[发明专利]电荷泵电路及包括其的音频设备

说明书

本申请是申请日为2007年12月21日、名称为“电荷泵电路及其运行方法”的第200780051653.0号发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及电荷泵电路，且具体而言，涉及提供双轨（dual rail）输出的电荷泵电路。

背景技术

电荷泵电路在本领域为已知。这些电路是一种DC-DC转换器，其使用电容器作为储能器件,且能够以比从输入源获得的电压更高或更低的电压提供电源。电荷泵电路能够具有高效率，有些时候高达90%-95%。

电荷泵使用某种形式的开关设备以控制电容器到电压源和电容器彼此的连接，通常以获得不同于输入电压值的电压。该电荷泵包括通常被称为“飞跨电容(flying capacitor)”的电容器，其用于将电荷传输到一个或多个将被称为“存储电容（reservoir capacitor）”的输出电容器。这样的电荷泵可用来从单轨输入电压VDD生成双轨也即双极性的源电压（supply voltage）。已知的双轨电荷泵的一个缺点是，它们可能例如产生具有两倍于输入电压(VDD)大小的输出电压，也即，相对于公共端子（common terminal），一轨处于电压VDD，另一轨处于电压-VDD。如果使用这样的电荷泵例如为下述这样的电路供电将会是非常低效率的：所述电路放大最大振幅远小于放大器电路的电源+/-VDD的信号。在这种情况下，大多数输出功率（且因此，输入功率）被浪费在产生热上，而不是用于驱动信号。然而，当然，能够在需要时选择这个全输出范围有时是有利的。

发明内容

本发明的一个目标是解决上面提到的缺点。

在本发明的第一方面，提供了一种从跨越输入端子和公共端子接收到的单个输入源生成分轨（split-rail）电压源（voltage supply）的方法，所述分轨源在第一和第二输出端子处被输出，所述第一和第二输出端子经由相应的第一和第二负载并且还经由相应的第一和第二存储电容连接到所述公共端子，该方法包括以一个状态序列在所述端子中的不同端子之间连接飞跨电容，以直接或经由所述飞跨电容反复地将电荷包从所述输入源传输到所述存储电容，从而生成具有正输出电压和负输出电压的所述分轨源，所述正输出电压和负输出电压或者一同跨过（span）一个近似等于所述输入电压的电压并且以公共端子处的电压为中心，或者所述正输出电压和负输出电压各基本达到所述输入源，取决于所选择的运行模式。

还公开了一种从跨越输入端子和公共端子接收到的单个输入源电压生成分轨电压源的方法，所述分轨源在第一和第二输出端子处被输出，所述第一和第二输出端子经由相应的第一和第二负载并且还经由相应的第一和第二存储电容连接到所述公共端子，该方法使用单个飞跨电容来生成具有正输出电压和负输出电压的所述分轨源，所述正输出电压和负输出电压或者一同跨过一个近似等于所述输入电压的电压并且以公共端子处的电压为中心，或者所述正输出电压和负输出电压各基本达到所述输入源，取决于所选择的运行模式。

所述方法可包括，当以第一模式运行时，交替重复至少第一和第二状态，所述第一状态用于在相串联的飞跨电容和第一存储电容之间对所述输入电压进行分压，所述第二状态用于将所述飞跨电容所分得的所述被分压电压的那部分跨越第二存储电容而施加。所述第一状态可通过将所述飞跨电容跨接在所述输入端子和所述第一输出端子之间来获得，所述第二状态可通过将所述飞跨电容跨接在所述公共端子和所述第二输出端子之间来获得。所述第一模式下的所述序列可包括第三状态的重复，所述第三状态用于将所述飞跨电容所分得的所述被分压电压的那部分跨越所述第一存储电容而施加。所述第三状态可通过将所述飞跨电容跨接在所述第一输出端子和所述公共端子之间来获得。

所述方法可包括，当以第一模式运行时，交替重复至少第四和第五状态，所述第四状态用于将所述飞跨电容充电至所述输入电压，所述第五状态用于在相串联的第一存储电容和第二存储电容之间对所述飞跨电容上的电压进行分压。所述第四状态可通过将所述飞跨电容跨接在所述输入端子和所述公共端子之间来获得，所述第五状态可通过将所述飞跨电容跨接在所述第一输出端子和所述第二输出端子之间来获得。