[发明专利]一种高效的多模式电荷泵

说明书

本发明公开了一种电荷泵，包括：逻辑电路，以模式选择信号和时钟信号为输入，产生后一级的控制信号；电平转换电路，将逻辑电路产生的控制信号的电平转换为能控制电荷泵电路的对应电平的控制信号；电压域可变电平转换模块：将逻辑控制电路产生的模式选择信号和时钟控制信号的摆幅提升至电荷泵电路所需要的电压，并且可根据时钟信号输出不同电压域；多模式电荷泵电路，根据电平转换电路转换后的控制信号，进行不同模式的电压输出。本发明能解决场效应晶体管FET开关阵列无法及时截止的问题，从而提升电荷泵的工作效率。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路技术，尤其涉及一种高效的多模式电荷泵。

背景技术

电荷泵结构被广泛的应用于显示屏或手持设备的电源管理系统设计中。电荷泵也被称为开关电容式电压变换器，是一种利用电容而非电感或变压器来储能的直流变换器。通过电荷泵能使输入电压升高或降低，甚至可以用来产生负电压，其利用内部的场效应晶体管(Field Effect Transistor，FET)开关阵列以一定的方式控制电容上电荷的传输，通常以时钟信号控制电荷泵中电容的充放电，从而使输入电压以一定的方式升高(或降低)，以达到所需要的输出电压。电荷泵的基本思想就是通过电容对电荷的积累效应而产生高压。由于电路中充电电容在电路中产生的高压，在以时钟信号控制电荷泵充电电容放电的过程中，会存在场效应晶体管(Field Effect Transistor，FET)开关阵列无法及时截止的情况，使得电容的放电过程会产生流向电源的电流，影响输出电压，浪费电荷泵的效率。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出了一种高效的多模式电荷泵，以期能解决场效应晶体管FET开关阵列无法及时截止的问题，从而提升电荷泵的工作效率。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

一种高效的多模式电荷泵的特点包括：时钟电路、逻辑电路、电平转换电路、电压域可变电平转换模块、多模式泵电路；

所述时钟电路接收外部低电平的时钟信号CLK_L后产生第一低电平非交叠时钟信号CLK1_L和第二高电平非交叠时钟信号CLK2_h并传递给所述逻辑电路；

所述逻辑电路接收外部的模式选择信号Vin以及所述第一低电平非交叠时钟信号CLK1_L后产生第一低电平输入信号control1_L并传递给所述电平转换电路；

所述逻辑电路根据所述模式选择信号Vin以及所述第二高电平非交叠时钟信号CLK2_h产生N+1路高电平控制信号control2_h、control3_h、……、control N+2_h并传递给所述电压域可变电平转换电路；

所述电平转换电路根据所接收的第一低电平输入信号control1_L产生所述多模式泵电路在放电状态下对应开关管的栅极信号GATE1_L；

所述电压域可变电平转换电路根据所接收的N+1路高电平控制信号control2_h、control3_h、……、control N+2_h产生所述多模式泵电路在充电状态下对应开关管的栅极信号GATE2_h、GATE3_h、……、GATEN+2_h；

所述时钟电路接收外部高电平的时钟信号CLK_h后产生第一高电平非交叠时钟信号CLK1_h和第二低电平非交叠时钟信号CLK2_L并传递给所述逻辑电路；

所述逻辑电路根据所述模式选择信号Vin以及所述第一高电平非交叠时钟信号CLK1_h产生的第一高电平输入信号control1_h并传递给所述电平转换电路；

所述逻辑电路根据所述模式选择信号Vin以及所述第二低电平非交叠时钟信号CLK2_L产生N+1路低电平控制信号control2_L、control3_L、……、control N+2_L并发送给`所述电压域可变电平转换电路；