本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電源系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電荷泵是利用電容作為儲(chǔ)能元件的一種開關(guān)電源，其內(nèi)部通過控制開關(guān)管陣列來控制電容的充放電，實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)化，依據(jù)不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)升壓、降壓和電壓反轉(zhuǎn)功能，由于電荷泵電路外接電路簡單，且沒有使用電感作為儲(chǔ)能元件，因而電磁干擾小，廣泛應(yīng)用于測(cè)量儀器、數(shù)碼相機(jī)及便攜式通信設(shè)備中，瞬態(tài)響應(yīng)是衡量電源系統(tǒng)性能的一個(gè)重要指標(biāo)，反映了電源系統(tǒng)對(duì)負(fù)載發(fā)生階躍變化時(shí)其輸出電壓能夠快速響應(yīng)的能力，典型的電荷泵電路應(yīng)用系統(tǒng)如圖1和圖2所示，當(dāng)負(fù)載電流ILOAD跳變時(shí)，由于電路的輸出電壓無法瞬態(tài)跟蹤負(fù)載電流的快速變化，易于造成輸出電壓較大波動(dòng)，使得系統(tǒng)的正常工作面臨很大的挑戰(zhàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種快速瞬態(tài)響應(yīng)的電荷泵電路系統(tǒng)，解決以上技術(shù)問題；

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

快速瞬態(tài)響應(yīng)的電荷泵電路系統(tǒng)，其中，包括一電荷泵電路，用于提供一輸出電壓至一受控負(fù)載；所述電荷泵電路包括：

一誤差放大器，對(duì)一參考電壓和一采樣自所述輸出電壓的電壓反饋信號(hào)進(jìn)行比較產(chǎn)生一誤差放大信號(hào)，所述誤差放大器于一第二控制信號(hào)的作用下于具有第一增益的電路拓?fù)浜途哂械诙鲆娴碾娐吠負(fù)渲g切換以改變所述誤差放大信號(hào)的大?。?/p>

一電荷泵控制電路，于所述誤差放大信號(hào)的作用下產(chǎn)生一組開關(guān)控制信號(hào)；

一設(shè)置有儲(chǔ)能電容的工作電路，于所述開關(guān)控制信號(hào)作用下改變所述儲(chǔ)能電容的充放電時(shí)間，以穩(wěn)定輸出電壓。

本發(fā)明的快速瞬態(tài)響應(yīng)的電荷泵電路系統(tǒng)，所述第二控制信號(hào)通過一控制電路產(chǎn)生。

本發(fā)明的快速瞬態(tài)響應(yīng)的電荷泵電路系統(tǒng)，所述控制電路還用于產(chǎn)生一第一控制信號(hào)，所述第一控制信號(hào)控制所述受控負(fù)載的負(fù)載電流降低或增加，所述控制電路于所述負(fù)載電流降低或增加之前的預(yù)定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生所述第二控制信號(hào)。

本發(fā)明的快速瞬態(tài)響應(yīng)的電荷泵電路系統(tǒng)，所述工作電路包括，

一輸入電壓端，與一工作電壓連接；

一輸出電壓端，用于提供輸出電壓；

第一開關(guān)支路，連接于所述輸入電壓端和一第一參考節(jié)點(diǎn)之間；

第二開關(guān)支路，連接于所述第一參考節(jié)點(diǎn)和接地端之間；

第三開關(guān)支路，連接于所述輸出電壓端和一第二參考節(jié)點(diǎn)之間；

第四開關(guān)支路，連接于所述第二參考節(jié)點(diǎn)和接地端之間；

所述第一開關(guān)支路、所述第二開關(guān)支路、所述第三開關(guān)支路和所述第四開關(guān)支路的控制端分別與所述開關(guān)控制信號(hào)連接；

所述儲(chǔ)能電容連接于所述第一參考節(jié)點(diǎn)和所述第二參考節(jié)點(diǎn)之間；

所述工作電路于充電模式時(shí)，所述第一開關(guān)支路和所述第四開關(guān)支路導(dǎo)通，所述第二開關(guān)支路和所述第三開關(guān)支路斷開，所述輸入電壓端向所述儲(chǔ)能電容充電；

所述工作電路于放電模式時(shí)，所述第二開關(guān)支路和所述第三開關(guān)支路導(dǎo)通，所述第一開關(guān)支路和所述第四開關(guān)支路斷開，自所述儲(chǔ)能電容兩端向所述輸出電壓端放電。

本發(fā)明的快速瞬態(tài)響應(yīng)的電荷泵電路系統(tǒng)，所述電壓反饋信號(hào)通過一反饋網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生，所述反饋網(wǎng)絡(luò)主要由一電阻分壓電路形成，所述電阻分壓電路包括預(yù)訂數(shù)量且相互串聯(lián)地連接于所述輸出電壓端與接地端之間的分壓電阻，所述分壓電阻間相連接的點(diǎn)形成分壓節(jié)點(diǎn)，所述電壓反饋信號(hào)自所述分壓節(jié)點(diǎn)引出。

本發(fā)明的快速瞬態(tài)響應(yīng)的電荷泵電路系統(tǒng)，所述誤差放大器包括，

工作電壓端，用于輸入所述工作電壓；

第一輸入端，用于輸入一第一輸入信號(hào)；

第二輸入端，用于輸入一第二輸入信號(hào)；

輸出端，用于輸出所述誤差放大信號(hào)；

復(fù)數(shù)個(gè)MOS管組成的差分放大電路，可控制地連接于所述工作電壓端、所述接地端、所述第一輸入端、所述第二輸入端及所述輸出端之間，用于對(duì) 所述第一輸入信號(hào)和所述第二輸入信號(hào)進(jìn)行差分放大以輸出所述誤差放大信號(hào)；

所述差分放大電路中預(yù)定的所述MOS管的兩端并聯(lián)一第二MOS管，所述第二MOS管的柵極與預(yù)定的所述MOS管的柵極之間連接一開關(guān)支路，所述開關(guān)支路于所述第二控制信號(hào)的作用下導(dǎo)通或斷開，以實(shí)現(xiàn)所述差分放大電路于所述具有第一增益的電路拓?fù)浜退鼍哂械诙鲆娴碾娐吠負(fù)渲g切換。

本發(fā)明的快速瞬態(tài)響應(yīng)的電荷泵電路系統(tǒng)，所述差分放大電路包括，

第一PMOS管，其源極連接一第一交匯節(jié)點(diǎn)，其漏極連接一第二交匯節(jié)點(diǎn)，其柵極連接所述第一輸入端；

第二PMOS管，其源極連接所述第一交匯節(jié)點(diǎn)，其漏極連接一第三交匯節(jié)點(diǎn)，其柵極連接所述第二輸入端；

第三PMOS管，其柵極連接一第一偏置電壓，其源極連接所述工作電壓端，漏極連接所述第一交匯節(jié)點(diǎn)，于所述第一偏置電壓的作用下提供第一偏置電流。

本發(fā)明的快速瞬態(tài)響應(yīng)的電荷泵電路系統(tǒng)，還包括一第四PMOS管，并聯(lián)于所述第三PMOS管的源極和漏極之間，所述第四PMOS管的柵極與所述第三PMOS管的柵極之間連接一第五開關(guān)支路，所述第五開關(guān)支路于所述第二控制信號(hào)的作用下導(dǎo)通時(shí)，所述第二PMOS管與所述第一PMOS管同步工作，以改變所述第一偏置電流的大小。

本發(fā)明的快速瞬態(tài)響應(yīng)的電荷泵電路系統(tǒng)，所述差分放大電路包括，

第一NMOS管，連接于所述第二交匯節(jié)點(diǎn)和電源地之間，其柵極連接 一第二偏置電壓；

第二NMOS管，連接于所述第三交匯節(jié)點(diǎn)和電源地之間，其柵極連接所述第二偏置電壓；

所述第一NMOS管和所述第二NMOS管于所述第二偏置電壓的作用下以產(chǎn)生第二偏置電流。

本發(fā)明的快速瞬態(tài)響應(yīng)的電荷泵電路系統(tǒng)，所述差分放大電路還包括，

第三NMOS管，并聯(lián)于所述第一NMOS管的源極和漏極之間，所述第三NMOS管的柵極與所述第一NMOS管的柵極之間連接一第六開關(guān)支路，所述第六開關(guān)支路于所述第二控制信號(hào)的作用下導(dǎo)通時(shí)，所述第三NMOS管與所述第一NMOS管同步工作；

第四NMOS管，并聯(lián)于所述第二NMOS管的源極和漏極之間，所述第四NMOS管的柵極與所述第二NMOS管的柵極之間連接一第七開關(guān)支路，所述第七開關(guān)支路于所述第二控制信號(hào)的作用下導(dǎo)通時(shí)，所述第四NMOS管與所述第二NMOS管同步工作。

有益效果：由于采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明于負(fù)載電流突變之前改變誤差放大器的增益，減小輸出電壓的波動(dòng)，可以增強(qiáng)瞬態(tài)響應(yīng)，改善系統(tǒng)性能。

附圖說明

圖1為傳統(tǒng)的電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為傳統(tǒng)的輸出電壓和負(fù)載電流的波形圖；

圖3為本發(fā)明的電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖4為本發(fā)明的電荷泵電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的第二控制信號(hào)、誤差放大信號(hào)、輸出電壓、負(fù)載電流的波形圖；

圖6為本發(fā)明的誤差放大器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明的第五開關(guān)支路示意圖；

圖8為本發(fā)明的第六開關(guān)支路示意圖；

圖9為本發(fā)明的第七開關(guān)支路示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。

參照?qǐng)D3、圖4，快速瞬態(tài)響應(yīng)的電荷泵電路系統(tǒng)，其中，包括一電荷泵電路1，用于提供一輸出電壓Vout至一受控負(fù)載3；電荷泵電路1包括：

一誤差放大器123，對(duì)一參考電壓Vref和一采樣自輸出電壓Vout的電壓反饋信號(hào)Vfb進(jìn)行比較產(chǎn)生一誤差放大信號(hào)Iea，誤差放大器123于第二控制信號(hào)s2的作用下具有第一增益的電路拓?fù)浜途哂械诙鲆娴碾娐吠負(fù)渲g切換以改變誤差放大信號(hào)Iea大??；

一電荷泵控制電路121，于誤差放大信號(hào)Iea的作用下產(chǎn)生一組開關(guān)控制信號(hào)；

設(shè)置有儲(chǔ)能電容的工作電路，于開關(guān)控制信號(hào)作用下改變儲(chǔ)能電容的充放電時(shí)間，以穩(wěn)定輸出電壓。

本發(fā)明的快速瞬態(tài)響應(yīng)的電荷泵電路系統(tǒng)，第二控制信號(hào)s2通過一控制電路2產(chǎn)生。

本發(fā)明的快速瞬態(tài)響應(yīng)的電荷泵電路系統(tǒng)，控制電路2還用于產(chǎn)生一第一控制信號(hào)s1，控制電路于第一控制信號(hào)s1控制受控負(fù)載3的負(fù)載電流Iload增加或降低之前的預(yù)定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生所述第二控制信號(hào)s2。

本發(fā)明的快速瞬態(tài)響應(yīng)的電荷泵電路系統(tǒng)，工作電路可以包括，

一輸入電壓端，與一工作電壓VDD連接；

一輸出電壓端，用于提供輸出電壓Vout；

第一開關(guān)支路，連接于輸入電壓端和一第一參考節(jié)點(diǎn)x1之間；

第二開關(guān)支路，連接于第一參考節(jié)點(diǎn)x1和接地端GND之間；

第三開關(guān)支路，連接于輸出電壓端和一第二參考節(jié)點(diǎn)x2之間；

第四開關(guān)支路，連接于第二參考節(jié)點(diǎn)x2和接地端GND之間；

第一開關(guān)支路、第二開關(guān)支路、第三開關(guān)支路和第四開關(guān)支路的控制端分別與開關(guān)控制信號(hào)連接；

儲(chǔ)能電容C1連接于第一參考節(jié)點(diǎn)x1和第二參考節(jié)點(diǎn)x2之間；

工作電路于充電模式時(shí)，第一開關(guān)支路和第四開關(guān)支路導(dǎo)通，第二開關(guān)支路和第三開關(guān)支路斷開，輸入電壓端向儲(chǔ)能電容C1充電；

工作電路于放電模式時(shí)，第二開關(guān)支路和第三開關(guān)支路導(dǎo)通，第一開關(guān)支 路和第四開關(guān)支路斷開，自儲(chǔ)能電容C1兩端向輸出電壓端放電。

本發(fā)明的快速瞬態(tài)響應(yīng)的電荷泵電路系統(tǒng)，電壓反饋信號(hào)Vfb可以通過一反饋網(wǎng)絡(luò)13產(chǎn)生，反饋網(wǎng)絡(luò)13主要由一電阻分壓電路形成，電阻分壓電路包括預(yù)訂數(shù)量且相互串聯(lián)地連接于輸出端與接地端之間的分壓電阻，分壓電阻間相連接的點(diǎn)形成分壓節(jié)點(diǎn)，電壓反饋信號(hào)Vfb自分壓節(jié)點(diǎn)引出。

本發(fā)明的快速瞬態(tài)響應(yīng)的電荷泵電路系統(tǒng)，誤差放大器123包括，

工作電壓端，用于輸入一工作電壓VDD；

第一輸入端Vin1，用于輸入一第一輸入信號(hào)；

第二輸入端Vin2，用于輸入一第二輸入信號(hào)；

輸出端EAout，用于輸出誤差放大信號(hào)Iea；

復(fù)數(shù)個(gè)MOS管組成的差分放大電路，可控制地連接于工作電壓端、接地端、第一輸入端Vin1、第二輸入端Vin2及輸出端EAout之間，用于對(duì)第一輸入信號(hào)和第二輸入信號(hào)進(jìn)行差分放大以輸出誤差放大信號(hào)EAout；

差分放大電路中預(yù)定的MOS管的兩端并聯(lián)一第二MOS管，第二MOS管的柵極與預(yù)定的MOS管的柵極之間連接一開關(guān)支路，開關(guān)支路于第二控制信號(hào)s2的作用下導(dǎo)通或斷開，以實(shí)現(xiàn)該差分放大電路具有第一增益的電路拓?fù)浜途哂械诙鲆娴碾娐吠負(fù)渲g切換。

本發(fā)明的快速瞬態(tài)響應(yīng)的電荷泵電路系統(tǒng)，差分放大電路包括，

第一PMOS管M1，其源極連接一第一交匯節(jié)點(diǎn)A，其漏極連接一第二交匯節(jié)點(diǎn)X，其柵極連接第一輸入端Vin1；

第二PMOS管M2，其源極連接第一交匯節(jié)點(diǎn)A，其漏極連接一第三交匯節(jié)點(diǎn)Y，其柵極連接第二輸入端Vin2；

第三PMOS管M11，其柵極連接一第一偏置電壓Vb5，其源極連接工作電壓VDD，漏極連接第一交匯節(jié)點(diǎn)A，于第一偏置電壓Vb5的作用下提供第一偏置電流。

本發(fā)明的快速瞬態(tài)響應(yīng)的電荷泵電路系統(tǒng)，還包括一第四PMOS管M12，并聯(lián)于第三PMOS管M11的源極和漏極之間，第四PMOS管M12的柵極與第三PMOS管M11的柵極之間連接一第五開關(guān)支路，第五開關(guān)支路于第二控制信號(hào)s2的作用下導(dǎo)通時(shí)，第二PMOS管M2與第一PMOS管M1同步工作，以改變第一偏置電流的大小。如圖7所示，第五開關(guān)支路于第二控制信號(hào)s2的作用下導(dǎo)通時(shí)，第四PMOS管M12的柵極Vb6與第一偏置電壓Vb5連通。

本發(fā)明的快速瞬態(tài)響應(yīng)的電荷泵電路系統(tǒng)，差分放大電路包括，

第一NMOS管M5，連接于第二交匯節(jié)點(diǎn)X和電源地GND之間，其柵極連接一第二偏置電壓；

第二NMOS管M6，連接于第三交匯節(jié)點(diǎn)Y和電源地之間，其柵極連接第二偏置電壓Vb4；

第一NMOS管M5和第二NMOS管M6于第二偏置電壓Vb4的作用下以產(chǎn)生第二偏置電流。

本發(fā)明的快速瞬態(tài)響應(yīng)的電荷泵電路系統(tǒng)，差分放大電路還可以進(jìn)一步包括，

第三NMOS管M13，并聯(lián)于第一NMOS管M5的源極和漏極之間，第三NMOS管M13的柵極與第一NMOS管M5的柵極之間連接一第六開關(guān)支路，第六開關(guān)支路于第二控制信號(hào)s2的作用下導(dǎo)通時(shí)，第三NMOS管M13 與第一NMOS管M5同步工作；如圖8所示，第六開關(guān)支路于第二控制信號(hào)s2的作用下導(dǎo)通時(shí)，第三NMOS管M13的柵極Vb7與第二偏置電壓Vb4連通；

第四NMOS管M14，并聯(lián)于第二NMOS管M6的源極和漏極之間，第四NMOS管M14的柵極與第二NMOS管M6的柵極之間連接一第七開關(guān)支路，第七開關(guān)支路于第二控制信號(hào)s2的作用下導(dǎo)通時(shí)，第四NMOS管M14與第二NMOS管M6同步工作。如圖9所示，第七開關(guān)支路于第二控制信號(hào)s2的作用下導(dǎo)通時(shí)，第四NMOS管M14的柵極Vb8與第二偏置電壓Vb4連通；

本發(fā)明的快速瞬態(tài)響應(yīng)的電荷泵電路系統(tǒng)，差分放大電路主要采用差分輸入單端輸出的共源共柵結(jié)構(gòu)。優(yōu)選采用折疊共源共柵結(jié)構(gòu)，以提高增益，及增加電源電壓的噪聲抑制能力。

如圖5的波形圖可以看出，本發(fā)明于負(fù)載電流突變之前產(chǎn)生第二控制信號(hào)以改變誤差放大器在具有第一增益的電路拓?fù)浜途哂械诙鲆娴碾娐吠負(fù)渲g切換，可以減小輸出電壓的波動(dòng)，增強(qiáng)瞬態(tài)響應(yīng)，改善系統(tǒng)性能。

以上所述僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的實(shí)施方式及保護(hù)范圍，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識(shí)到凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。