分数输出电压倍增器的制造方法_2

文档序号:9710984阅读:来源:国知局
0按照两种模式操作,其中对电容器130和132交替地充电和放电。当DC电压倍增器110按照第一模式操作时,电流控制电路120从输入电压源Vin传送能量以将电容器130充电至第一电压VI。在第一模式下,流控制电路120也将在电容器132中存储的能量传送至与输出节点(Vout)相连的输出电容器134。当DC电压倍增器110按照第二模式操作时,电流控制电路120从输入电压源Vin传送能量以将电容器132充电至VI,并且将在电容器130中存储的能量传送至输出电容器134。
[0020]当电容器130和132的每一个通过流控制电路120充电时,电容器的下侧端子通过电压移位器140与较低电压(例如,接地参考电压)相连。电压移位器配置为当通过电流控制电路120将电容器放电至输出电容器130时,将电容器130和132的每一个移位至较高电压。在这种示例中,电压移动器140将每一个电容器的下侧端子与0V参考电压相连,同时通过电流控制器120对每个电容器进行充电,并且当对充电的电容器放电时将下侧端子向上移位至第二电压V2。将电容器130或132的下侧端子移位至V2使得将电容器的上侧端子移位至第三电压V3,所述第三电压等于经移位的电压加上电容器存储的电压(即,V3 = V1+V2)。在不存在作用于输出电容器的任意负载电流的情况下,将电容器重复地放电至输出电容器314最终将输出电容器134充电至V3。
[0021]电压转换器100还包括分数输出控制电路150。当被使能时,所述分数输出控制电路150在每一个电容器130或132的下侧端子向上移位至V2时,将每一个电容器130或132的上侧端子从V3下拉至较低电压V4。结果,将输出电容器134充电至较低电压V4而不是较高电压V3。当禁用时,所述分数输出控制电路150在电容器的下侧端子向上移位至V2时不会下拉上侧端子的电压。
[0022]不同的实施例可以包括各种电路结构来实现流控制电路120、电压移位器140和/或分数输出控制电路150。参考图2和图3讨论了用于实现这些电路的一些示例电路结构。
[0023]图2示出了根据一个或多个实例实施例的第二电压转换器的方框图。电压转换器200包括DC电压倍增器210和分数输出控制电路250。DC电压倍增器210包括如参考图1中的电容器130、132和134、流控制电路120和电压移位器140所述配置和布置的电容器230、232和234、流控制电路220和电压移位器240。这一示例中的流控制电路220包括一组串联连接的二极管222、224、226、228。当任一个电容器230或232的第一端子的电压小于VI时,二极管允许能量从输入电源电压VI传递至电容器。当电容器的第一端子的电压大于VI时(例如,当将电容器的下侧端子向上移位至V2时),它们允许能量从电容器230或232流至输出电容器234,并且防止能量流回到VI。
[0024]这一示例中的电压移位器240使用幅度等于第二电压V2的第一时钟信号来在第一和第二模式下移位电容器230和232的下侧端子的电压。第一时钟信号的较低值与第一模式相对应,并且第一时钟信号的较高值与第二模式相对应。电压移位器240包括反相器242,所述反相器242配置为产生作为第一时钟信号反信号的第二时钟信号。电压移位器240向电容器230的下侧端子提供第一时钟信号,并且向电容器232的下侧端子提供第二时钟信号。如参考图1所述,将下侧端子移位至V2使得将电容器的上侧端子移位至等于(V1+V2)的 V3。
[0025]分数输出控制电路250配置为当将电容器230和232的每一个的下侧端子移位至V2时,将电容器的上侧端子的电压下拉。在这一示例中,分数输出控制电路250包括两个电容器252和254以及两个开关256和258。当使能分数输出控制电路250时,开关256和258以将电容器252的上侧端子连接至电容器232的上侧端子,并且将电容器254的上侧端子连接至电容器230的上侧端子。当通过电压移位器240将电容器230或232之一的上侧端子向上移位时,分数输出控制电路250的已连接电容器252或254将电容器230或232的上侧端子下拉至VI和V3之间的电压。更具体地,将上侧端子的电压拉至第四电压,所述第四电压如下所述规定:
[0026]V4 = V1+ ((C1*V2) / (C1+C2)),
[0027]其中,Cl是电容器230和232的每一个的电容,并且C2是电容器252和254的每一个的电容。
[0028]在一些实现方式中,电容器252和254是可变电容器,当使能分数输出控制电路250时可以调节所述可变电容器以调节输出电压Vout。在一些实现方式中,可以省略开关256和258,并且电容器252和254可以使用固定连接分别与电容器230和232相连。
[0029]图3示出了根据一个或多个实施例的第三电压转换器的方框图。电压转换器300包括DC电压倍增器和分数输出控制电路350。DC电压倍增器310包括如参考图2中的电容器230、232和234、流控制电路220和电压移为器240所述配置和布置的电容器330、332和334、流控制电路320、电压移位器34片。电压移位器340包括反相器342,并且如参考图2中具有反相器242的电压移位器240所述地操作。分数输出控制电路包括根据参考图2中的电容器252和254以及开关256和258所述地配置和操作的电容器352和354以及开关 356 和 358。
[0030]在这一示例中,电流控制电路320包括四个电容器322、324、326和328。当DC电压倍增器310按照第一模式操作时,晶体管326将输入电压源Vin与电容器330相连,并且晶体管322将电容器330与输出电容器334断开。同样,晶体管324将电容器332与输出电容器334相连,并且晶体管328将电容器332与输入电压源Vin断开。结果,电容器330从Vin进行充电,并且将电容器332放电至输出电容器334。当DC电压倍增器310按照第二模式操作时,晶体管326将输入电压源Vin与电容器332相连,并且晶体管322将电容器332与输出电容器334断开。同样,晶体管324将电容器330与输出电容器334相连,并且晶体管328将电容器330与输入电压源Vin断开。结果,电容器332从Vin充电,并且电容器320放电至输出电容器334。
[0031]可以实现各种块、模块或其他电路以执行这里所述和/或附图中所示操作或行为的一个或多个。在这些场景中,“块”(有时“逻辑电路”或“模块”)是执行这些或重复的操作/活动(例如,开关和电压)的一个或多个的电路。例如,在上述实施例的一些中,一个或多个模块是分立逻辑电路或可编程逻辑电路,配置为如图1中所示的电路模块那样实施这些操作/活动。在一些实施例中,这些可编程电路是编程以执行一组(或多组)指令(和/或配置数据)的一个或多个计算机电路。所述指令可以是在存储器(电路)中存储并且可访问的固件或软件的形式。作为示例,第一和第二模块包括基于中央处理单元(CPU)硬件的电路和固件形式的一组指令的组合,其中第一模块包括具有一组指令的第一 CPU硬件电路,并且第二模块包括具有另一组指令的第二 CPU硬件电路。
[0032]基于上述讨论和说明,本领域普通技术人员应该认识到在不严格遵循这里所示和描述的示范性实施例和应用的情况下可以对各种实施例进行各种改进和变化。例如,尽管在一些情况下在单独的附图中描述了各个方面和特征,应该理解的
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