非連續性電流控制的雙環電荷泵控制電路制造技術

本發明專利技術涉及電荷泵電路領域，公開一種非連續電流控制的雙環路電荷泵電路，其包括電荷泵主電路P、采樣電壓產生電路、電流調節電路、頻率控制電路；電荷泵主電路P，通過時鐘信號CLKA、CLKB信號周期性的進行電壓提升或降低，產生一個高于電源電壓或低于0電平的電壓輸出VOUT；采樣電壓產生電路，對電壓輸出VOUT的輸出的高于電源電壓或低于0電平進行采樣得到采樣電壓Vs；頻率控制電路，在采樣電壓Vs控制下，產生用于控制電流調節電路的方波信號；電流調節電路，基于控制電路產生的方波信號控制電荷泵主電路P的輸出。本發明專利技術提供的非連續性電流控制的雙環路電荷泵電路可以產生兩個時鐘信號CLK1、CLK2共同對電荷泵調節，使電荷泵的輸出電壓達到預定值，具有提高電荷泵輸出電壓穩定性，減小輸出波紋的優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電荷泵電路領域，特別涉及一種非連續電流控制的雙環路電荷泵電路。
技術介紹
電荷泵電路是一種運用電荷在電容中的積累來產生高壓的電路，它廣泛運用在非易失性存儲器電路中。現有技術的電荷泵電路一般采用控制振蕩器間歇振蕩的方式使輸出電壓保持穩定，采用這種結構，電荷泵電路的輸出波紋較大，同時存在過充的問題，大大的降低了電荷泵的效率。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種提高電荷泵輸出電壓的穩定性，減小電荷泵的輸出波紋的非連續電流控制的雙環路電荷泵電路。為解決上述技術問題，本專利技術提供了一種雙環電荷泵控制電路，包括：電荷泵主電路P、采樣電壓產生電路、頻率控制電路及電流調節電路；所述電荷泵主電路P，通過時鐘信號CLKA、CLKB信號周期性的進行電壓提升或降低，產生一個高于電源電壓或低于0電平的電壓輸出VOUT；所述采樣電壓產生電路，對所述電壓輸出VOUT的輸出的高于電源電壓或低于0電平進行采樣得到采樣電壓Vs；所述頻率控制電路，在所述采樣電壓Vs控制下，產生用于控制所述電流電路的方波信號；所述電流調節電路，基于所述控制電路產生的方波信號控制所述電荷泵主電路P的輸出。進一步地，所述采樣電壓產生電路包括：電阻R1和電阻R2；所述電阻R1一端與所述電荷泵主電路P連接，另一端分別與所述頻率控制電路和電阻R2連接；所述電阻R2一端接地，另一端與所述電阻R1、所述頻率控制電路連接。進一步地，所述頻率控制電路包括壓控振蕩器V1及壓控振蕩器V2；所述壓控振蕩器V1分別與所述采樣電壓產生電路、所述電流調節電路連接，在所述采樣電壓Vs的控制下產生一個頻率為fclk1的方波信號，用于控制所述電流調節電路對所述電荷泵主電路P的泵電容充電速度；所述壓控振蕩器V2分別與所述采樣電壓產生電路、所述電流調節電路連接，在所述采樣電壓Vs的控制下產生一個頻率為fclk2的方波信號，用于控制所述電流調節電路對所述電荷泵主電路P的時鐘驅動信號CLKA與CLKB的相位的切換。進一步地，所述電流調節電路包括電容C1、電容C2，緩沖器N1、緩沖器N2，電壓控制電流源I1、電壓控制電流源I2，雙擲時鐘控制開關；所述電容C1、電容C2，接收所述頻率為fclk1的方波信號，用于給緩沖器N1、N2提供輸入電平，控制所述電壓控制電流源I1、電壓控制電流源I2關斷或打開；所述雙擲時鐘控制開關接收所述頻率為fclk2的方波信號，用于控制雙擲時鐘控制開關S開啟關斷從而控制電荷泵主電路P的工作頻率。進一步地，所述電荷泵主電路P包括NMOS管M1、M2、M3、M4、M5，電容C5、C6、C3、C4、COUT、CS1、CS2、CS3、CS4；所述NMOS管M1的柵極和漏極與電源VDD連接，所述NMOS管M1的源極分別與電容C5、NMOS管M2的漏極和柵極、電容CS1連接；所述NMOS管M2的源極分別與電容C6、NMOS管M3的漏極和柵極、電容CS2連接；所述NMOS管M3的源極分別與電容C3、NMOS管M4的漏極和柵極、電容CS3連接；所述NMOS管M4的源極分別與電容C4、NMOS管M5的漏極和柵極、電容CS4連接；所述NMOS管M4的源極分別與輸出端VOUT和電容COUT連接；所述電容C5、C3還與接線端CLKA連接，電容C6、C4還與接線端CLKB連接；所述電容COUT、電容CS1、CS2、CS3、CS4還分別接地。進一步地，所述壓控振蕩器V1、V2分別包括4個PMOS管，1個NMOS管、3個倒相放大器I0、I1、I2，電容C0、C7；所述NMOS管的源極接地端，柵極接Vs，漏極與PMOS管的漏極連接；4個所述PMOS管的柵極相連，源極分別接電源VDD1，其中3個PMOS管中的每個PMOS管的漏極與一個倒相放大器連接；所述電容C0一端連接在倒相放大器I0、I1之間，另一端接地端；電容C7一端連接在倒相放大器I1、I2之間，另一端接地端；所述倒相放大器I0、I1、I2一端分別接地端；所述倒相放大器I0的輸出端依次通過倒相放大器I1與倒相放大器I2的輸入端連接，所述倒相放大器I2的輸出端還與倒相放大器I0的輸入端連接。本專利技術提供的非連續電流控制的雙環路電荷泵電路，可以使電荷泵電路工作時，減小電荷泵的輸出波紋，提高電荷泵輸出電壓的穩定性，大大提高了電荷泵的效率。附圖說明圖1為本專利技術實施例提供的非連續電流控制的雙環路電荷泵電路結構示意圖。圖2為本專利技術實施例提供的時鐘信號CLK1、CLK2和緩沖器的輸出端D1，D2的波形圖。圖3為本專利技術實施例提供的電荷泵主電路P的結構示意圖。圖4為本專利技術實施例提供的雙擲時鐘控制開關的結構示意圖。圖5為本專利技術實施例提供的電壓控制源I1的結構示意圖。圖6為本專利技術實施例提供的電壓控制源I2的結構示意圖。圖7為本專利技術實施例提供的壓控振蕩器的結構示意圖。具體實施方式參見圖1～圖5所示，本專利技術實施例提供的一種非連續電流控制的雙環路電荷泵電路包括電荷泵主電路P、采樣電壓產生電路10、頻率控制電路20、電流調節電路30。電荷泵主電路P分別與頻率控制電路20、電流調節電路30及采樣電壓產生電路10連接。采樣電壓產生電路10分別與頻率控制電路20、電流調節電路30連接。電流調節電路30與頻率控制電路20連接。其中，電荷泵主電路P通過時鐘信號CLKA、CLKB信號周期性的進行電壓提升或降低。電壓輸出VOUT，基于時鐘信號CLKA、CLKB產生一個高于電源電壓或低于0電平的電壓輸出VOUT。采樣電壓產生電路10，對電壓輸出VOUT的輸出的高于電源電壓或低于0電平進行采樣得到采樣電壓Vs。Vs正比于電壓輸出VOUT。頻率控制電路在采樣電壓Vs控制下，產生用于控制所述電流電路的方波信號。電流調節電路基于所述控制電路產生的方波信號控制所述電荷泵主電路P的輸出。采樣電壓產生電路10包括電阻R1和電阻R2。電阻R1一端與電荷泵主電路P連接，另一端分別與所述頻率控制電路和電阻R2連接。電阻R2一端接地，另一端與所述電阻R1、所述頻率控制電路連接。采樣電壓產生電路中電阻R1和電阻R2電阻值為設定的比例關系，其決定了Vs的大小表達式為Vs＝VOUT*R2/(R1+R2)，調整合適的電阻R1和電阻R2電阻值可使Vs的大小在壓控振蕩器的輸入電壓范圍內。頻率控制電路20包括壓控振蕩器V1及壓控振蕩器V2，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雙環電荷泵控制電路，其特征在于，包括：電荷泵主電路P、采樣電壓產生電路、頻率控制電路及電流調節電路；所述電荷泵主電路P，通過時鐘信號CLKA、CLKB信號周期性的進行電壓提升或降低，產生一個高于電源電壓或低于0電平的電壓輸出VOUT；所述采樣電壓產生電路，對所述電壓輸出VOUT的輸出的高于電源電壓或低于0電平進行采樣得到采樣電壓Vs；所述頻率控制電路，在所述采樣電壓Vs控制下，產生用于控制所述電流調節電路的方波信號；所述電流調節電路，基于所述頻率控制電路產生的方波信號控制所述電荷泵主電路P的輸出。

【技術特征摘要】
1.一種雙環電荷泵控制電路，其特征在于，包括：
電荷泵主電路P、采樣電壓產生電路、頻率控制電路及電流調節電路；
所述電荷泵主電路P，通過時鐘信號CLKA、CLKB信號周期性的進
行電壓提升或降低，產生一個高于電源電壓或低于0電平的電壓輸出
VOUT；
所述采樣電壓產生電路，對所述電壓輸出VOUT的輸出的高于電源電
壓或低于0電平進行采樣得到采樣電壓Vs；
所述頻率控制電路，在所述采樣電壓Vs控制下，產生用于控制所述
電流調節電路的方波信號；
所述電流調節電路，基于所述頻率控制電路產生的方波信號控制所述
電荷泵主電路P的輸出。
2.根據權利要求1所述的非連續性電流控制的雙環電荷泵控制電路，
其特征在于，所述采樣電壓產生電路包括：
電阻R1和電阻R2；
所述電阻R1一端與所述電荷泵主電路P連接，另一端分別與所述頻
率控制電路和電阻R2連接；
所述電阻R2一端接地，另一端與所述電阻R1、所述頻率控制電路連
接。
3.根據權利要求1所述的非連續性電流控制的雙環電荷泵控制電路，
其特征在于，所述頻率控制電路包括：
壓控振蕩器V1及壓控振蕩器V2；
所述壓控振蕩器V1分別與所述采樣電壓產生電路、所述電流調節電
路連接，在所述采樣電壓Vs的控制下產生一個頻率為fclk1的方波信號，
用于控制所述電流調節電路對所述電荷泵主電路P的泵電容充電速度；
所述壓控振蕩器V2分別與所述采樣電壓產生電路、所述電流調節電
路連接，在所述采樣電壓Vs的控制下產生一個頻率為fclk2的方波信號，
用于控制所述電流調節電路對所述電荷泵主電路P的時鐘驅動信號CLKA
與CLKB的相位的切換。
4.根據權利要求3所述的非連續性電流控制的雙環電荷泵控制電路，

\t其特征在于，所述電流調節電路包括：
電容C1、電容C2，緩沖器N1、緩沖器N2，電壓控制電流源I1、電
壓控制電流源I2，雙擲時鐘控制開關；
所述電容C1、電容C2，接收所述頻率為fclk1的方波信號，用于給緩
沖器N1、N2提供...

【專利技術屬性】
技術研發人員：龍爽，陳嵐，陳巍巍，楊詩洋，
申請(專利權)人：中國科學院微電子研究所，
類型：發明
國別省市：北京;11