共享飞电容的电荷泵的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电压转换的技术领域，特别涉及一种共享飞电容(FlyingCapacitor)的电荷泵。
【【背景技术】】
[0002]目前，有两种经典电路都被称为电荷泵(ChargePump)。一种是应用于锁相环电路中，连接于鉴频鉴相器后级，通过对电容充放电产生较为稳定的电压，以便用于控制压控振荡器的频率；另一种是通过开关电容，用于电压转换，能提供较大输出电流的功率输出电路。本实用新型的电荷泵电路是后者的子类，此处为了区别，将后者称为功率电荷泵。
[0003]在有些应用中，需要多个功率电荷泵同时工作，产生多个输出电压，由于现有技术中，一般每个功率电荷泵都独立配置了飞电容，由此，需要设置的飞电容的个数较多，连接外置飞电容所需芯片管脚数目较多，从而增加了芯片成本，且不利于系统小型化。
[0004]因此，有必要提供一种改进的技术方案来克服上述问题。
【【实用新型内容】】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种共享飞电容的电荷泵，其通过分时复用飞电容，实现多个功率电荷泵共用一套飞电容，从而节省飞电容的数目，节省飞电容所需的芯片管脚，进而节省芯片成本，且利于系统小型化。
[0006]为了解决上述问题，本实用新型提供一种共享飞电容的电荷泵，其包括电压源、电压转换模块、第一输出模块、第二输出模块和驱动模块。所述电压转换模块包括电容Cfl、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关，其中，第一开关、电容Cfl、第六开关依次连接于电压源的正极与第二电压输出端之间，电压源的负极与地节点相连；第三开关的一端与电压源和第一开关之间的连接节点相连，其另一端与电容Cfl和第六开关之间的连接节点相连；第二开关的一端与地节点相连，其另一端与电容Cfl和第六开关之间的连接节点相连；第四开关的一端与第一开关和电容Cfl之间的连接节点相连，其另一端与第一电压输出端相连；第五开关的一端与第一开关和电容Cfl之间的连接节点相连，其另一端与地节点相连。所述第一输出模块包括第一输出电容，所述第一输出电容连接于第一电压输出端和地节点之间。第二输出模块包括第二输出电容，所述第二输出电容连接于第二电压输出端和地节点之间。所述驱动模块输出驱动信号以控制各个开关的导通或者关断，其中，在控制第一开关和第二开关导通时，控制第三开关、第四开关、第五开关和第六开关关断；在控制第三开关和第四开关导通时，控制第一开关、第二开关、第五开关和第六开关关断；在控制第五开关和第六开关导通时，控制第一开关、第二开关、第三开关和第四开关关断。
[0007]进一步的，所述驱动信号包括第一驱动信号、第二驱动信号和第三驱动信号，其中，第一驱动信号与第一开关和第二开关的控制端相连，以控制第一开关和第二开关的导通或者关断；第二驱动信号与第三开关和第四开关的控制端相连，以控制第三开关和第四开关的导通或者关断；第三驱动信号与第五开关和第六开关的控制端相连，以控制第五开关和第六开关的导通或者关断。
[0008]进一步的，所述六个开关都为MOS晶体管，第一驱动信号、第二驱动信号和第三驱动信号都为时钟信号。
[0009]进一步的，第一驱动信号、第二驱动信号和第三驱动信号之间存在一定的死区时间，以避免所述六个开关同时导通。
[0010]进一步的，驱动信号为高电平时使对应的开关导通，驱动信号为低电平时使对应的开关关断。当第一驱动信号为高电平时，第二驱动信号和第三驱动信号为低电平，满足如下关系:VCfl = Vl (I)，其中，Vl为所述电压源的电压值，VCfl为电容Cfl的电压值；当第二驱动信号为高电平时，第一驱动信号和第三驱动信号为低电平，满足如下关系:νοι =VI+VCf I (2)，其中，VOl为所述第一电压输出端的电压值，Vl为所述电压源的电压值，VCfl为电容Cfl的电压值；联合公式⑴、⑵求解得:V01 = V1+V1 = 2.VL当第一驱动信号再次为高电平时，第二驱动信号和第三驱动信号为低电平，满足如下关系:VCfl = Vl (3)，其中，Vl为所述电压源的电压值，VCfl为电容Cfl的电压值；当第三驱动信号为高电平时，第一驱动信号和第二驱动信号为低电平，满足如下关系:-VCfl = V02 (4)，其中，V02为所述第二电压输出端的电压值，VCfl为电容Cfl的电压值；联合公式(3)、(4)求解得:V02=-Vlo
[0011]进一步的，驱动信号为高电平时使对应的开关导通，驱动信号为低电平时使对应的开关关断。当第一驱动信号为高电平时，第二驱动信号和第三驱动信号为低电平，满足如下关系:VCfl = Vl (5)，其中，Vl为所述电压源的电压值，VCfl为电容Cfl的电压值；当第二驱动信号为高电平时，第一驱动信号和第三驱动信号为低电平，满足如下关系:νοι =VI+VCf I (6)，其中，VOl为所述第一电压输出端的电压值，Vl为所述电压源的电压值，VCfl为电容Cfl的电压值；当第三驱动信号为高电平时，第一驱动信号和第二驱动信号为低电平，满足如下关系:-VCfl = V02 (7)，其中，V02为所述第二电压输出端的电压值，VCfl为电容 Cfl 的电压值；联合公式(5)、(6)、(7)求解得:V01 = V1+V1 = 2.VL V02 = -VCfl。
[0012]进一步的，驱动信号为高电平时使对应的开关导通，驱动信号为低电平时使对应的开关关断。当第一驱动信号为高电平时，第二驱动信号和第三驱动信号为低电平，满足如下关系:VCfl = Vl (8)，其中，Vl为所述电压源的电压值，VCfl为电容Cfl的电压值；当第三驱动信号为高电平时，第一驱动信号和第二驱动信号为低电平，满足如下关系:-VCfl=V02 (9)，其中，V02为所述第二电压输出端的电压值，VCfl为电容Cfl的电压值；当第二驱动信号为高电平时，第一驱动信号和第三驱动信号为低电平，满足如下关系:
[0013]VOl = Vl+VCfI (10)，其中，VOl为所述第一电压输出端的电压值，Vl为所述电压源的电压值，VCfl为电容Cfl的电压值；联合公式⑶、(9)、(10)求解得:V01 = Vl+Vcfl,V02 = -Vlo
[0014]进一步的，所述电容Cfl为飞电容。
[0015]与现有技术相比，本实用新型通过多个功率电荷泵分时复用同一套飞电容，以产生多个输出电压，从而节省飞电容的数目，节省飞电容所需的芯片管脚，进而节省芯片成本，且利于系统小型化。【【附图说明】】
[0016]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中:
[0017]图1为本实用新型在一个实施例中的共享飞电容的电荷泵的电路示意图；
[0018]图2为在第一个实施例中，图1中的动信号CK1、CK2和CK3的时序图；
[0019]图3为在第二个实施例中，图1中驱动信号CK1、CK2和CK3的时序图；
[0020]图4为在第三个实施例中，图1中驱动信号CK1、CK2和CK3的时序图。
【【具体实施方式】】
[0021]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0022]此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。除非特别说明，本文中的连接、相连、相接的表示电性连接的词均表示直接或间接电性相连。
[0023]由于在有些应用中，需要多个功率电荷泵同时工作，产生多个输出电压，因此，本实用新型针对此类需求提供一种共享飞电容的电荷泵，其通过多个功率电荷泵分时复用同一套飞电容，以产生多个输出电压，从而节省飞电容的数目，节省飞电容所需的芯片管脚，进而节省芯片成本，且利于系统小型化。
[0024]请参考图1所示，其为本实用新型在一个实施例中的共享飞电容的电荷泵的电路示意图。所述共享飞电容的电荷泵包括电压源(或称电压)V1、电压转换模块110、第一输出模块120、第二输出模块130和驱动模块140。
[0025]所述电压转换模块110包括电容Cfl、第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5、第六开关S6。其中，第一开关S1、电容Cfl、第六开关S6依次连接于电压源Vl的正极与第二电压输出端V02之间，电压源Vl的负极与地节点相连；第三开关S3的一端与电压源Vl和第