专利名称：动态反馈稳压电荷泵浦装置的制作方法
技术领域：
本发明是有关于 一种电荷泵浦装置，且特别是有关于 一种具动态反馈稳 压能力的电荷泵浦装置。
背景技术：
在电子电路中，往往需要各种不同电平的电源电压以供电路使用，因此
常配置电荷泵浦(charge pump)电路，以便利用现有的电源电压来产生各种不 同电平的电源电压。电荷泵浦电路是以某一预设倍率将其输入电压电平调升 (或调降)，以产生不同电平的电压。因此，电荷泵浦电路的输出电压电平便 与其输入电压息息相关。然而，为了电荷泵浦电路可以适用于各种环境(亦即 在设计电荷泵浦电路时可能无法确定其输入电压)，而依然可以产生相同预期 的输出电压， 一般是利用电压调整电路先将输出电压电平调整至额定电压， 然后才由电荷泵浦产生额定输出电压。
图1为已知的电荷泵浦电路图。电容C、开关102、开关103、开关104 及开关105构成一个电荷泵浦。晶体管T1、运算放大器IOI、电阻R1、电阻 R2构成一个具有负反馈的电压调整电路。此电压调整电路接接收系统电压 Vcc,并将系统电压V^调整为输入电压Vinl。电荷泵浦在第一工作周期时，开 关102及1Q5会呈现短路，开关103及104会呈现开路，此时输入电压Vin
会对电容C进行充电，使电容C具有相等于输入电压Vw的电位。电荷泵浦在 第二工作周期时，开关103及104会呈现短路，开关102及105会呈现开路， 使得电容C其中一端从接地改为连接至输入电压Vinl (亦即从OV改变为Vinl), 此时电容C的另一端电位会从V^被抬升至2Vi^因此，输出电压V,会得到
两倍于输入电压Vuu的电压。
已知电荷泵浦虽然可以提供两倍于输入电压V^的电压，但是当电荷泵浦 输出端出现因负载变化而产生的电流变化时，电压调整电路无法实时检测及 针对输出电流的变化而调整其输入电压Vinl，以致输出电压V一会随负载电流 变化而产生较剧烈的涟波。如欲解决涟波的问题， 一般是将电荷泵浦输入端直接耦接系统电压，再于输出端耦接具有稳压电容的电压调整器。但此解决 方式会造成电压调整器直接面对负载的问题，且所增加的稳压电容亦会增加 成本的负担，连带的使电荷泵浦的原本功能无法完全发挥。
发明内容
本发明提供一种动态反馈稳压电荷泵浦装置，其利用反馈单元动态检测 及反馈电荷泵浦的输出电压，在不增加额外元件及成本的情况下，降低输出 电压涟波及提升电荷泵浦输出效率的功效。
本发明提供一种电荷泵浦装置，其包括电压调整器、电荷泵浦及反馈单 元。电压调整器的输入端接收输入电压，并依据控制信号将输入电压调整输 出为基本电压。电荷泵浦耦接电压调整器的输出端以接收基本电压，接着将 基本电压倍压后作为输出电压。反馈单元的输入端耦接至电荷泵浦的输出端 以接收输出电压，反馈单元的输出端耦接至电压调整器以提供控制信号，其 中控制信号与输出电压相关。
在本发明的一实施例中，上述电压调整器包括运算放大器及晶体管。运 算放大器的第一端耦接至反馈单元的输出端以接收控制信号，运算放大器的 第二端接收参考电压。晶体管的栅极耦接至运算放大器的输出端，其第一源
漏极接收输入电压，其第二源漏极输出基本电压。
在本发明的一实施例中，上述反馈单元包括第一电阻及第二电阻，第一 电阻的第 一端作为反馈单元的输入端以接收输出电压，第 一 电阻的第二端作 为反馈单元的输出端以提供控制信号至电压调整器。第二电阻的第一端耦接 至第一电阻的第二端，第二电阻的第二端接地。
本发明提供一种动态反馈稳压电荷泵浦装置，其结合电荷泵浦倍压的功 效及电压调整器的稳压特性与反馈单元实时检测及反馈的能力，动态检测及 反馈输出电压，以实时反应其负载造成的电流变化，且可在不增加额外元件 及成本的条件下，提升电荷泵浦输出效率及降低输出电压的涟波。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并 配合所附图式，作详细i兌明如下。
图1为已知的电荷泵浦电路图。图2为根据本发明一实施例的动态反馈稳压电荷泵浦装置示意图。
图3A为根据本发明一实施例的第一实施方式的动态反馈稳压电荷泵浦 装置电路图。
图3B为根据本发明一实施例，说明图3A的相位波形图。 图4为根据本发明一实施例的第二实施方式的动态反馈稳压电荷泵浦装 置电路图。
图5为根据本发明一实施例的第三实施方式的动态反馈稳压电荷泵浦装 置电路图。
图6为根据本发明一实施例的第四实施方式的动态反馈稳压电荷泵浦装 置电路图。
图7为根据本发明一实施例的第五实施方式的动态反馈稳压电荷泵浦装 置电路图。
图8为根据本发明一实施例的第六实施方式的动态反馈稳压电荷泵浦装 置电路图。
200、 300、 400、 500、 600、 700、 800:动态反馈稳压电荷泵浦装置 201:电压调整器 202:电荷泵浦 203:反馈单元
101、 0P1:运算放大器 Tl、 Trl:晶体管
Va、 PH1、 PH2:控制信号 Vinl:输入电压 V隨基本电压 Vcc、 VDD:系统电压 V隨、V。UT2:输出电压 V,、 V,:参考电压
102、 103、 104、 105、 SW1、 SW2、 SW3、 SW4、 SW5、 SW6、 SW7、 SW8、 SW9、 SWIO、 SWll、 SW12、 SW13、 SW14、 SW15、 SW16、 SW17、 SW18、 SW19:开关
Rl、 R2、 R3、 R4:电阻
C、 Cl、 C2、 C3、 C4、 C5、 C國电容
具体实施例方式
因已知的电荷泵浦无法实时反应输出端的变化。当输出端出现因负载变 化而产生的电流变化时，已知的电荷泵浦产生的输出电压会随电流变化而有 较剧烈的涟波问题。有鉴于此，本发明下述实施例利用反馈单元实时检测及 反馈的能力，以达成提升电荷泵浦输出效率及降低输出电压的涟波功效。
图2为根据本发明一实施例的动态反馈稳压电荷泵浦装置200示意图。 请参照图2,动态反馈稳压电荷泵浦装置200包括电压调整器(voltage regulator) 201、电荷泵浦(charge pump) 202及反馈单元(feedback uni t) 203。 电压调整器201耦接电荷泵浦202及反馈单元203。电荷泵浦202耦接反馈 单元203。电压调整器201的输入端接收输入电压(本实施例以系统电压VDD 为例)，并依据控制信号Va将系统电压V。。调整输出为基本电压V匿。电荷泵 浦202的输入端接收基本电压VBASE，接着将基本电压V匿倍压后作为输出电压 V,。反馈单元203的输入端接收输出电压V,，且反馈单元20!3依据输出电 压V,提供控制信号Va给电压调整器201。藉此，本发明的本实施例可动态 检测及反馈输出电压V國，以达到快速反应其负载电流变化的目的，连带提 升电荷泵浦输出效率及降低输出电压的涟波。
上述一实施例的各种实施方式会以下述的各实施例来说明。图3A为根据 本发明一实施例的第一实施方式的动态反馈稳压电荷泵浦装置300电路图。 电压调整器201包括运算放大器0P1及晶体管Trl。运算放大器(operation amp 1 i fi er) OP 1的第 一端(本实施例以非反相输入端为例)耦接反馈单元的输 出端(亦即电阻R3的第二端)，其第二端(本实施例以反相输入端为例)接收参 考电压V,，其输出端耦接晶体管Trl的栅极。晶体管Trl的第一源漏极(本 实施例以源极为例)接收系统电压VDD,其第二源漏极(本实施例以漏极为例) 为电压调整器201的输出端并耦接开关SW2及SW3的第一端以输出基本电压 VBASE。本实施方式中，P型金属氧化物半导体晶体管为晶体管Trl实现的一种 方式，非以限制本发明。
电荷泵浦202包括第一电容C1、第二开关SW2、第三开关SW3、第四开 关SW4、第五开关SW5及输出电容C,。开关SW2的第二端耦接电容C1的第 一端。开关SW3的第二端耦接电容C1的第二端。开关SW4的第一端耦接电容 CI的第一端，其第二端为电荷泵浦202的输出端以提供输出电压V。 T2。开关SW5的第一端耦接电容C1的第二端，其第二端接收第二参考电压(本实施例 以接地电压为例)。输出电容C,的第一端耦接开关SW4的第二端，其第二端 耦接接地电压。本领域技术人员可以视需求而省略输出电容C。UT2。
反馈单元203包括第一电阻R3及第二电阻R4。电阻R3的第一端耦接开 关SW4的第二端。电阻R4的第一端耦接电阻R3的第二端，电阻R4的第二端 接地。
图3B为根据本发明一实施例，说明图3A的相位波形图。请同时参照图 3A及图3B，图3B中的PH1及PH2分别对照图3A中的控制信号PH1及PH2， 波形中的高电位代表开关短路，波形中的低电位代表开关开路。当晶体管Trl 接收系统电压V。。时，会依据运算放大器0P1的控制而将系统电压V。。调整为 基本电压V匿后传送到开关SW2及SW3的第一端。当控制信号PH1为高电位 时(此时控制信号PH2为低电位)，开关SW2及SW5会呈现短路，开关SW3及 SW4会呈现开路。因此，基本电压VBASE会对电容Cl会进行充电，让电容Cl 储存的电位约略等于基本电压V目的电位。
当控制信号PH2为高电位时(此时控制信号PH1为低电位)，开关SW3及 SW4会呈现短路，开关SW2及SW5会呈现开路，使得电容Cl的第二端从接地 改为连接至基本电压V,(亦即从OV改变为VBASE),此时电容C1的第一端电位 会从约略基本电压V隨电位被抬升至约略2V匿。因此输出电压V,约略为两 倍的基本电压V磁。输出电容C國让输出电压V國更加的稳定。
电阻R3及R4串联于电荷泵浦202的输出端与接地之间，以将输出电压 V國分压作为控制信号Va。控制信号Va将会被传送给运算放大器OPl的第一 端。当电荷泵浦202输出端的电流或电压因负载(未绘示)而产生变化时，电 阻R3及R4会通过控制信号Va反映其变化。由于控制信号l是随着电荷泵 浦202输出端而变化的，因此运算放大器0P1可以响应电荷泵浦202输出端 的变化而动态控制晶体管Trl，使晶体管Trl能快速因应电荷泵浦202输出 端的变化而调整其基本电压VBASE。藉此，本实施例可以输出约略两倍于基本 电压V匿的输出电压V隨，并且达到动态反馈输出端的电流变化及进行稳压的 功能，连带的减少输出电压V,的涟波。
图4为根据本发明一实施例的第二实施方式的动态反馈稳压电荷泵浦装 置400电路图。比较图3A及图4，其相同功能给予相同的标号，可以发现其 差异为动态反馈稳压电荷泵浦装置400中的开关SW1、开关SW2及电容C1。开关SW1的第一端接收系统电压V。D,其第二端耦接运算放大器0P1的输出端。 开关SW2的第一端接收系统电压VDD。电容C1的第二端则耦接晶体管Trl的 漏极。与图3A相较，本实施例省去可耐受大电流的开关SW3，而配置一个小 面积的开关SW1。
同样参照图3B说明图4,控制信号PH2B为控制信号PH2的反相。当控 制信号PH1为高电位时(此时控制信号PH2为低电位，而控制信号PH2B为高 电位)，开关SW1、 SW2及SW5会呈现短路，开关SW4会呈现开路。开关SW1 的短路使晶体管Trl呈现不导通(截止)。在此期间，系统电压V。。会经由开关 SW2对电容C1会进行充电，让电容C1储存约略等于系统电压V。。的电位。因 系统电压V。n可以直接对电容Cl充电的关系，其充电速度会更快。'当控制信 号PH2为高电位时(此时控制信号PH2B、 PH1为低电位)，开关SW4会呈现短 路，而开关SW1、 SW2及SW5会呈现开路。晶体管Trl受运算放大器0P1的控 制而输出基本电压VBASE给电容C1的第二端。由于电容C1的第二端从接地(亦 即0V)改为基本电压V隨，导致电容C1的第一端电位会从VDD被抬升至V。D+V隨。 上述V。。+V匿会经由开关SW4而被输出作为输出电压V麵。
电阻R3及R4串联于电荷泵浦202的输出端与接地之间，以将输出电压 V隨分压作为控制信号Va。控制信号Va将会被传送给运算放大器0P1的第一 端。当电荷泵浦202输出端的电流或电压因负载(未绘示)而产生变化时，反 馈单元203会通过控制信号Va反映其变化。由于控制信号Va是随着电荷泵 浦202输出端而变化的，因此运算放大器0P1可以响应电荷泵浦202输出端 的变化而动态控制晶体管Trl,使晶体管Trl能快速反应电荷泵浦202输出 端的变化而调整其基本电压V匿，进而调整电荷泵浦202的输出电压V。UT2。藉 此，本实施例可以达到动态反馈输出端的变化及更快速地传达其反应到输出 端进而稳压的功能.，连带的减少输出电压V,的涟波及提升输出效率。
图5为根据本发明一实施例的第三实施方式的动态反馈稳压电荷泵浦装 置500电路图。电压调整器201及反馈单元203如上述图3A实施例所述，故 不再赘述。电荷泵浦202包括第二电容C2、第三电容C3、第六开关SW6、第 七开关SW7、第八开关SW8、第九开关SW9、第十开关SWIO、第十一开关SWll、 第十二开关SW12及输出电容C隨。开关SW6的第一端耦接晶体管Trl的漏极 以接收基本电压V画，其第二端耦接电容C2的第一端。开关SW7的第一端耦 接开关SW6的第一端，其第二端耦接电容C2的第二端。开关SW8的第一端耦接耦接电容C2的第一端，其第二端耦接电容C3的第一端。开关SW9的第一 端耦接电容C2的第二端，其第二端接收接地电压。开关SW10的第一端耦接 开关SW6的第一端，其第二端耦接电容C3的第二端。开关SW11的第一端耦 接电容C3的第一端，其第二端接收接地电压。开关SW12的第一端耦接电容 C3的第二端，其第二端为电荷泵浦202的输出端以提供输出电压V,。输出 电容C。脂的第一端耦接开关SW12的第二端，其第二端耦接接地电压。本领域 技术人员可以视需求而省略输出电容C,。
同样参照图3B说明图5。当晶体管Trl接收系统电压V。。时，会依据运算 放大器0P1的控制而将系统电压V。。调整为基本电压V固后传送到开关SW6的 第一端。当控制信号PH1为高电位时(此时控制信号PH2为低电位)，开关SW6、 SW9、 SW10及SW11会呈现短路，开关SW7、 SW8及SW12会呈现开路。因此， 基本电压V匿会对电容C2及C3分别进行充电，让电容C2及C3储存的电位 约略等于基本电压V,的电位。当控制信号PH2为高电位时(此时控制信号PH1 为低电位)，开关SW7、 SW8及SW12会呈现短路，开关SW6、 SW9、 SW10及SW11 会呈现开路，使得电容C2的第二端从接地改为连接至基本电压V隨(亦即从 0V改变为VBASE)，电容C2的第一端电位会从约略基本电压V隨电位被抬升至 约略2V謹。同时，电容C3第一端从接地改为连接至电容C2的第一端(亦即 从0V改变为2VBASE),电容C3的第二端电位会从约略基本电压V随电位被抬升 至约略3VBASE。因此输出电压V,约略为三倍的基本电压Vbase。输出电容C, 让输出电压V。m更加的稳定。
电阻R3及R4串联于电荷泵浦202的输出端与接地之间，以将输出电压 V,分压作为控制信号Va。控制信号Va将会被传送给运算放大器0P1的第一 端。当电荷泵浦202输出端的电流或电压因负载(未绘示)而产生变化时，电 阻R3及R4会通过控制信号Va反映其变化。由于控制信号Va是随着电荷泵 浦202输出端而变^f匕的，因此运算放大器0P1可以响应电荷泵浦202输出端 的变化而动态控制晶体管Trl，使晶体管Trl能快速因应电荷泵浦202输出 端的变化而调整其基本电压V匿。藉此，本实施例可以输出约略三倍于基本 电压V隨的输出电压V國，并且达到动态反馈输出端的电流变化及进行稳压的 功能，连带的减少输出电压V,的涟波。
图6为根据本发明一实施例的第四实施方式的动态反馈稳压电荷泵浦装 置600电路图。比较图5及图6,其相同功能给予相同的标号，可以发现其差异为动态反馈稳压电荷泵浦装置600中的开关SW1、 SW6及电容C2。开关 SW1的第一端接收系统电压VDD，其第二端耦接运算放大器0P1的输出端。开 关SW6的第一端接收系统电压VDD。电容C2的第二端则直接耦接晶体管Trl 的漏极。与图5相较，本实施例省去可耐受大电流的开关SW7，而配置一个 小面积的开关SW1。
同样参照图3B说明图6,控制信号PH2B为控制信号PH2的反相。当控 制信号PH1为高电位时(此时控制信号PH2为低电位，而控制信号PH2B为高 电位)，开关SW1、 SW6、 SW9、 SW10及SW11会呈现短路，开关SW8及SW12会 呈现开路。开关SW1的短路使晶体管Trl会呈现不导通(截止)。在此期间， 系统电压V。。会经由开关SW6、 SW10分别对电容C2及C3会进行充电，让电容 C 2及C 3储存约略等于系统电压VDD的电位。因系统电压VDD为可以直接对电容 C2及C3充电的关系，其充电速度会更快。当控制信号PH2为高电位时(此时 控制信号PH2B、 PH1为低电位)，开关SW8及SW12会呈现短路，开关SW1、 SW6、 SW9、 SW10及SW11会呈现开路。晶体管Trl受运算放大器0P1的控制 而输出基本电压VBASE给电容C2的第二端。由电容C2的第二端从接地(亦即0V) 改为基本电压V匿，导致电容C2的第一端电位会从V。d被抬升至VDD+VBASE。同 时，C3的第一端从接地(亦即0V)改为电容C2的第一端，导致电容C3的第二 端电位会从V。d被抬升至2Vdd+Vbase。上述2V。。+V織会经由开关SW12被输出作为 输出电压V
电阻R3及R4串联于电荷泵浦202的输出端与接地之间，以将输出电压 V,分压作为控制信号Va。控制信号V^将会被传送给运算放大器0P1的第一 端。当电荷泵浦202输出端的电流或电压因负载(未绘示)而产生变化时，反 馈单元203会通过控制信号Vc:l反映其交化。由于控制信号VcL是随着电荷泵 浦202输出端而变化的，因此运算放大器0P1可以响应电荷泵浦202输出端 的变化而动态控制晶体管Trl，使晶体管Trl能快速反应电荷泵浦202输出 端的变化而调整其基本电压V隨，进而调整电荷泵浦202的输出电压V。UT2。藉 此，本实施例可以达到动态反馈输出端的变化及更快速的传达其反应到输出 端进而稳压的功能，连带的减少输出电压V隨的涟波及提升输出效率。
图7为根据本发明一实施例的第五实施方式的动态反馈稳压电荷泵浦装 置700电路图。电压调整器201及反馈单元203如上述图3A实施例所述，故 不再赘述。电荷泵浦202包括第四电容C4、第五电容C5、第十三开关SW13、第十四开关swi4、第十五开关swi5、第十六开关swi6、第十七开关swn、
第十八开关SW18、第十九开关SW19及输出电容C,。开关SW13的第一端耦 接晶体管Trl的漏极以接收基本电压VBASE，其第二端耦接电容C4的第一端。 开关SW14的第一端耦接开关SW13的第一端，其第二端耦接电容C4的第二端。 开关SW15的第一端耦接电容C4的第二端，其第二端接收接地电压。开关SW16 的第一端耦接耦接电容C4的第一端，其第二端耦接电容C5的第一端。开关 SW17的第一端耦接开关SW13的第一端，其第二端耦接电容C5的第二端。开 关SW18的第一端耦接电容C5的第二端，其第二端接收接地电压。开关SW19 的第一端耦接电容C5的第一端，其第二端为电荷泵浦202的输出端以提供输 出电压V,。输出电容C國的第一端耦接开关SW19的第二端，其第二端耦接 接地电压。本领域技术人员可以视需求而省略输出电容C。UT2。
同样参照图3B说明图7。当晶体管Trl接收系统电压V。。时，会依据运算 放大器0P1的控制而将系统电压V加调整为基本电压V隨后传送到开关SW13 的第一端。当控制信号PH1为高电位时(此时控制信号PH2为低电位)，开关 SW13、 SW15、 SW17及SW19会呈现短路，开关SW14、 SW16及SW18会呈现开 路。在此期间，基本电压V腿会对电容C4进行充电，让电容C4储存的电位 约略等于基本电压V隨的电位。同时，电容C5的第二端从接地改为连接至基 本电压V匿(亦即从0V改变为V固)，电容C5的第一端电位会从2V隱(此电位 于控制信号PH2为高电位时获得)被抬升至3V瞎。因此输出电压V,约略为三 倍的基本电压V隨。当控制信号PH2为高电位时，开关SW14、 SW16及SW18 会呈现短路，开关SW13、 SW15、 SW17及SW19会呈现开路。此时，电容C4的 第二端从接地改为连接至基本电压V廳(亦即从0V改变为V匿)，电容C4的第 一端电位会从基本电压V隨电位被抬升至2V隨。同时，电容C5的第一端会连 接电容C4的第一端，其第二端会接地，使得电容C4的第一端电位2V隨对电 容C5充电，让电容C5储存的电位约略等于2V随的电位。输出电容C國让输 出电压V,更加的稳定。
电阻R3及R4串联于电荷泵浦202的输出端与接地之间，以将输出电压 V,分压作为控制信号Vcl。控制信号Va将会被传送给运算放大器0P1的第一 端。当电荷泵浦202输出端的电流或电压因负载(未绘示)而产生变化时，电 阻R3及R4会通过控制信号Va反映其变化。由于控制信号Va是随着电荷泵 浦202输出端而变化的，因此运算放大器0P1可以响应电荷泵浦202输出端的变化而动态控制晶体管Trl,使晶体管Trl能快速因应电荷泵浦202输出 端的变化而调整其基本电压VBASE。藉此，本实施例可以输出约略三倍于基本 电压V,的输出电压VQUT2,并且达到动态反馈输出端的电流变化及进行稳压的 功能，连带的减少输出电压V國的涟波。
图8为根据本发明一实施例的第六实施方式的动态反馈稳压电荷泵浦装 置800电路图。比较图7及图8，其相同功能给予相同的标号，可以发现其 差异为动态反馈稳压电荷泵浦装置800中的开关SW1、 SW13、 SW14及电容C4。 开关SW1的第一端接收系统电压VDD,其第二端耦接运算放大器的输出端。开 关SW13的第一端接收系统电压VDD。开关SW14的第一端耦接开关SW13的第 一端。电容C5的第二端则直接耦接晶体管Trl的漏极。与图5相较，本实施 例省去可耐受大电流的开关SW17，而配置一个小面积的开关SW1。
同样参照图3B说明图8,控制信号PH1B为控制信号PH1的反相。当控 制信号PH1为高电位时(此时控制信号PH2、 PH1B为低电位),开关SW13、 SW15 及SW19会呈现短路，开关SW1、 SW14、 SW16及SW18会呈现开路。晶体管Trl 受运算放大器0P1的控制而输出基本电压V隨给电容C5的第二端。在此期间， 系统电压V。。会经由开关SW13对电容C4进行充电，让电容C4储存约略等于 系统电压V。。的电位。电容C5的第二端从接地改为连接至基本电压Vb扱(亦即 从0V改变为VBASE),电容C5的第一端电位会从2V。。(此电位于控制信号PH2为 高电位时获得)被抬升至2VDD +Vbase。上述2V。。+V匿会经由开关SW12被输出作 为输出电压V。UT2。当控制信号PH2为高电位时(此时控制信号PH1为低电位、 PH1B为高电位)，开关SW1、 SW14、 SW16及SW18会呈现短路，SW13、 SW15及 SW19会呈现开路。开关SW1的短路使晶体管Trl会呈现不导通(截止)。此时 电容C4的第二端从接地改为连接至系统电压Vd。(亦即从0V改变为VDD),电容 C4的第一端电位会从系统电压V。。电位被抬升至2VDD。同时，电容C5的第一 端会连接电容C4的第一端，其第二端会接地，使得电容C4的第一端电位2VDD 对电容C5充电，让电容C5储存的电位约略等于2VDD。因系统电压V。。为可以 直接对电容C4充电的关系，其充电速度会更快。输出电容C,让输出电压V, 更加的稳定。
电阻R3及R4串联于电荷泵浦202的输出端与接地之间，以将输出电压
V固分压作为控制信号Va。控制信号Va将会被传送给运算放大器0P1的第一
端。当电荷泵浦202输出端的电流或电压因负载(未绘示)而产生变化时，反馈单元203会通过控制信号Va反映其变化。由于控制信号l是随着电荷泵
浦202输出端而变化的，因此运算放大器0P1可以响应电荷泵浦202输出端 的变化而动态控制晶体管Trl，使晶体管Trl能快速反应电荷泵浦202输出 端的变化而调整其基本电压VBASE,进而调整电荷泵浦202的输出电压V。UT2。藉 此，本实施例可以达到动态反馈输出端的变化及更快速地传达其反应到输出 端进而稳压的功能，连带的减少输出电压VOTT2的涟波及提升输出效率。
综上所述，在本发明的动态反馈稳压电荷泵浦装置，通过直接反馈其输 出端的负载电流变化，可以快速地针对其变化作反应，使输出端的电压不为 因电流的变化而波动，藉此可降低输出电压的涟波，且利用系统电压对电容 直接充电，可提升其输出的效率。结合以上论点，本发明的动态反馈稳压电 荷泵浦装置可以实时地检测及反馈其输出端的电流变化，且可快速地反馈其 电流变化及在输出端作出反应。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何 本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润 饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。
权利要求
1.一种电荷泵浦装置，包括电压调整器，用以接收输入电压，并依据控制信号将该输入电压调整输出为基本电压；电荷泵浦，耦接至该电压调整器的输出端以接收该基本电压，并将该基本电压倍压后作为输出电压；以及反馈单元，其输入端耦接至该电荷泵浦的输出端以接收该输出电压，该反馈单元的输出端耦接至该电压调整器以提供该控制信号，其中该控制信号与该输出电压相关。
2. 根据权利要求1所述的电荷泵浦装置，其中该电压调整器包括 运算放大器，其第一端耦接至该反馈单元的输出端以接收该控制信号，该运算放大器的第二端接收参考电压；以及晶体管，其栅极耦接至该运算放大器的输出端，其第一源漏极接收该输 入电压，其第二源漏极作为该电压调整器的输出端以输出该基本电压。
3. 根据权利要求2所述的电荷泵浦装置，其中该电压调整器还包括 开关，其第一端接收该输入电压，其第二端耦接至该运算放大器的输出二山網。
4. 根据权利要求2所述的电荷泵浦装置，其中该晶体管为P型金属氧化 物半导体晶体管。
5. 根据权利要求1所述的电荷泵浦装置，其中该电荷泵浦包括第一电容； -第二开关，其耦接于该电压调整器的输出端与该第一电容的第一端之间； 第三开关，其耦接于该电压调整器的输出端与该第一电容的第二端之间； 第四开关，其第一端耦接至该第一电容的第一端，该第四开关的第二端作为该电荷泵浦的输出端以输出该输出电压；以及第五开关，其第一端耦接至该第一电容的第二端，该第五开关的第二端接收第二参考电压。
6. 根据权利要求5所述的电荷泵浦装置，其中该第二参考电压为接地电压。
7. 根据权利要求5所述的电荷泵浦装置，其中该电荷泵浦还包括输出电容，其第一端耦接至该第四开关的第二端，该输出电容的第二端接收该第二 参考电压。
8. 根据权利要求1所述的电荷泵浦装置，其中该电荷泵浦包括 第二开关，其第一端接收该输入电压；第一电容，其第一端耦接至该第二开关的第二端，该第一电容的第二端 耦接至该电压调整器的输出端以接收该基本电压；第四开关，其第一端耦接至该第一电容的第一端，该第四开关的第二端 作为该电荷泵浦的输出端以输出该输出电压；以及第五开关，其第一端耦接至该第一电容的第二端，该第五开关的第二端 接收第二参考电压。
9. 根据权利要求8所述的电荷泵浦装置，其中该第二参考电压为接地电压。
10. 根据权利要求8所述的电荷泵浦装置，其中该电荷泵浦还包括输出 电容，其第一端耦接至该第四开关的第二端，该输出电容的第二端接收该第 二参考电压。
11. 根据权利要求1所述的电荷泵浦装置，其中该电荷泵浦包括 第二电容；第三电容；第六开关，其耦接于该电压调整器的输出端与该第二电容的第一端之间； 第七开关，其耦接于该电压调整器的输出端与该第二电容的第二端之间； 第八开关，其耦接于该第二电容的第一端与该第三电容的第一端之间； 第九开关，其第一端耦接至该第二电容的第二端，该第九开关的第二端接收第二参考电压；第十开关，其耦接于该电压调整器的输出端与该第三电容的第二端之间； 第十一开关，其第一端耦接至该第三电容的第一端，该第十一开关的第二端接收该第二参考电压；以及第十二开关，其第一端耦接至该第三电容的第二端，该第十二开关的第二端作为该电荷泵浦的输出端以输出该输出电压。
12. 根据权利要求11所述的电荷泵浦装置，其中该第二参考电压为接地 电压。
13. 根据权利要求11所述的电荷泵浦装置，其中该电荷泵浦还包括输出电容，其第一端耦接至该第十二开关的第二端，该输出电容的第二端接收该 第二参考电压。
14. 根据权利要求1所述的电荷泵浦装置，其中该电荷泵浦包括 第六开关，其第一端接收该输入电压；第二电容，其第一端耦接至该第六开关的第二端，该第二电容的第二端 耦接至该电压调整器的输出端以接收该基本电压； 第三电容；第八开关，其耦接于该第二电容的第一端与该第三电容的第一端之间； 第九开关，其第一端耦接至该第二电容的第二端，该第九开关的第二端接收第二参考电压；第十开关，其第一端接收该输入电压，其第二端耦接至该第三电容的第二端；第十一开关，其第一端耦接至该第三电容的第一端，该第十一开关的第 二端接收该第二参考电压；以及第十二开关，其第一端耦接至该第三电容的第二端，该第十二开关的第 二端作为该电荷泵浦的输出端以输出该输出电压。
15. 根据权利要求14所述的电荷泵浦装置，其中该第二参考电压为接地 电压。
16. 根据权利要求14所述的电荷泵浦装置，其中该电荷泵浦还包括输出 电容，其第一端耦接至该第十二开关的第二端，该输出电容的第二端接收该 第二参考电压。
17. 根据权利要求1所述的电荷泵浦装置，其中该电荷泵浦包括 第四电容；第五电容；第十三开关，其耦接于该电压调整器的输出端与该第四电容的第一端之间；第十四开关，其耦接于该电压调整器的输出端与该第四电容的第二端之间；第十五开关，其第一端耦接至该第四电容的第二端，该第十五开关的第 二端接收第二参考电压；第十六开关，其耦接于该第四电容的第一端与该第五电容的第一端之间；第十七开关，其耦接于该电压调整器的输出端与该第五电容的第二端之间；第十八开关，其第一端耦接至该第五电容的第二端，该第十八开关的第 二端接收该第二参考电压；以及第十九开关，其第一端耦接至该第五电容的第一端，该第十九开关的第 二端作为该电荷泵浦的输出端以输出该输出电压。
18. 根据权利要求17所述的电荷泵浦装置，其中该第二参考电压为接地 电压。
19. 根据权利要求17所述的电荷泵浦装置，其中该电荷泵浦还包括输出 电容，其第一端耦接至该第十九开关的第二端，该输出电容的第二端接收该 第二参考电压。
20. 根据权利要求1所述的电荷泵浦装置，其中该电荷泵浦包括 第四电容；第五电容，其中该第五电容的第二端耦接至该电压调整器的输出端以接 收该基本电压；第十三开关，其第一端耦接至该第四电容的第一端，该第十三开关的第 二端4妄收该输入电压；第十四开关，其第一端耦接至该第四电容的第二端，该第十四开关的第 二端接收该输入电压；.第十五开关，其第一端耦接至该第四电容的第二端，该第十五开关的第 二端接收第二参考电压；第十六开关，其耦接于该第四电容的第一端与该第五电容的第一端的间；第十八开关，其第一端耦接至该第五电容的第二端，该第十八开关的第 二端接收该第二参考电压；以及第十九开关，其第一端耦接至该第五电容的第一端，该第十九开关的第 二端作为该电荷泵浦的输出端以输出该输出电压。
21. 根据权利要求20所述的电荷泵浦装置，其中该第二参考电压为接地 电压。
22. 根据权利要求20所述的电荷泵浦装置，其中该电荷泵浦还包括输出 电容，其第一端耦接至该第十九开关的第二端，该输出电容的第二端接收该 第二参考电压。
23. 根据权利要求1所述的电荷泵浦装置，其中该反馈单元包括 第一电阻，其第一端作为该反馈单元的输入端以接收该输出电压，该第一电阻的第二端作为该反馈单元的输出端以提供该控制信号至该电压调整 器；以及第二电阻，其第一端耦接至该第一电阻的第二端，该第二电阻的第二端 接地。
24. 根据权利要求1所述的电荷泵浦装置，其中该输入电压为系统电压。
全文摘要
一种动态反馈稳压电荷泵浦装置。该动态反馈稳压电荷泵浦装置通过电压调整器接收输入电压，电压调整器依据控制信号将输入电压调整输出为基本电压。电荷泵浦接收基本电压，并将基本电压倍压后作为输出电压。反馈单元根据输出电压提供电压调整器控制信号。藉此，动态反馈稳压电荷泵浦装置可降低输出电压涟波及提升电荷泵浦输出效率。
文档编号H02M3/07GK101552552SQ20081009111
公开日2009年10月7日 申请日期2008年4月2日 优先权日2008年4月2日
发明者谢致远, 郑岚瑄 申请人:联咏科技股份有限公司