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【发明授权】一种提高电荷泵转换效率的方法及电路、电荷泵_西安紫光国芯半导体有限公司_201811616230.5 

申请/专利权人:西安紫光国芯半导体有限公司

申请日:2018-12-27

公开(公告)日:2020-10-13

公开(公告)号:CN109617395B

主分类号:H02M3/07(20060101)

分类号:H02M3/07(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2020.10.13#授权;2019.05.07#实质审查的生效;2019.04.12#公开

摘要:为了提高电荷泵的实际转换效率,本发明提供了一种提高电荷泵转换效率的方法及电路、电荷泵。本发明提高电荷泵转换效率的方法是:通过仿真和试验,获取电荷泵的最高转换效率、时钟信号频率、输出电压与开关尺寸和或电容值的一一对应关系,基于所述一一对应关系,为当前时钟信号频率和或输出电压配置相应的开关尺寸和或电容值。本发明能使器件保持仿真和试验所确定的最佳对应关系,因而在各种情况下都可以保证电荷泵转换效率很高。

主权项:1.一种提高电荷泵转换效率的方法,其特征在于:通过仿真和试验,获取电荷泵的最高转换效率、时钟信号频率、输出电压与开关尺寸和或电容值的一一对应关系,基于所述一一对应关系,为当前时钟信号频率和或输出电压配置相应的开关尺寸和或电容值,包括以下三种方法:第一种方法,包括步骤:1保持输入、输出电压以及电容值固定不变;2调整时钟信号频率为A,通过仿真,利用调整时钟信号频率的x+1个控制信号cfg_f0~cfg_fx,调整开关尺寸,得到电荷泵转换效率最高的开关尺寸SA以及对应的cfg_f0~cfg_fx编码;3调整时钟信号频率为B,通过仿真,利用调整时钟信号频率的x+1个控制信号cfg_f0~cfg_fx,调整开关尺寸,得到电荷泵转换效率最高的开关尺寸SB以及对应的cfg_f0~cfg_fx编码;4利用步骤2-3的方法,分别得到时钟信号频率为不同值时,电荷泵转换效率最高的开关尺寸及对应的cfg_f0~cfg_fx编码;5保持时钟信号频率和电容值固定不变;6调整输出电压为V1,通过仿真,使用调整输出电压的x+1个控制信号cfg_v0~cfg_vx,调整开关尺寸,得到电荷泵转换效率最高的开关尺寸S1以及对应的cfg_v0~cfg_vx编码;7调整输出电压为V2,通过仿真,利用调整输出电压的x+1个控制信号cfg_v0~cfg_vx,调整开关尺寸,得到电荷泵转换效率最高的开关尺寸S2以及对应的cfg_v0~cfg_vx编码;8利用步骤6-7的方法,分别得到输出电压为不同值时,电荷泵转换效率最高的开关尺寸及对应的cfg_v0~cfg_vx编码;9将步骤4和步骤8所得的cfg_f0~cfg_fx编码与cfg_v0~cfg_vx编码逐位进行相加操作,最终得到控制开关尺寸的信号cfg0~cfgx,在时钟信号频率和或输出电压变化时,依据信号cfg0~cfgx调整开关尺寸,电荷泵转换效率就能保持最高;第二种方法,包括步骤:1保持输入、输出电压以及开关尺寸固定不变;2调整时钟信号频率为A,通过仿真,利用调整时钟信号频率的x+1个控制信号cfg_f0~cfg_fx,调整电容值大小,得到使电荷泵转换效率最高的电容值CA以及对应的cfg_f0~cfg_fx编码;3调整时钟信号频率为B,通过仿真,利用调整时钟信号频率的x+1个控制信号cfg_f0~cfg_fx,调整电容值大小,得到电荷泵转换效率最高的电容值CB以及对应的cfg_f0~cfg_fx编码;4利用步骤2-3的方法,分别得到时钟信号频率为不同值时,电荷泵转换效率最高的电容值及对应的cfg_f0~cfg_fx编码;5保持时钟信号频率和开关尺寸固定不变;6调整输出电压为V1,通过仿真,利用调整输出电压的x+1个控制信号cfg_v0~cfg_vx,调整电容值大小,得到电荷泵转换效率最高的电容值C1以及对应的cfg_v0~cfg_vx编码;7调整输出电压为V2,通过仿真,利用调整输出电压的x+1个控制信号cfg_v0~cfg_vx,调整电容值大小,得到电荷泵转换效率最高的电容值C2以及对应的cfg_v0~cfg_vx编码;8利用步骤6-7的方法,分别得到输出电压为不同值时,电荷泵转换效率最高的电容值及对应的cfg_v0~cfg_vx编码;9将步骤4和步骤8所得的cfg_f0~cfg_fx编码与cfg_v0~cfg_vx编码逐位进行相加操作,最终得到控制电容值大小的信号cfg0~cfgx,在时钟信号频率和或输出电压变化时,依据信号cfg0~cfgx调整电容值,电荷泵转换效率就能保持最高;第三种方法,包括步骤:1保持输入、输出电压固定不变;2调整时钟信号频率为A,通过仿真,利用调整时钟信号频率的x+1个控制信号cfg_f0~cfg_fx,同时调整开关尺寸和电容值大小,得到使电荷泵转换效率最高的开关尺寸SA和电容值CA,以及对应的cfg_f0~cfg_fx编码;3调整时钟信号频率为B,通过仿真,利用调整时钟信号频率的x+1个控制信号cfg_f0~cfg_fx,同时调整开关尺寸和电容值大小,得到使电荷泵转换效率最高的开关尺寸SB和电容大小CB,以及对应的cfg_f0~cfg_fx编码;4利用步骤2-3的方法,分别得到时钟信号频率为不同值时,电荷泵转换效率最高的开关尺寸和电容值,及对应的cfg_f0~cfg_fx编码;5保持时钟信号频率固定不变;6调整输出电压为V1,通过仿真,利用调整输出电压的x+1个控制信号cfg_v0~cfg_vx,同时调整开关尺寸和电容值大小,得到使电荷泵转换效率最高的开关尺寸SA和电容值CA,以及对应的cfg_v0~cfg_vx编码;7调整时钟信号频率为V2,通过仿真,利用调整输出电压的x+1个控制信号cfg_v0~cfg_vx,同时调整开关尺寸和电容值大小,得到使电荷泵转换效率最高的开关尺寸SB和电容值CB,以及对应的cfg_v0~cfg_vx编码;8利用步骤6-7的方法,分别得到输出电压为不同值时,电荷泵转换效率最高的开关尺寸、电容值以及对应的cfg_v0~cfg_vx编码;9将步骤4和步骤8所得的cfg_f0~cfg_fx编码与cfg_v0~cfg_vx编码逐位进行相加操作,最终得到同步控制开关尺寸和电容值的信号cfg0~cfgx,在时钟信号频率和或输出电压变化时,依据信号cfg0~cfgx同时调整开关尺寸和电容值,电荷泵转换效率就能保持最高。

全文数据:

权利要求:

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