形在電荷泵電路的驅(qū)動(dòng)能力以及效率之間做取舍，而無(wú)法同時(shí)兼顧兩者。美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)案第20060197583號(hào)揭示了一種增進(jìn)電荷泵電路效率的方法，其依據(jù)電荷泵所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載大小來(lái)決定電荷泵的輸入頻率，以增進(jìn)電荷泵電路的效率。然此方法亦是利用固定的電壓準(zhǔn)位來(lái)決定環(huán)形振蕩器的頻率轉(zhuǎn)換，仍無(wú)法兼顧電荷泵的效率與驅(qū)動(dòng)能力，因此當(dāng)輸出電壓在預(yù)設(shè)電壓準(zhǔn)位的上下間來(lái)回漂移時(shí)，將會(huì)造成環(huán)形振蕩器不斷地轉(zhuǎn)換頻率，而降低電荷泵電路的效率，甚至使環(huán)形振蕩器在頻率轉(zhuǎn)換的過(guò)程中無(wú)法產(chǎn)生電荷泵電路提升輸出電壓所需的時(shí)鐘脈沖信號(hào)，而造成輸出電壓下降。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種電荷泵電路的控制電路，可依照負(fù)載狀態(tài)的變化情形同時(shí)兼顧電荷泵電路的效率與驅(qū)動(dòng)能力。本發(fā)明提出一種電荷泵電路的控制電路，包括環(huán)形振蕩器以及負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)單元。其中環(huán)形振蕩器耦接電荷泵電路與負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)單元。環(huán)形振蕩器用以產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)，依據(jù)第一控制信號(hào)調(diào)整時(shí)鐘脈沖信號(hào)的頻率，并依據(jù)一調(diào)整信號(hào)停止產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)。負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)單元?jiǎng)t用以產(chǎn)生第一控制信號(hào)，并依據(jù)電荷泵電路的輸出電壓的壓降變化與調(diào)整信號(hào)決定使能第一控制信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)，其中調(diào)整信號(hào)的脈沖寬度隨輸出電壓的電壓值下降幅度變小而變窄。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，當(dāng)輸出電壓達(dá)到目標(biāo)電壓準(zhǔn)位時(shí)，環(huán)形振蕩器依據(jù)調(diào)整信號(hào)停止產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)，當(dāng)輸出電壓的電壓值下降幅度變大時(shí)，負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)單元依據(jù)調(diào)整信號(hào)提早使能第一控制信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，電荷泵電路的控制電路更包括一電壓準(zhǔn)位檢測(cè)器，其耦接環(huán)形振蕩器與電荷泵電路的輸出端，檢測(cè)輸出電壓的壓降并據(jù)以產(chǎn)生調(diào)整信號(hào)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)單元包括偏壓電壓產(chǎn)生單元與延遲單元。其中偏壓電壓產(chǎn)生單元耦接電壓準(zhǔn)位檢測(cè)器與電荷泵電路的輸出端，并依據(jù)輸出電壓產(chǎn)生一偏壓電壓。延遲單元?jiǎng)t耦接偏壓電壓產(chǎn)生單元，并依據(jù)偏壓電壓延遲使能第一控制信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)。本發(fā)明的有益效果在于，基于上述，本發(fā)明通過(guò)調(diào)整信號(hào)的脈沖寬度變化以及輸出電壓的壓降變化來(lái)調(diào)整第一控制信號(hào)的使能時(shí)間點(diǎn)，使電壓泵電路可依據(jù)負(fù)載的狀態(tài)改變其操作頻率，以兼顧電壓泵電路的效率與驅(qū)動(dòng)能力。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1示出了現(xiàn)有的電荷泵電路及其控制電路的方框圖。圖2示出了本發(fā)明一實(shí)施例的電荷泵電路及其控制電路的方框圖。圖3示出了本發(fā)明另一實(shí)施例的電荷泵電路及其控制電路的方框圖。圖4示出了本發(fā)明一實(shí)施例的負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)器以及環(huán)形振蕩器的電路圖。圖5A 圖5C示出了本發(fā)明一實(shí)施例的調(diào)整信號(hào)，控制信號(hào)以及時(shí)鐘脈沖信號(hào)的波形示意圖。圖6示出了本發(fā)明一實(shí)施例的輸出電壓、負(fù)載電流、調(diào)整信號(hào)以及控制信號(hào)的波形示意圖。圖7示出了本發(fā)明另一實(shí)施例的負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)器以及環(huán)形振蕩器的電路圖。圖8示出了本發(fā)明又一實(shí)施例的負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)器以及環(huán)形振蕩器的電路圖。其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下100、200:控制電路102、202 電壓準(zhǔn)位檢測(cè)器104、206 環(huán)形振蕩器106、208 電荷泵電路204 負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)單元302 偏壓電壓產(chǎn)生單元304 延遲單元Is:電流源Cl:緩沖電容Vc:參考電壓Ib:偏壓電流I-load:負(fù)載電流Ql Q14:晶體管VDD:電源電壓GND 接地
R1、R2:電阻A1、A2:緩沖器Vb:偏壓電壓Sl 觸發(fā)信號(hào)LMT 調(diào)整信號(hào)CONl 第一控制信號(hào)C0N2 第二控制信號(hào)Vout:輸出電壓P1、P2:時(shí)鐘脈沖信號(hào)T1、T2:時(shí)間
具體實(shí)施例方式圖2示出了本發(fā)明一實(shí)施例的電荷泵電路及其控制電路的方框圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2，控制電路200包括電壓準(zhǔn)位檢測(cè)器202、負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)單元204以及環(huán)形振蕩器206。電壓準(zhǔn)位檢測(cè)器202耦接負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)單元204、環(huán)形振蕩器206以及電荷泵電路208的輸出端， 環(huán)形振蕩器206則耦接負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)單元204以及電荷泵電路208。其中電壓準(zhǔn)位檢測(cè)器202用以檢測(cè)電荷泵電路208輸出端的輸出電壓Vout的壓降變化，并依據(jù)輸出電壓Vout的壓降變化輸出調(diào)整信號(hào)LMT。負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)單元204用以產(chǎn)生第一控制信號(hào)C0N1，并根據(jù)輸出電壓Vout與調(diào)整信號(hào)LMT決定使能第一控制信號(hào)CONl 的時(shí)間點(diǎn)。環(huán)形振蕩器206依據(jù)第一控制信號(hào)CONl調(diào)整其產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖信號(hào)Ρ2的頻率。 另外，電荷泵電路208則依據(jù)時(shí)鐘脈沖信號(hào)Ρ2將基本電壓進(jìn)行倍壓后于其輸出端產(chǎn)生輸出電壓Vout0舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)輸出電壓Vout因輕負(fù)載電流而下降，而第一控制信號(hào)CONl未被使能時(shí)，環(huán)形振蕩器206所輸出的時(shí)鐘脈沖信號(hào)Ρ2具有較低的頻率，因此使得電荷泵電路208 以較低操作頻率工作，此時(shí)電荷泵電路208具有較高的效率，但當(dāng)輸出電壓Vout的電壓準(zhǔn)位突然被拉低時(shí)(亦即負(fù)載電流變大時(shí))，負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)單元204依據(jù)輸出電壓Vout的電壓值下降的幅度以及調(diào)整信號(hào)LMT來(lái)調(diào)整使能第一控制信號(hào)CONl的時(shí)間點(diǎn)。當(dāng)輸出電壓 Vout的電壓值下降的幅度越大時(shí)，負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)單元204越早使能第一控制信號(hào)CONl。而當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào)CONl被使能后，環(huán)形振蕩器206依據(jù)第一控制信號(hào)CONl提高時(shí)鐘脈沖信號(hào)Ρ2的頻率，而使得電荷泵電路208以較高的操作頻率工作，此時(shí)的電荷泵電路208具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，可將電荷泵電路208的輸出電壓Vout快速地拉回正常的電壓準(zhǔn)位。利用本實(shí)施例的控制電路200可依據(jù)輸出電壓Vout的電壓值下降的幅度以及調(diào)整信號(hào)LMT來(lái)調(diào)整電荷泵電路208的操作頻率，同時(shí)兼顧電荷泵電路208的效率與驅(qū)動(dòng)能力，避免如現(xiàn)有技術(shù)般利用固定的電壓準(zhǔn)位來(lái)決定環(huán)形振蕩器206的頻率轉(zhuǎn)換，而無(wú)法同時(shí)兼顧電荷泵電路208的效率與驅(qū)動(dòng)能力。甚至當(dāng)負(fù)載電流持續(xù)發(fā)生并且使Vout下降至頻率轉(zhuǎn)換點(diǎn)附近時(shí)，可避免因時(shí)鐘脈沖信號(hào)Ρ2不斷切換造成電荷泵電路208無(wú)法獲得提高輸出電壓所需的時(shí)鐘脈沖信號(hào)Ρ2，而使得輸出電壓Vout下降。圖3示出了本發(fā)明另一實(shí)施例的電荷泵電路及其控制電路的方框圖。請(qǐng)參照?qǐng)D3， 在本實(shí)施例中，圖2實(shí)施例的負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)單元204可包括偏壓電壓產(chǎn)生單元302與延遲單元304，其中偏壓電壓產(chǎn)生單元302耦接電壓準(zhǔn)位檢測(cè)器202、延遲單元304以及電荷泵電路208的輸出端。偏壓電壓產(chǎn)生單元302用以檢測(cè)電荷泵電路208的輸出電壓Vout的壓降，并依據(jù)輸出電壓Vout的壓降輸出一偏壓電壓Vb，延遲單元304則產(chǎn)生第一控制信號(hào) CONl，并依據(jù)調(diào)整信號(hào)LMT與偏壓電壓Vb延遲使能第一控制信號(hào)CONl的時(shí)間點(diǎn)。其中當(dāng)輸出電壓Vout的電壓值下降的幅度越大時(shí)，偏壓電壓產(chǎn)生單元302所輸出的偏壓電壓Vb越大，而延遲單元304延遲使能第一控制信號(hào)CONl的時(shí)間也越短。也就是說(shuō)當(dāng)輸出電壓Vout 的電壓值下降的幅度越大時(shí)，第一控制信號(hào)CONl越快被使能，以提高時(shí)鐘脈沖信號(hào)P2的頻率，進(jìn)而將電荷泵電路208的輸出電壓Vout拉回正常的電壓準(zhǔn)位。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，圖3中的負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)單元204與環(huán)形振蕩器206可如圖4所示。圖 4示出了本發(fā)明一實(shí)施例的負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)器以及環(huán)形振蕩器的電路圖。請(qǐng)參照?qǐng)D4，偏壓電壓產(chǎn)生單元302包括晶體管Ql Q5以及電阻Rl、R2。其中晶體管Ql的第一源/漏極耦接輸出電壓Vout，晶體管Ql的柵極耦接調(diào)整信號(hào)LMT，電阻R1、R2串接于晶體管Ql的第二源/漏極與接地GND之間。晶體管Q2的柵極與第一源/漏極分別耦接調(diào)整信號(hào)LMT與電源電壓VDD，晶體管Q2的第二源/漏極則耦接晶體管Q3與Q4的第一源/漏極，其中晶體管 Q3的柵極耦接電阻Rl與R2的共同接點(diǎn)，晶體管Q4的第一源/漏極耦接晶體管Q2的第二源/漏極，晶體管Q4的柵極則耦接晶體管Q4的第二源/漏極，且晶體管Q4的第二源/漏極與晶體管Q3的的第二源/漏極相耦接。晶體管Q5則耦接于晶體管Q4的第二源/漏極與接地GND之間，且晶體管Q5的柵極耦接至晶體管Q5的第一源/漏極與延遲單元304。延遲單元304包括串接的多個(gè)緩沖器Al、多個(gè)緩沖電容Cl以及多個(gè)晶體管Q6。其中，串接的多個(gè)緩沖器Al的輸入端(亦即多個(gè)緩沖器Al所形成的串聯(lián)緩沖器的輸入端) 耦接調(diào)整信號(hào)LMT，串接的多個(gè)緩沖器Al的輸出端(亦即多個(gè)緩沖器Al所形成的串聯(lián)緩沖器的輸出端)耦接環(huán)形振蕩器206。多個(gè)緩沖電容Cl分別耦接于對(duì)應(yīng)的緩沖器Al的輸出端與接地GND之間。另外，晶體管Q6則分別耦接于對(duì)應(yīng)的緩沖器Al與接地GND之間，其中晶體管Q6的柵極耦接偏壓電壓產(chǎn)生單元302。另外，環(huán)形振蕩器206則包括多個(gè)緩沖器A2以及多個(gè)電流源Is。其中，串接的多個(gè)緩沖器A2的輸入端(亦即多個(gè)緩沖器A2所形成的串聯(lián)緩沖器的輸入端)耦接至其本身的輸出端(亦即多個(gè)緩沖器A2所形成的串聯(lián)緩沖器的輸出端)，電流源Is則耦接于對(duì)應(yīng)的緩沖器A2與接地GND之間，且各電流源Is的電流大小受控于第一控制信號(hào)CONl與第二控制信號(hào)C0N2。在本實(shí)施例中，各電流源Is可包括晶體管Q9 Q12，其中晶體管Qll與晶體管Q12串接于緩沖器A2與接地GND之間，而晶體管Q9與晶體管QlO亦串接于緩沖器A2與接地GND之間，且晶體管Qll與晶體管Q9的柵極耦接調(diào)整信號(hào)LMT，晶體管Q12與QlO的柵極則分別耦接第一控制信號(hào)CONl與第二控制信號(hào)C0N2。其中，在第一控制信號(hào)CONl被使能前，第二控制信號(hào)C0N2控制環(huán)形振蕩器206產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖信號(hào)P2維持在一基本頻率， 此基本頻率小于第一控制信號(hào)CONl被使能后時(shí)鐘脈沖信號(hào)P2的頻率。圖5A 圖5C示出了本發(fā)明一實(shí)施例的調(diào)整信號(hào)，控制信號(hào)以及時(shí)鐘脈沖信號(hào)的波形示意圖。其中圖5A為電荷泵電路具有較大負(fù)載電流時(shí)的波形圖，圖5B為電荷泵電路具有較小的負(fù)載電流時(shí)的波形圖，而圖5C則為電荷泵電路具有微負(fù)載電流時(shí)的波形圖，也就是說(shuō)，圖5A 圖5C所對(duì)應(yīng)的電荷泵電路的輸出電壓的下降幅度依序?yàn)橛纱笾列?。?qǐng)參照?qǐng)D3、圖4以及圖5A，當(dāng)電荷泵電路208的輸出電壓Vout下降一電壓值時(shí)，將使得偏壓電壓產(chǎn)生單元302中電阻Rl、R2共同接點(diǎn)上的參考電壓Vc (亦即晶體管Q3的柵極電壓)下降，使得晶體管Q3的電流變大，進(jìn)而使得流向晶體管Q5的偏壓電流Ib變大 (同時(shí)亦使晶體管Q5柵極的偏壓電壓Vb上升)。受到晶體管Q5柵極的偏壓電壓Vb上升的影響，流經(jīng)延遲單元304中晶體管Q6的電流也將變大而加快緩沖電容Cl的充放電速率， 使得第一控制信號(hào)CONl在輸出電壓Vout下降經(jīng)過(guò)一段時(shí)間Tl后得以被使能。環(huán)形振蕩器206中的晶體管Q12隨著第一控制信號(hào)CONl被使能而打開(kāi)其通道，電流源Is的電流因而增大為流經(jīng)晶體管Q12的電流Il加上流經(jīng)晶體管QlO的電流12。其中，在時(shí)間Tl期間內(nèi)，電流源Is的電流為流經(jīng)晶體管QlO的電流12，其電流值受控于第二控制信號(hào)C0N2的電壓準(zhǔn)位。電流源Is的電流增大將提高環(huán)形振蕩器206輸出的時(shí)鐘脈沖信號(hào)P2的頻率， 進(jìn)而提供較大的驅(qū)動(dòng)電流，以快速地將電荷泵電路208的輸出電壓Vout拉回正常的電壓準(zhǔn)位。接著請(qǐng)參照?qǐng)D3、圖4與圖5B，由于本實(shí)施例的電荷泵電路208相對(duì)于圖5A的實(shí)施例具有較小的負(fù)載電流，因此電阻R1、R2共同接點(diǎn)上參考電壓Vc下降的電壓值將較小于圖5A實(shí)施例的參考電壓Vc，而偏壓電流Ib也較小于圖5A實(shí)施例的偏壓電流Ib (亦即偏壓電壓Vb的電壓值上升幅度較小)，使得緩沖電容Cl的充放電速率慢于電荷泵電路208具有較大的負(fù)載電流時(shí)的充放電速率。如此一來(lái)，第一控制信號(hào)CONl被使能的時(shí)間點(diǎn)將較圖 5A實(shí)施例的時(shí)間點(diǎn)晚(亦即時(shí)間T2將大于時(shí)間Tl)，環(huán)形振蕩器206提高時(shí)鐘脈沖信號(hào)P2 頻率的時(shí)間點(diǎn)也因而較晚。另外，請(qǐng)參照?qǐng)D3、圖4與圖5C，本實(shí)施例假設(shè)電荷泵電路208僅具有微小的負(fù)載電流。由于調(diào)整信號(hào)LMT的脈沖寬度隨輸出電壓Vout的電壓值下降幅度變小而變窄，當(dāng)調(diào)整信號(hào)LMT的脈沖寬度太窄時(shí)，調(diào)整信號(hào)LMT將被延遲單元304濾除，因而使得本實(shí)施例的第一控制信號(hào)CONl不會(huì)被使能。此時(shí)電流源Is的電流為第二控制信號(hào)C0N2所控制的電流12，環(huán)形振蕩器206依據(jù)電流12產(chǎn)生基本頻率的時(shí)鐘脈沖信號(hào)P2，以使電荷泵電路208 的輸出電壓Vout回到正常的電壓準(zhǔn)位。當(dāng)電荷泵電路208的輸出電壓Vout達(dá)到目標(biāo)電壓準(zhǔn)位(亦即回到正常的電壓準(zhǔn)位)時(shí)，調(diào)整信號(hào)LMT將由高電壓準(zhǔn)位轉(zhuǎn)為低電壓準(zhǔn)位，將晶體管Qll與晶體管Q9的通道關(guān)閉，進(jìn)而使環(huán)形振蕩器206停止輸出時(shí)鐘脈沖信號(hào)P2，以將輸出電壓Vout維持在目標(biāo)電壓準(zhǔn)位。如上所述，通過(guò)調(diào)整信號(hào)LMT的脈沖寬度變化以及輸出電壓Vout的壓降變化來(lái)調(diào)整第一控制信號(hào)CONl的使能時(shí)間點(diǎn)，在負(fù)載電流較大時(shí)，提早使能第一控制信號(hào)C0N1，在負(fù)載電流較小時(shí)，則延后使能第一控制信號(hào)C0N1，如此便可依據(jù)負(fù)載的狀態(tài)調(diào)整改變電壓泵電路208操作頻率的時(shí)間點(diǎn)，以兼顧電壓泵電路208的效率與驅(qū)動(dòng)能力。圖6為本發(fā)明一實(shí)施例的輸出電壓、負(fù)載電流、調(diào)整信號(hào)以及控制信號(hào)的波形示意圖。由圖6可看出，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)施例的裝置在輸出電壓Vout低于正常的電壓準(zhǔn)位時(shí)，控制信號(hào)CONl不會(huì)因負(fù)載電流I-Ioad的變化而不斷切換其電壓準(zhǔn)位，因此環(huán)形振蕩器206所輸出的時(shí)鐘脈沖信號(hào)P2不會(huì)如現(xiàn)有技術(shù)般不斷地轉(zhuǎn)換頻率而減低電壓泵電路的效率。其中，當(dāng)輸出電壓Vout回到正常的電壓準(zhǔn)位時(shí)，調(diào)整信號(hào)LMT與第一控制信號(hào)CONl、 第二控制信號(hào)C0N2的電壓準(zhǔn)位由高電壓準(zhǔn)位轉(zhuǎn)為低電壓準(zhǔn)位。而當(dāng)輸出電壓Vout自正常的電壓準(zhǔn)位略微下降一電壓值時(shí)，調(diào)整信號(hào)LMT與第二控制信號(hào)C0N2將再轉(zhuǎn)換為高電壓準(zhǔn)位以將輸出電壓Vout拉回正常的電壓準(zhǔn)位。
值得注意的是，圖4實(shí)施例中的緩沖器Al與緩沖器A2亦可為反相器或晶體管。舉例來(lái)說(shuō)，圖7示出了本發(fā)明另一實(shí)施例的負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)器以及環(huán)形振蕩器的電路圖。如圖7 所示，緩沖器Al與A2可以分別以晶體管Q7與晶體管Q8來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中，晶體管Q7的柵極即為緩沖器Al的輸入端，晶體管Q7的第二源/漏極則為緩沖器Al的輸出端，而晶體管Q7 的第一源/漏極則耦接至電源電壓VDD。另外，晶體管Q8的柵極為緩沖器A2的輸入端，晶體管Q8的第二源/漏極為緩沖器A2的輸出端，而晶體管Q8的第一源/漏極則耦接至電源電壓VDD。本實(shí)施例的負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)器以及環(huán)形振蕩器的工作原理類(lèi)似于圖4的負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)器以及環(huán)形振蕩器，因此在此不再贅述。圖8示出了本發(fā)明又一實(shí)施例的負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)器以及環(huán)形振蕩器的電路圖。本實(shí)施例與圖4的實(shí)施例的不同之處在于，電流源Is可增加一由晶體管Q13、Q14所形成的串聯(lián)晶體管。其中晶體管Q13、Q14串接于緩沖器A2與接地GND之間，晶體管Q13的柵極耦接調(diào)整信號(hào)LMT，晶體管Q14的柵極則耦接多個(gè)緩沖器Al其中之一的輸出端(例如串聯(lián)緩沖器中的第一個(gè)緩沖器Al的輸出端)。由于晶體管Q12與Q14耦接至不同緩沖器Al的輸出端， 因此晶體管Q12、Q14的通道被打開(kāi)的時(shí)間也不同，如此一來(lái)便可使環(huán)形振蕩器206產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖信號(hào)P2具有多種不同的頻率變化，能視不同負(fù)載電流的情形使電荷泵電路208具有更好的效率與驅(qū)動(dòng)能力。本實(shí)施例的電路的工作原理類(lèi)似于圖4實(shí)施例的電路，因此在此不再贅述。綜上所述，本發(fā)明通過(guò)調(diào)整信號(hào)的脈沖寬度變化以及輸出電壓的壓降變化來(lái)調(diào)整第一控制信號(hào)CONl的使能時(shí)間點(diǎn)。當(dāng)負(fù)載電流較大時(shí)，提早使能第一控制信號(hào)C0N1，當(dāng)負(fù)載電流較小時(shí)，延后使能第一控制信號(hào)C0N1，使電壓泵電路208可依據(jù)負(fù)載的狀態(tài)控制第一控制信號(hào)的使能時(shí)間點(diǎn)來(lái)改變其操作頻率，以兼顧電壓泵電路208的效率與驅(qū)動(dòng)能力。雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種電荷泵電路的控制電路，包括一環(huán)形振蕩器，耦接該電荷泵電路，產(chǎn)生一時(shí)鐘脈沖信號(hào)，依據(jù)一第一控制信號(hào)調(diào)整該時(shí)鐘脈沖信號(hào)的頻率，并依據(jù)一調(diào)整信號(hào)停止產(chǎn)生該時(shí)鐘脈沖信號(hào)；以及一負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)單元，耦接該環(huán)形振蕩器，產(chǎn)生該第一控制信號(hào)，并依據(jù)該電荷泵電路的一輸出電壓的壓降變化與該調(diào)整信號(hào)決定使能該第一控制信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)，其中該調(diào)整信號(hào)的脈沖寬度隨該輸出電壓的電壓值下降幅度變小而變窄。
2.如權(quán)利要求1所述的電荷泵電路的控制電路，其特征在于，當(dāng)該輸出電壓達(dá)到一目標(biāo)電壓準(zhǔn)位時(shí)，該環(huán)形振蕩器依據(jù)該調(diào)整信號(hào)停止產(chǎn)生該時(shí)鐘脈沖信號(hào)，當(dāng)該輸出電壓的電壓值下降幅度變大時(shí)，該負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)單元依據(jù)該調(diào)整信號(hào)提早使能該第一控制信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述的電荷泵電路的控制電路，其特征在于，所述電荷泵電路的控制電路還包括一電壓準(zhǔn)位檢測(cè)器，耦接該負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)單元、該環(huán)形振蕩器與該電荷泵電路的輸出端，檢測(cè)該輸出電壓的壓降并據(jù)以產(chǎn)生該調(diào)整信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的電荷泵電路的控制電路，其特征在于，該負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)單元包括一偏壓電壓產(chǎn)生單元，耦接該電壓準(zhǔn)位檢測(cè)器以及該電荷泵電路的輸出端，依據(jù)該輸出電壓產(chǎn)生一偏壓電壓；以及一延遲單元，耦接該偏壓電壓產(chǎn)生單元，產(chǎn)生該第一控制信號(hào)，并依據(jù)該偏壓電壓延遲使能該第一控制信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求4所述的電荷泵電路的控制電路，其特征在于，該偏壓電壓產(chǎn)生單元包括一第一晶體管，其第一源/漏極耦接該輸出電壓，其柵極耦接該調(diào)整信號(hào)； 一第一電阻一第二電阻，與該第一電阻串接于該第一晶體管的第二源/漏極與一接地之間 一第二晶體管，其第一源/漏極耦接一電源電壓，該第二晶體管的柵極耦接該調(diào)整信號(hào)；一第三晶體管，其第一源/漏極耦接該第二晶體管的第二源/漏極，該第三晶體管的柵極耦接該第一電阻與該第二電阻的共同接點(diǎn)；一第四晶體管，其第一源/漏極耦接該第二晶體管的第二源/漏極，該第四晶體管的第二源/漏極耦接該第四晶體管的柵極與該第三晶體管的第二源/漏極；一第五晶體管，耦接于該第四晶體管的第二源/漏極與該接地之間，且該第五晶體管的柵極耦接至該第五晶體管的第一源/漏極與該延遲單元。
6.如權(quán)利要求4所述的電荷泵電路的控制電路，其特征在于，該延遲單元包括串接的多個(gè)第一緩沖器，串接的所述多個(gè)第一緩沖器的輸入端耦接該調(diào)整信號(hào)，串接的所述多個(gè)第一緩沖器的輸出端耦接該環(huán)形振蕩器；多個(gè)緩沖電容，分別耦接于對(duì)應(yīng)的第一緩沖器的輸出端與該接地之間；以及多個(gè)第六晶體管，分別耦接于對(duì)應(yīng)的第一緩沖器與該接地之間，各該第六晶體管的柵極耦接該偏壓電壓產(chǎn)生單元。
7.如權(quán)利要求6所述的電荷泵電路的控制電路，其特征在于，各該第一緩沖器為一第七晶體管，各該第一緩沖器的輸入端與輸出端分別為該第七晶體管的柵極與第二源/漏極，該第七晶體管的第一源/漏極耦接一電源電壓。
8.如權(quán)利要求1所述的電荷泵電路的控制電路，其特征在于，該環(huán)形振蕩器包括串接的多個(gè)第二緩沖器，串接的所述多個(gè)第二緩沖器的輸入端耦接至串接的所述多個(gè)第二緩沖器的輸出端；以及多個(gè)電流源，分別耦接于對(duì)應(yīng)的第二緩沖器與一接地之間，各該電流源的電流大小受控于該第一控制信號(hào)與一第二控制信號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的電荷泵電路的控制電路，其特征在于，各該第二緩沖器為一第八晶體管，各該第二緩沖器的輸入端與輸出端分別為該第八晶體管的柵極與第二源/漏極，該第八晶體管的第一源/漏極耦接一電源電壓。
10.如權(quán)利要求8所述的電荷泵電路的控制電路，其特征在于，各該電流源包括一第九晶體管，其柵極耦接該調(diào)整信號(hào)；一第十晶體管，與該第九晶體管串接于對(duì)應(yīng)的第二緩沖器與該接地之間，該第十晶體管的柵極耦接該第二控制信號(hào)；一第十一晶體管，其柵極耦接該調(diào)整信號(hào)；以及一第十二晶體管，與該第十一晶體管串接于對(duì)應(yīng)的第二緩沖器與該接地之間，該第十二晶體管的柵極耦接該第一控制信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電荷泵電路的控制電路，包括環(huán)形振蕩器以及負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)單元。其中環(huán)形振蕩器用以產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)，并依據(jù)第一控制信號(hào)調(diào)整時(shí)鐘脈沖信號(hào)的頻率，并依據(jù)一調(diào)整信號(hào)停止產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)。負(fù)載狀態(tài)檢測(cè)單元用以產(chǎn)生第一控制信號(hào)，并依據(jù)電荷泵電路的輸出電壓的壓降變化與調(diào)整信號(hào)決定使能第一控制信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)，其中調(diào)整信號(hào)的脈沖寬度隨輸出電壓的電壓值下降幅度變小而變窄。本發(fā)明的電荷泵電路的控制電路，可依照負(fù)載狀態(tài)的變化情形同時(shí)兼顧電荷泵電路的效率與驅(qū)動(dòng)能力。
文檔編號(hào)H02M3/07GK102255497SQ20101017971
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者吳鎮(zhèn)宇 申請(qǐng)人:華邦電子股份有限公司