电压系统及其操作方法与流程

本公开涉及一种电压系统，更特别地，涉及一种提供帮浦电压的电压系统及其操作方法，其中该帮浦电压是作为记忆元件的电子组件的供应电压。

背景技术：

电压调节器(voltageregulator，vr)通常应用于传送电力，其中输入电压需要以小于1(unity)至大于1(unity)的比率范围转换成输出电压。

上文的「现有技术」说明仅是提供背景技术，并未承认上文的「现有技术」说明公开本公开的标的，不构成本公开的现有技术，且上文的「现有技术」的任何说明均不应作为本申请的任一部分。

技术实现要素：

本公开的实施例提供一种电压系统。该电压系统包含一帮浦装置。该帮浦装置包含一第一充电路径、一第二充电路径、以及一负载电容器。该负载电容器以一交替方式结合该第一充电路径与该第二充电路径而为可充电的。当该帮浦装置的一供应电压的一电压位准大于一参考电压位准时，该第一充电路径具有一第一电容，以及当该供应电压的该电压位准小于该参考电压位准时，该第一充电路径具有一第二电容，该第二电容大于该第一电容。

在本公开的一些实施例中，该电压系统另包括一感测元件，经配置以比较该供应电压的该电压位准与该参考电压位准，其中该第一充电路径基于该比较结果而具有该第一电容与该第二电容其中之一。

在本公开的一些实施例中，该第二充电路径经配置以当该供应电压的该电压位准大于该参考电压位准时而具有该第一电容，以及当该供应电压的该电压位准小于该参考电压位准时而具有该第二电容。

在本公开的一些实施例中，该电压系统另包括一切换元件，经配置以一交替方式耦合该负载电容器至该第一充电路径且耦合该负载电容器至该第二充电路径。

在本公开的一些实施例中，该第一充电路径与该负载电容器是通过一第一时脉信号而被充电，以及该第二充电路径与该负载电容器是通过一第二时脉信号而被充电，其中该第二时脉信号是该第一时脉信号的一反转时脉信号(invertedclocksignal)。

在本公开的一些实施例中，该第一充电路包含一第一电容器以及一第一辅助电容器。该第一辅助电容器经配置以当该供应电压的该电压位准小于该参考电压位准时而相对于该负载电容器以与该第一电容器并联连接。

在本公开的一些实施例中，该第一充电路另包含一第一开关，经配置以当该供应电压的该电压位准小于该参考电压位准时，相对于该负载电容器而并联连接该第一电容器至该第一辅助电容器。

在本公开的一些实施例中，该第一开关与该第一辅助电容器是相对于该负载电容器而串联连接。

在本公开的一些实施例中，该电压系统另包括一感测元件，经配置以比较该供应电压的该电压位准与该参考电压位准，其中该第一开关基于该比较结果而连接该第一电容器至该第一辅助电容器或将该第一电容器与该第一辅助电容器断开。

在本公开的一些实施例中，该第二充电路径包含一第二电容器以及一第二辅助电容器。该第二辅助电容器经配置以当该供应电压的该电压位准小于该参考电压位准时而相对于该负载电容器以与该第二电容器并联连接。

在本公开的一些实施例中，该第二充电路径另包含一第二开关，经配置以当该供应电压的该电压位准小于该参考电压位准时而相对于该负载电容器以将该第二电容器并联连接至该第二辅助电容器。

在本公开的一些实施例中，该电压系统另包括一感测元件，经配置以比较该供应电压的该电压位准与该参考电压位准。该第一开关基于该比较结果而连接该第一电容器至该第一辅助电容器或是将该第一电容器与该第一辅助电容器断开，以及该第二开关基于该比较结果而连接该第二电容器至该第二辅助电容器或是将该第二电容器与该第二辅助电容器断开。

本公开的实施例提供一种电压系统。该电压系统包含一帮浦装置。该帮浦装置包含一第一充电路径、一第二充电路径、以及一负载电容。该第一充电路径包含一第一电容器、一第一辅助电容器、以及一第一晶体管。该第一辅助电容器的一终端耦合至该第一电容器的一终端。该第一晶体管的一源极耦合至该第一电容器的另一终端，以及该第一晶体管的一漏极耦合至该第一辅助电容器的另一终端。该负载电容器以一交替方式结合该第一充电路径与该第二充电路径而为可充电的。当该负载电容器结合该第一充电路径而被充电时，该负载电容器耦合至该第一电容器与该第一辅助电容器的该等终端。

在本公开的一些实施例中，该第一晶体管的该源极直接耦合至该第一电容器的另一终端，以及该第一晶体管的该漏极直接耦合至该第一辅助电容器的另一终端。

在本公开的一些实施例中，该第一电容器的该终端直接耦合至该第一辅助电容器的该终端。

在本公开的一些实施例中，该电压系统另包括一感测元件，经配置以比较该供应电压的该电压位准与该参考电压位准，并且基于该比较结果控制该第一晶体管的一栅极的一栅极电压以控制该第一晶体管的传导状态。

在本公开的一些实施例中，该第二充电路径包含一第二电容器、一第二辅助电容器、以及一第二晶体管。该第二辅助电容器的一终端耦合至该第二电容器的一终端。该第二晶体管的该源极耦合至该第二电容器的另一终端，并且该第二晶体管的一漏极耦合至该第二辅助电容器的另一终端。

在本公开的一些实施例中，该帮浦装置另包括一第一切换晶体管、一第二切换晶体管、一第三切换晶体管、以及一第四切换晶体管。该第二切换晶体管相对于该负载电容器而与该第一切换晶体管串联连接，其中当该负载电容器结合该第一充电路径而被充电时，所连接的该第一与第二切换晶体管是耦合于该第一电容器的该终端与该负载电容器之间。该第四切换晶体管相对于该负载电容器而与该第三切换晶体管串联连接，其中当该负载电容器结合该第二充电路径而被充电时，所连接的该第三与第四切换晶体管是耦合于该第二电容器的该终端与该负载电容器之间。

本公开的实施例提供一种电压系统的操作方法。该操作方法包含通过交替充电一第一电容器与一第二电容器以提供该电压系统的一供应电压，直到该供应电压的一电压位准小于一参考电压位准，其中该第一电容器具有一第一电容，以及该第二电容器具有该第一电容；当该供应电压的该电压位准小于该参考电压位准时，增加该第一电容至一第二电容；以及通过交替充电具有该第二电容的该第一电容器与具有该第二电容的该第二电容器，以提供该供应电压。

在本公开的一些实施例中，该操作方法包含判断该供应电压的该电压位准是否小于该参考电压位准。

在本公开中，由于一第一充电路径与一第二充电路径具有相对较大的的电容，因而充电一负载电容的电流相对较大。因此，将供应电压自大幅降低的电压位准(约1.5v)增加回至期望电压位准(约3.0v)需要相对较短的时间。

相对地，在比较帮浦装置中，在一态样中，电压系统的供应电压可能大幅下降。然而，在此态样中，与第一充电路径或第二充电路径相关的总电容ctotal是等于当供应电压的电压位准仅稍微降低(例如自约3.0v至约2.8v)的状况的总电容。因此，在此态样中的电流等于该状况的电流。在此情况下，将供应电压自大幅降低的电压位准(1.5v)增加回至期望电压位准(约3.0v)需要相对较长的时间。

上文已相当广泛地概述本公开的技术特征及优点，俾使下文的本公开详细描述得以获得较佳了解。构成本公开的权利要求标的的其它技术特征及优点将描述于下文。本公开所属技术领域技术人员应了解，可相当容易地利用下文公开的概念与特定实施例可作为修改或设计其它结构或制程而实现与本公开相同的目的。本公开所属技术领域技术人员亦应了解，这类等效建构无法脱离所附的权利要求所界定的本公开的精神和范围。

附图说明

参阅详细说明与权利要求结合考量附图时，可得以更全面了解本申请案的公开内容，附图中相同的元件符号是指相同的元件。

图1为示意图，例示比较例的电压系统(包含帮浦装置)。

图2为电路图，例示图1所示的电压系统于第一相操作的等效电路。

图3为电路图，例示图1所示的电压系统于第二相操作的等效电路。

图4为示意图，例示本公开的实施例的电压系统(包含帮浦装置)。

图5为电路图，例示图4所示的电压系统于第一相操作的等效电路。

图6为电路图，例示图4所示的电压系统于第二相操作的等效电路。

图7为电路图，例示图4所示的电压系统于第一相操作的等效电路。

图8为电路图，例示图4所示的电压系统于第二相操作的等效电路。

图9为示意图，例示本公开的实施例的电压系统(包含帮浦装置)。

图10为电路图，例示图9所示的电压系统于第一相操作的等效电路。

图11为电路图，例示图9所示的电压系统于第一相操作的等效电路。

图12为电路图，例示图9所示的电压系统于第二相操作的等效电路。

图13为电路图，例示图9所示的电压系统于第二相操作的等效电路。

图14为示意图，例示本公开的实施例的电压系统(包含帮浦装置)。

图15为流程图，例示本公开的实施例的电压系统的操作方法。

附图标记说明：

10比较电压系统

20电压系统

30电压系统

40电压系统

100帮浦装置

102切换元件

120振荡器

130帮浦装置

140感测元件

160反向器

200帮浦装置

240第一感测元件

260第二感测元件

300帮浦装置

400帮浦装置

410切换元件

clk第一时脉信号

第二时脉信号

cpa第一充电路径

cpb第二充电路径

cd1第一电容器

cd2第二电容器

c1第一电容

c2第二电容

cl负载电容器

vref0参考电压位准

vpump供应电压

h第一逻辑位准

l第二逻辑位准

cv1第一电容器

cv2第二电容器

cp1第一充电路径

cp2第二充电路径

vref1第一参考电压位准

vref2第二参考电压位准

sw1第一开关

sw2第二开关

cp11第一充电路径

cp22第二充电路径

cp41第一充电路径

cp42第二充电路径

ms1第一晶体管

ms2第二晶体管

d1漏极

d2漏极

g1栅极

g2栅极

m1第一切换晶体管

m2第二切换晶体管

m3第三切换晶体管

m4第四切换晶体管

i电流

i1电流

i11电流

具体实施方式

附图所示的公开内容的实施例或范例是以特定语言描述。应理解此非意图限制本公开的范围。所述实施例的任何变化或修饰以及本申请所述原理任何进一步应用，对于本公开相关技艺中具有通常技术者而言为可正常发生。元件符号可重复于各实施例中，但即使它们具有相同的元件符号，实施例中的特征并非必定用于另一实施例。

应理解当称元件为「连接至」或「耦合至」另一元件时，其可直接连接或耦合至另一元件，或是有中间元件存在。

应理解虽然在本文中可使用第一、第二、第三等用语描述各种元件、组件、区域、层或区段，然而，这些元件、组件、区域、层或区段应不受限于这些用语。这些用语仅用于区分一元件、组件、区域、层或区段与另一区域、层或区段。因此，以下所述的第一元件、组件、区域、层或区段可被称为第二元件、组件、区域、层或区段，而仍不脱离本公开发明概念的教示内容。

本公开所使用的语词仅用于描述特定例示实施例的目的，并非用以限制本发明概念。如本文所使用，单数形式「一」与「该」亦用以包含复数形式，除非本文中另有明确指示。应理解说明书中所使用的「包括」一词专指所称特征、整数、步骤、操作、元件或组件的存在，但不排除一或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件或其群组的存在。

图1为比较例的电压系统10的示意图，电压系统10包含帮浦装置100。参阅图1，除了帮浦装置100之外，电压系统10另包含振荡器120、感测元件140与反向器160。

振荡器120提供第一时脉信号clk至帮浦装置100与反向器160，反向器160将第一时脉信号clk反转(invert)为第二时脉信号

帮浦装置100使用第一时脉信号clk与第二时脉信号以提供电压系统10的供应电压vpump0，将详述如下。

感测元件140比较帮浦装置130的供应电压vpump0的电压位准与参考电压位准vref0，并且基于比较结果，判定供应电压vpump0的电压位准是否降低，藉以判定启动或关闭振荡器120。当供应电压vpump0的电压位准大于参考电压vref0时，感测元件140关闭振荡器120；或者，当供应电压vpump0的电压位准小于参考电压vref0时，感测元件140启动振荡器120，藉以启动帮浦装置100以增加供应电压vpump0的电压位准。

帮浦装置100包含第一充电路径cpa、第二充电路径cpb、切换元件102与负载电容器cl；第一充电路径cpa包含第一电容器cd1，第一电容器cd1具有第一电容c1；第二充电路径cpb包含电二电容器cd2，第二电容器cd2具有第一电容c1。

切换元件102基于第一时脉信号clk与第二时脉信号的逻辑位准，以交替方式将负载电容器cl耦合至第一充电路径cpa并且将负载电容器cl耦合至第二充电路径cpb。更详细而言，帮浦装置100的操作包含两相，即第一相与第二相。

在第一相中，切换元件102将第一充电路径cpa耦合至负载电容器cl。因此，通过第一时脉信号clk，充电第一充电路径cpa与负载电容器cl。帮浦装置100于第一相操作的等效电路是如图2所示。

在第二相中，切换元件102将第二充电路径cpb耦合至负载电容器cl。因此，通过第二时脉信号充电第二充电路径cpb与负载电容器cl。帮浦装置100于第二相操作的等效电路是如图3所示。

为了方便起见，在本公开中使用相同的元件符号或标记来表示电容器，或者在适当时指代其电容，反之亦然。例如，虽然上述内容中的元件符号cl是指电容器，然而亦可表示其电容。

图2为电路图，例示图1所示的电压系统10的帮浦装置100于第一相操作的等效电路。参阅图2，第一时脉信号clk具有第一逻辑位准h，以及第二时脉信号具有第二逻辑位准l。在一实施例中，第一逻辑位准h是指逻辑高，以及第二逻辑位准l是指逻辑低。由于第一时脉信号clk的第一逻辑位准h以及第二时脉信号的第二逻辑位准l，切换元件102耦合第一充电路径cpa至负载电容器cl。在此情况下，通过具有第一逻辑位准h的第一时脉信号clk，充电第一电容器cd1与负载电容器cl。经由第一电容器cd1与负载电容器cl传导的电流i是如以下方程式(1)表示。

其中ctotal是指与电流i流经的路径相关的总电容。

在时域中，供应电压vpump0的变异可由以下方程式(2)表示。

在此态样下，电压系统10的供应电压vpump0可能大幅下降。例如，假设供应电压vpump0作为负载的供应电压。当负载的操作模式由轻负载模式改变为重负载模式时，供应电压vpump0可能大幅下降，例如自约3.0v至约1.5v。然而，在此态样下，总电容ctotal等于供应电压vpump0的电压位准仅稍微降低(例如自约3.0v至约2.8v)的状况的总电容。再者，由于振荡器120提供且控制第一时脉信号clk，是固定的。因此，依照方程式(1)，此态样下的电流i等于该状况(总电容ctotal等于供应电压vpump0的电压位准仅稍微降低)的电流。

此外，由于上述态样下的电流i与电容cl等于该状况的电流与电容，因而依照方程式(2)，此态样下的等于该状况下的亦即，在此态样下的供应电压vpump0的电压位准与该状况下的供应电压的电压位准是以相同方式增加。在此情况下，需要相对较长的时间以使供应电压vpump0自大幅降低的电压位准(约1.5v)增加至期望电压位准(约3.0v)。

再者，依照方程式(2)，相对较大的电流i减少将供应电压vpump0的电压位准增加所需要的时间。再者，依照方程式(1)，可能增加电流i的方式之一是增加第一相的第一充电路径cpa的相关电容。

图3为电路图，例示图1所示的电压系统10的帮浦装置100于第二相操作的等效电路。参阅图3，第一时脉信号clk具有第二逻辑位准l，以及第二时脉信号具有第一逻辑位准h。由于第一时脉信号clk的第二逻辑位准l以及第二时脉信号的第一逻辑位准h，切换元件102耦合第二充电路径cpb至负载电容器cl。在此情况下，通过具有第一逻辑位准h的第二时脉信号充电第二电容器cd2与负载电容器cl。经由第二电容器cd2与负载电容器cl表示的电流i的方程式是与方程式(1)相同。因此，在第一相与第二相的电流i是相同的。依照方程式(1)，可能增加电流i的方式之一是增加第二相的第二充电路径cpa的相关电容。

第一相与第二相重复进行；如此，负载电容器cl维持以第一逻辑位准h充电。因此，帮浦装置100可提供供应电压vpump0。

图4为示意图，例示本公开的实施例的电压系统20(包含帮浦装置200)。为便于说明，图1所示与所述的感测元件140经重新命名且重新编号成为第一感测元件240，且图1所示与所述的参考电压位准vref0经重新命名与重新编号成为第一参考电压位准vref1。

参阅图4，电压系统20类似于图1所述与所示的电压系统10，差别在于除了帮浦装置200之外，电压系统20包含第二感测元件260。帮浦装置200包含第一充电路径cp1与第二充电路径cp2，第一充电路径cp1包含第一电容器cv1，第二充电路径cp2包含第二电容器cv2。

第二感测元件260比较供应电压vpump的电压位准与第二参考电压位准vref2，第二参考电压位准vref2小于第一参考电压位准vref1；第二感测元件260基于比较结果，判定供应电压vpump0的电压位准是否大幅下降。在一实施例中，第一参考电压位准vref1是约2.9v，第二参考电压位准vref2是约2.5v。

第一电容器cv1的电容可调整，并且响应来自第二感测元件260的比较结果而调整。更详细而言，基于比较结果，第一电容器cv1具有第一电容c1与第二电容c2其中之一，第二电容c2大于第一电容c1，将于图5至图8中说明。在一实施例中，第一电容器cv1包含可变电容器。

第二电容器cv2的电容可调整，并且因应来自第二感测元件260的比较结果而调整。更详细而言，基于比较结果，第二电容cv2具有第一电容c1与第二电容c2其中之一，将于图5至图8中说明。在一实施例中，第二电容器cv2包含可变电容器。

负载电容器cl以交替方式结合第一充电路径cp1与第二充电路径cp2而为可充电的，将于图5至图8中说明。

图5为电路图，例示图4所示的电压系统20的帮浦装置200于第一相操作时的等效电路；图6为电路图，例示图4所示的电压系统20的帮浦装置200于第二相操作时的等效电路；其中假设第一参考电压位准vref1是约2.9v，第二参考电压位准vref2是约2.5v。

参阅图5，在供应电压vpump的电压位准自约3.0v(期望电压位准)稍微降低至约2.7v电压位准的情况下；响应第二感测元件260的比较结果，第一电容器cv1与第二电容器cv2电容经调整为第一电容c1，其中该比较结果表示供应电压vpump的电压位准小于第一参考电压位准vref1而大于第二参考电压位准vref2。因此，第一电容器cv1与第二电容器cv2具有相同的第一电容c1。在此情况下，图5所示的帮浦装置200的操作与图2所示与所述的帮浦装置100的操作相同。同样地，图6所示的帮浦装置200的操作与图3所示与所述的帮浦装置100的操作相同。

图7为电路图，例示图4所示的电压系统20的帮浦装置200于第一相操作时的等效电路；图8为电路图，例示图4所示的电压系统20的帮浦装置200于第二相操作时的等效电路；其中假设第一参考电压位准vref1是约2.9v，第二参考电压位准vref2是约2.5v。

参阅图7，在供应电压vpump的电压位准自约3.0v(期望电压位准)大幅降低至约1.5v电压位准的情况下；供应电压vpump作为负载的供应电压，当负载的操作模式由轻负载模式改变为重负载模式时，供应电压vpump可能大幅下降，例如自约3.0v至约1.5v，不仅小于约2.9v的第一参考电压位准vref1，亦小于2.5v的第二参考电压位准vref2。

在此情况下，响应来自第二感测元件260的比较结果，第一电容器cv1与第二电容器cv2的电容经调整为第二电容c2，其中该比较结果表示供应电压vpump的电压位准不仅小于第一参考电压位准vref1亦小于第二参考电压位准vref2。因此，第一电容器cv1与第二电容器cv2具有相同的第二电容c2。经由第一电容器cv1与负载电容器cl传导的电流i1由以下方程式(3)表示。

其中ctotal表示与电流i1传导经过路径相关的总电容。

比较方程式(3)与方程式(1)，由于第二电容c2大于第一电容c1，因而电流i1大于电流i；如前所述，将供应电压vpump自大幅降低的电压位准(约1.5v)增加回至期望电压位准(约3.0v)必须在相对较短的时间内完成。图8所示的操作类似于图7所示的操作。因此，在此处省略详细说明。

图9为示意图，例示本公开实施例的电压系统30(包含帮浦装置300)。参阅图9，帮浦装置300类似于图4所述与所示的帮浦装置200，差别在帮浦装置300包含第一路径cp11与第二路径cp22，第一路径cp11包含第一开关sw1与第一辅助电容器ca1，第二路径cp22包含第二开关sw2与第二辅助电容器ca2。

当供应电压vpump的电压位准小于第二参考电压位准vref2时，第一辅助电容器ca1相对于负载电容器cl并联连接至第一电容器cd1。

第一开关sw1与第一辅助电容器ca1相对于负载电容器cl而串联连接；基于第二感测元件260的比较结果，第一开关sw1将第一辅助电容器ca1连接至第一电容器cd1或将第一辅助电容器ca1与第一电容器cd1断开。在一实施例中，当比较结果表示供应电压vpump的电压位准小于第二参考电压位准vref2时，第一开关sw1相对于负载电容器cl将第一辅助电容器ca1并联连接至第一电容器cd1。

当供应电压vpump的电压位准小于第二参考电压位准vref2时，第二辅助电容器ca2相对于负载电容器cl并联连接至第二电容器cd2。

第二开关sw2与第二辅助电容器ca2相对于负载电容器cl串联连接；基于第二感测元件260的比较结果，第二开关sw2将第二辅助电容器ca2连接至第二电容器cd2或是将第二辅助电容器ca2与第二电容器cd2断开。在一实施例中，当比较结果表示供应电压vpump的电压位准小于第二参考电压位准vref2时，第二开关sw2相对于负载电容器cl而并联连接第二辅助电容器ca2与第二电容器cd2。

图10为电路图，例示图9所示的电压系统30的帮浦装置300于第一相操作时的等效电路；图11为电路图，例示图9所示的电压系统30的帮浦装置300于第二相操作时的等效电路，其中假设第一参考电压位准vref1是约2.9v，第二参考电压位准vref2是约2.5v。

参阅图10与图11，在供应电压vpump的电压位准自期望电压位准(约3.0v)稍微降低至约2.7v电压位准的情况下，图10与图11所示的操作是与图2与图3所示的操作相同。因此，在此处省略详细说明。

图12为电路图，例示图9所示的电压系统30的帮浦装置300于第二相时操作的等效电路；图13为电路图，例示图9所示的电压系统30的帮浦装置300于第二相时操作的等效电路。

参阅图12，在供应电压vpump的电压位准自期望电压位准(约3.0v)大幅降低至约1.5v电压位准的情况下；第一开关sw1相对于负载电容器cl并联连接第一电容器cd1与第一辅助电容器ca1。经由第一电容器cd1、第一辅助电容器ca1与负载电容器cl传导的电流i11可由以下方程式(4)所表示。

其中ctotal11代表与电流i11传导经过路径相关的总电容。

比较方程式(4)与方程式(1)，由于的分母大于的分母，因而电流i11大于电流i。如前所述，将供应电压vpump自大幅降低的电压位准(约1.5v)增加回至期望电压位准(约3.0v)必须在相对较短的时间内完成。图13所示的操作类似于图12所示的操作。因此，在此处省略详细说明。

图14为示意图，例示本公开实施例的电压系统40(包含帮浦装置400)。参阅图14，帮浦装置400类似于图9所述与所示的帮浦装置300，差别在于帮浦装置400包含第一充电路径cp41、第二充电路径cp42以及切换元件410，第一充电路径cp41包含第一晶体管ms1，第二充电路径cp42包含第二晶体管ms2，切换元件410包含第一切换晶体管m1、第二切换晶体管m2、第三切换晶体管m3与第四切换晶体管m4。

第一晶体管ms1具有源极s1、漏极d1与栅极g1。第一晶体管ms1的源极s1与漏极d1分别耦合至第一电容器cd1与第一辅助电容器ca1的终端。第一辅助电容器ca1与第一电容器cd1的其他终端是彼此耦合。在一实施例中，第一晶体管ms1的源极s1与漏极d1分别直接耦合至第一电容器cd1与第一辅助电容器ca1的终端。此外，第一辅助电容器ca1与第一电容器cd1的其他终端是直接彼此耦合。

第二晶体管ms2具有源极s2、漏极d2与栅极g2。第二晶体管ms2的源极s2耦合至第二电容器cd2的终端，以及第二晶体管ms2的漏极d2耦合至第二辅助电容器ca2的终端。第二辅助电容器ca2的另一终端是耦合至第二电容器cd2的另一终端。在一实施例中，第二晶体管ms2的源极s2直接耦合至第二电容器cd2的终端，以及第二晶体管ms2的漏极d2直接耦合至第二辅助电容器ca2的终端。此外，第二电容器cd2的另一终端直接耦合至第二辅助电容器ca2的另一终端。

第二感测元件260的操作类似于图9所示与所述的第二感测元件260的操作，差别在于第二感测元件260另基于比较结果而控制第一晶体管ms1的栅极g1与第二晶体管ms2的栅极g2的栅极电压，藉以控制第一晶体管ms1与第二晶体管ms2的传导状态。

当负载电容器cl结合第一充电路径cp41而被充电时，负载电容器cl耦合至第一电容器cd1与第一辅助电容器ca1的其他终端。同样地，当负载电容器cl结合第二充电路径cp42而被充电时，负载电容器cl耦合至第二电容器cd2与第二辅助电容器ca2的其他终端。

第一切换晶体管m1相对于负载电容器cl而与第二切换晶体管m2串联连接。当负载电容器cl结合第一充电路径cp41而被充电时，第一切换晶体管m1与第二切换晶体管m2耦合在第一电容器cd1的另一终端与负载电容器cl之间。

第三切换晶体管m3相对于负载电容器cl而与第四切换晶体管m4串联连接。当负载电容器cl结合第二充电路径cp42而被充电时，第三切换晶体管m3与第四切换晶体管m4耦合在第二电容器cd2的另一终端与负载电容器cl之间。

在操作中，当第一时脉信号clk具有第一逻辑位准h且第二时脉信号具有第二逻辑位准l时，第一切换晶体管m1与第二切换晶体管m2被导通，而第三切换晶体管m3与第四切换晶体管m4未导通。在此情况下，帮浦装置400的等效电路与图10或图12所示的等效电路实质相同，取决于第一晶体管ms1与第二晶体管ms2的传导状态。或者，当第一时脉信号clk具有第二逻辑位准l且第二时脉信号具有第一逻辑位准h时，第一切换晶体管m1与第二切换晶体管m2未导通，而第三切换晶体管m3与第四切换晶体管m4被导通。在此情况下，帮浦装置400的等效电路与图11或图13所示的等效电路实质相同，取决于第一晶体管ms1与第二晶体管ms2的传导状态。

如前述图9所示实施例中所讨论，当第一晶体管ms1与第二晶体管ms2导通时，充电负载电容器cl的电流相对比较良好。因此，将供应电压vpump自大幅降低的电压位准(约1.5v)增加至期望电压位准(约3.0v)需要在相对较短的时间内完成。

在一实施例中，第一晶体管ms1与第二晶体管ms2、第一切换晶体管m1、第二切换晶体管m2、第三切换晶体管m3与第四切换晶体管m4各自包含金属氧化物-半导体场效晶体管(metal–oxide–semiconductorfield-effecttransistor，mosfet)。在另一实施例中，晶体管包含可于700伏特或更高伏特操作的高电压mosfet。或者，晶体管包含双极性接面晶体管(bipolarjunctiontransistors，bjt)、互补mos(cmos)晶体管、或类似者。在一或多个实施例中，晶体管包含功率场效晶体管(powerfield-effecttransistor，fet)，例如双扩散金属氧化物半导体(double-diffusedmetal-oxide-semiconductor，dmos)晶体管。在其他实施例中，晶体管包含另一合适的元件，例如绝缘栅极双极性晶体管(insulated-gatebipolartransistor，igbt)、场效晶体管(fieldeffecttransistor，fet)、或类似者。

图15为流程图，例示本公开实施例的电压系统的操作方法50。参阅图15，方法50包含操作500、502、504与506。方法50始于操作500，其中交替充电第一充电路径与第二充电路径而提供供应电压，其中第一充电路径具有结合负载电容器的第一电容，第二充电路径具有结合负载电容器的第一电容。

而后，方法50继续操作502，判定供应电压的电压位准是否大于参考电压位准。若是，则方法返回至操作500。若否，则方法继续至操作504，其中第一电容增加至第二电容。在操作504之后，于操作506中，交替充电第一充电路径与第二充电路径，其中第一充电路径具有结合负载电容器的第二电容，第二充电路径具有结合负载电容器的第二电容。

在本公开的实施例电压系统中，由于第一充电路径cp1、cp11及cp41以及第二充电路径cp2、cp21及cp42具有相对较大的电容，因而充电负载电容器cl的电流相对较大。因此，将供应电压vpump自大幅降低的电压位准(约1.5v)增加至期望电压位准(约3.0v)需要的时间相对较短。

相对地，在本公开的比较例电压系统10中，在某些情况下，电压系统10的供应电压vpump可能大幅下降；然而，在此情况下，与第一充电路径c1或第二充电路径c2相关的总电容ctotal是等于当供应电压vpump0的电压位准仅稍微降低(例如自约3.0v至约2.8v)的状况的总电容。因此，在此情况下的电流i等于该状况的电流；将供应电压vpump0自大幅降低的电压位准(1.5v)增加至期望电压位准(约3.0v)需要的时间相对较长。

本公开的一些实施例提供一种电压系统。该电压系统包含一帮浦装置。该帮浦装置包含一第一充电路径、一第二充电路径、以及一负载电容器。该负载电容器以交替方式结合该第一充电路径与该第二充电路径而为可充电的。当该帮浦装置的一供应电压的一电压位准大于一参考电压位准时，该第一充电路径具有一第一电容，以及当该供应电压的该电压位准小于该参考电压位准时，该第一充电路径具有一第二电容，该第二电容大于该第一电容。

本公开的一些实施例提供一种电压系统。该电压系统包含一帮浦装置。该帮浦装置包含一第一充电路径、一第二充电路径、以及一负载电容器。该第一充电路径包含一第一电容器、一第一辅助电容器、以及一第一晶体管。该第一辅助电容器的一终端耦合至该第一电容器的一终端。该第一晶体管的一源极耦合至该第一电容器的另一终端，以及该第一晶体管的一漏极耦合至该第一辅助电容器的另一终端。该负载电容器以一交替方式结合该第一充电路径与该第二充电路径而为可充电的。当该负载电容器结合该第一充电路径而被充电时，该负载电容器耦合至该第一电容器的与该第一辅助电容器的该等终端。

本公开的一些实施例提供一种电压系统的操作方法。该操作方法包含交替充电一第一电容器与一第二电容器而提供该电压系统的一供应电压，直到该供应电压的一电压位准小于一参考电压位准，其中该第一电容器具有一第一电容，以及该第二电容器具有该第一电容；当该供应电压的该电压位准小于该参考电压位准时，将该第一电容增加至一第二电容；以及交替充电具有该第二电容的该第一电容器与具有该第二电容的该第二电容器而提供该供应电压。

虽然已详述本公开及其优点，然而应理解可进行各种变化、取代与替代而不脱离权利要求所定义的本公开的精神与范围。例如，可用不同的方法实施上述的许多制程，并且以其他制程或其组合替代上述的许多制程。

再者，本申请案的范围并不受限于说明书中所述的制程、机械、制造、物质组成物、手段、方法与步骤的特定实施例。本领域技术人员可自本公开的公开内容理解可根据本公开而使用与本文所述的对应实施例具有相同功能或是达到实质相同结果的现存或是未来发展的制程、机械、制造、物质组成物、手段、方法、或步骤。据此，此等制程、机械、制造、物质组成物、手段、方法、或步骤是包含于本申请案的权利要求内。