电荷泵电路的操作控制方法技术

公开了电荷泵电路的操作控制方法，其用于将输入电压升压到在输入电压和输入电压的两倍之间的范围中的期望量值，并输出已升压的电压。该方法包括步骤：（ａ）在充电时段期间，通过根据期望的电压量值选择性地闭合一个或多个第一开关，闭合第三开关，并选择性地闭合第四开关之一或第二开关，来以输入电压对串联连接的一个或多个电容器充电；和（ｂ）在放电时段期间，断开已被闭合的第三开关和第二开关或第四开关；选择性地闭合一个或多个第一开关；和闭合一个或多个第四和第五开关。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及输出电压可变的，并且特别地涉及能够输出具有在输入电压和输入电压的两倍之间的范围中的量值的电压的电荷泵电路的操作控 制方法。
技术介绍
图11是示出了现有电荷泵电路(例如，参见专利文档1)的示例的电路图。 图11的电荷泵电路通过提供足够数量的快速电容器(flying c印acitor) Cl-Cn(n是大于1的整数)，能够输出具有升高到输入电压Vin的(1+1/n)倍的量值的电压 作为输出电压V。ut。例如，如果n = 3，则电荷泵电路输出具有通过三个快速电容器Cl-C3升 高到输入电压Vin的(1+1/3)倍的量值的电压作为输出电压V。ut。也就是说，取决于快速电容器的数量，可以提供具有在输入电压Vin和输入电压Vin的两倍之间的范围中的量值的电 压作为输出电压V。ut。 专利文档1 :日本专利公开No. 3911188 然而，现有电荷泵电路留下了这样的问题在提供n个快速电容器的情况下，对于 输出电压V。ut来说，仅可以获得等于输入电压Vin的(l+l/n)倍的一个电压量值。
技术实现思路
考虑到现有问题，本专利技术旨在提供，用于产生其量值 在输入电压Vin和输入电压Vin的两倍的范围中可变的输出电压V。ut。 根据本专利技术的一个方面，提供了输出电压可变的，其 用于将输入到电荷泵电路的输入端子的输入电压升压到在输入电压和输入电压的两倍之 间的范围中的期望电压量值，并从电荷泵电路的输出端子输出已升压的电压作为输出电 压。电荷泵电路包括多个快速电容器；一个或多个第一开关元件，其每个被配置为串联连 接快速电容器中的两个以形成包括快速电容器和一个或多个第一开关元件的串联电路；第 二开关元件，被配置为将串联电路的一端连接到输入端子；第三开关元件，被配置为将串联 电路的另一端连接到地；多个第四开关元件，其每个对应于快速电容器中不同的一个，并被 配置为将对应的快速电容器的低电压端连接到输入端子；和多个第五开关元件，其每个对 应于快速电容器中不同的一个，并被配置为将对应的快速电容器的高电压端连接到输出端 子。该操作控制方法包括步骤(a)在用于对一个或多个快速电容器充电的充电时段期间， 通过根据期望的电压量值选择性地闭合一个或多个第一开关元件，闭合第三开关元件，和 选择性地闭合第四开关元件之一或第二开关元件，来以输入电压对串联连接的一个或多个 快速电容器充电；和(b)在用于将在一个或多个快速电容器中累积的电荷放电的放电时段 期间，通过以下列方式将一个或多个已充电快速电容器的所选的一个或多个低电压端连接 到输入端子，并将一个或多个已充电快速电容器的所选的一个或多个高电压端连接到输出 端子，而从输出端子输出具有期望的电压幅度的输出电压断开已经在充电时段期间闭合的第三开关元件，并且断开在充电时段期间闭合的第四开关元件之一或第二开关元件；控 制一个或多个第一开关元件的闭合/断开状态；和闭合一个或多个第四开关元件和一个或 多个第五开关元件。附图说明 图1示出了根据本专利技术的第一实施例的电荷泵电路的示例； 图2A到图2C示出了在产生具有等于输入电压Vin的量值的电压并输出产生的电 压作为输出电压V。ut的情况下每一个开关元件的0N/0FF模式； 图3A到图3C示出了用以输出具有等于输入电压Vin的(1+1/3)倍的量值的电压 作为输出电压V。ut的开关元件的开关操作的示例； 图4A到图4C示出了用以输出具有等于输入电压Vin的(1+1/2)倍的量值的电压 作为输出电压V。ut的开关元件的开关操作的示例； 图5A到图5C示出了用以输出具有等于输入电压Vin的(1+2/3)倍的量值的电压 作为输出电压V。ut的开关元件的开关操作的示例； 图6A到图6C示出了用以输出具有等于输入电压Vin的2倍的量值的电压作为输 出电压V。ut的开关元件的开关操作的示例； 图7A到图7C示出了用以输出具有等于输入电压Vin的2倍的量值的电压作为输 出电压V。ut的开关元件的开关操作的另一示例； 图8A到图8C示出了用以输出具有等于输入电压Vin的(1+1/3)倍的量值的电压 作为输出电压V。ut的开关元件的开关操作的另一示例； 图9A到图9C示出了用以输出具有等于输入电压Vin的(1+1/2)倍的量值的电压 作为输出电压V。ut的开关元件的开关操作的另一示例； 图IOA到图10C示出了用以输出具有等于输入电压Vin的2倍的量值的电压作为 输出电压V。ut的开关元件的开关操作的另一示例；以及 图11是示出了现有电荷泵电路的示例的电路图。具体实施例方式接着参照图中所图示的实施例详细描述本专利技术。 第一实施例 图1示出了根据本专利技术的第一实施例的电荷泵的示例。 图1的电荷泵电路1输出具有在输入到其输入端子IN的输入电压Vin和输入电压 Vin的两倍的范围中的期望量值的电压作为来自其输出端子OUT的输出电压V。ut。从直流电 源IO(如，电池或恒压电路)输入输入电压Vin。 电荷泵电路1包括n个快速电容器Cl-Cn(n是大于1的整数)，其每一个具有相 同的电容；输出电容器Co，被配置为稳定输出电压V。ut ;第一开关元件SI (1到n-1);第二开 关元件S2;第三开关元件S3;第四开关元件S4(l到n);第五开关元件S5 (1到n);以及控 制电路2，被配置为执行第一开关元件SI (1到n-1)、第二开关元件S2、第三开关元件S3、第 四开关元件S4(l到n)和第五开关元件S5(l到n)的开关控制。 注意，第一开关元件Sl(l到n-l)中的每一个均单独地是第一开关元件。第二开5关元件S2和第三开关元件S3分别是第二开关元件和第三开关元件。第四开关元件S4(l 到n)中的每一个均单独地是第四开关元件。第五开关元件S5(l到n)中的每一个均单独 地是第五开关元件。 在输入端子IN与地之间，第二开关元件S2、串联电路和第三开关元件S3彼此串联 连接。在串联电路中，交替地排列快速电容器Cl-Cn和第一开关元件Sl(l到n-l)并且其 彼此连接。也就是说，在由快速电容器Cl-Cn和第一开关元件Sl(l到n-l)形成的串联电 路中，快速电容器Cl-Cn经由对应的第一开关元件Sl(l到n-l)彼此串联连接。第四开关 元件S4(1到n)中的每一个连接在输入端子IN与快速电容器Cl-Cn中的对应一个的低电 压端之间。第五开关元件S5(1到n)中的每一个连接在输出端子OUT与快速电容器Cl-Cn 中的对应一个的高电压端之间。注意，在图1中未示出控制电路2与第一开关元件S1(1到 n-l)、第二开关元件S2、第三开关元件S3、第四开关元件S4(1到n)和第五开关元件S5 (1 到n)的控制电极之间的连接。 接着通过采用提供三个快速电容器(S卩，n = 3)的情况作为示例，具体描述具有 这种结构的图1的电荷泵电路1的操作。在这种情况下，电荷泵电路1能够输出具有以下五个量值之一的电压作为输出电压V。ut :等于输入电压Vin ;等于输入电压Vin的(1 + 1/3)倍； 等于输入电压Vin的(1 + 1/ 二 2)倍；等于输入电压Vin的(1+2/3)倍；和等于输入电压Vin的2倍。根据输出电压V。ut的所选量值，控制电路2控制第一开关元件Sl (1和2)、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输出电压可变的电荷泵电路的操作控制方法，其用于将输入到其输入端子的输入电压升压到在输入电压和输入电压的两倍之间的范围中的期望电压量值，并从其输出端子输出已升压的电压作为输出电压，所述电荷泵电路包括：多个快速电容器；一个或多个第一开关元件，其每个被配置为串联连接快速电容器中的两个以形成包括快速电容器和一个或多个第一开关元件的串联电路；第二开关元件，被配置为将串联电路的一端连接到输入端子；第三开关元件，被配置为将串联电路的另一端连接到地；多个第四开关元件，其每个对应于快速电容器中不同的一个，并被配置为将对应的快速电容器的低电压端连接到输入端子；和多个第五开关元件，其每个对应于快速电容器中不同的一个，并被配置为将对应的快速电容器的高电压端连接到输出端子，所述操作控制方法包括如下步骤：（ａ）在用于对一个或多个快速电容器充电的充电时段期间，通过根据期望的电压量值选择性地闭合一个或多个第一开关元件，闭合第三开关元件，并选择性地闭合第四开关元件之一或第二开关元件，来以输入电压对串联连接的一个或多个快速电容器充电；和（ｂ）在用于将在一个或多个快速电容器中累积的电荷放电的放电时段期间，通过以下列方式将一个或多个已充电快速电容器的所选的一个或多个低电压端连接到输入端子，并将一个或多个已充电快速电容器的所选的一个或多个高电压端连接到输出端子，来从输出端子输出具有期望的电压量值的输出电压：断开已经在充电时段期间闭合的第三开关元件，并断开已经在充电时段期间闭合的第四开关元件之一或第二开关元件；控制一个或多个第一开关元件的闭合／断开状态；和闭合一个或多个第四开关元件和一个或多个第五开关元件。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：志和屋阳一，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：JP[日本]