本實用新型實施例涉及電路技術，尤其涉及一種電荷泵控制電路。

背景技術：

非易失閃存介質(nor Flash/nand Flash)是一種很常見的存儲芯片，兼有隨機存儲器(Random Access Memory，RAM)和只讀存儲器(Read-Only Memory，ROM)的優點，數據掉電不會丟失，是一種可在系統進行電擦寫的存儲器，同時它的高集成度和低成本使它成為市場主流。

Flash芯片是由內部成千上萬個存儲單元組成的，每個儲存單元存儲一位數據，通過在存儲單元的字線上施加相應的電壓來完成數據的存儲操作，所述電壓通常是由電荷泵電路產生，電荷泵電路輸出的電壓通常會帶有一定的電壓波動，所述電壓波動會影響數據的存儲，而且，隨著Flash芯片工藝特征尺寸的縮小，輸出電壓的電容負載也隨著變大，為了滿足Flash芯片的讀出時間要求，需要許多電荷泵電路并聯工作，進而導致電荷泵電路輸出的電壓波動更大且難以控制，同時輸入電源噪聲也會增大，影響Flash芯片的存儲性能。現有技術中的一種電荷泵電路結構示意圖可以參見圖1所示，這種電路結構對輸出電壓的波動有一定的抑制作用，但是效果不理想。

綜上所述，需要設計一種電路來減小電荷泵電路輸出電壓的波動范圍，提高輸出電壓的準確度。

技術實現要素：

本實用新型提供一種電荷泵控制電路，以減小輸出電壓的波動范圍。

本實用新型實施例提供一種電荷泵控制電路，所述電路包括：

電荷泵單元，所述電荷泵單元包括至少兩個電荷泵電路，所述電荷泵電路相互并聯連接，用于產生電壓；

電壓檢測單元，所述電壓檢測單元的輸入端與所述電荷泵單元的輸出端相連，用于檢測所述電荷泵單元的輸出端電壓是否達到目標電壓值，如果是則輸出第一標志信號到電荷泵控制單元，否則輸出第二標志信號到電荷泵控制單元；

電荷泵控制單元，所述電荷泵控制單元的輸入端與所述電壓檢測單元的輸出端相連，在所述第一標志信號的控制下產生使設定電荷泵電路工作的使能信號，以控制所述設定電荷泵電路工作以維持所述目標電壓值，或者在所述第二標志信號的控制下產生使所有電荷泵電路工作的使能信號，以控制所有電荷泵電路工作以共同產生目標電壓。

優選的，所述電壓檢測單元包括分壓模塊和標志信號產生模塊，其中，所述分壓模塊用于對所述電荷泵單元的輸出端電壓進行分壓；所述標志信號產生模塊用于根據所述電荷泵單元的輸出端電壓產生第一標志信號或者第二標志信號。

進一步的，所述分壓模塊包括第一電阻、第二電阻和第三電阻，所述標志信號產生模塊包括第一比較器和第二比較器，其中：

所述第一電阻的第一端與所述電荷泵單元的輸出端相連，第二端與所述第二電阻的第一端相連，所述第二電阻的第二端與所述第三電阻的第一端相連，所述第三電阻的第二端接地；

所述第一比較器的正相輸入端與所述第一電阻的第二端相連，反相輸入端與參考電壓相連，輸出端輸出第一標志信號；

所述第二比較器的正相輸入端與所述第二電阻的第二端相連，反相輸入端與參考電壓相連，輸出端輸出第二標志信號。

優選的，所述電荷泵控制單元包括紋波消減電路、選擇電路、控制信號觸發電路和電荷泵使能信號發生電路，

其中，所述紋波消減電路的第一輸入端與所述電壓檢測單元的輸出端相連，第二輸入端與所述控制信號觸發電路相連，用于產生控制所述選擇電路工作模式的控制信號；

所述選擇電路的第一輸入端與所述電壓檢測單元的輸出端相連，第二輸入端與所述控制信號觸發電路相連，使能端與所述紋波消減電路的輸出端相連，用于對第一輸入端信號和第二輸入端信號做出選擇；

所述控制信號觸發電路的數據端與所述選擇電路的輸出端相連，用于產生控制所述紋波消減電路、選擇電路和電荷泵使能信號發生電路的控制信號；

所述電荷泵使能信號發生電路的第一輸入端與所述電壓檢測單元的輸出端相連，第二輸入端與所述控制信號觸發電路相連，用于產生控制電荷泵工作的使能信號。

進一步的，所述紋波消減電路包括第一反相器、第一與非門、第二與非門、第三與非門、第一或非門和第二或非門，

其中，所述第一反相器的輸入端與第一與非門的第三輸入端相連，輸出端與第二與非門的第二輸入端相連；第一與非門的第一輸入端和第二輸入端與所述控制信號觸發電路相連，輸出端與第三與非門的第一輸入端相連；第二與非門的第一輸入端與所述控制信號觸發電路相連，輸出端與第三與非門的第二輸入端相連；第三與非門的輸出端與第一或非門的第一輸入端相連；第一或非門的第二輸入端與第二或非門的輸出端相連，第一或非門的輸出端與第二或非門的第一輸入端相連；第二或非門的第二輸入端與所述電壓檢測單元的輸出端相連，輸出端與選擇電路的使能端相連。

進一步的，所述選擇電路包括：第二反相器、第一與門、第二與門、第三或非門和第三反相器，其中，所述第二反相器的的輸入端與所述第二或非門的輸出端以及第一與門的第二輸入端相連，輸出端與第二與門的第二輸入端相連；第一與門的第一輸入端與所述控制信號觸發電路相連，輸出端與第三或非門的第一輸入端相連；第二與門的第一輸入端與所述電壓檢測單元的輸出端相連，輸出端與第三或非門的第二輸入端相連；第三或非門的輸出端與第三反相器的輸入端相連；第三反相器的輸出端與所述控制信號觸發電路的數據端相連。

進一步的，所述控制信號觸發電路包括至少兩個觸發器，所述至少兩個觸發器順次連接，所述至少兩個觸發器的控制端和復位端與所述電壓檢測單元的輸出端相連，第一觸發器的數據端與所述選擇電路的輸出端相連。

進一步的，所述電荷泵使能信號發生電路包括：第四反相器、第四或非門、第五或非門和至少兩個第四與非門，其中，所述第四反相器的輸入端與所述電壓檢測單元的輸出端相連，輸出端與第五或非門的第二輸入端相連；第四或非門的第一輸入端與所述電壓檢測單元的輸出端相連，第二輸入端與第五或非門的輸出端相連，輸出端與第五或非門的第一輸入端相連；所述至少兩個第四與非門的第一輸入端與第五或非門的輸出端相連，第二輸入端與所述至少兩個觸發器的輸出端一一對應相連，輸出端與所述至少兩個電荷泵電路的使能控制端一一對應相連。

進一步的，所述電路還包括時鐘信號發生單元，所述時鐘信號發生單元與電荷泵單元相連，用于產生設定頻率的時鐘信號。

本實用新型實施例提供的電荷泵控制電路，包括電荷泵單元、電壓檢測單元和電荷泵控制單元，所述電荷泵單元包括至少兩個電荷泵電路，所述電荷泵電路相互并聯連接，用于快速產生電壓，通過將電壓檢測單元的輸入端與所述電荷泵單元的輸出端相連，對電荷泵單元的輸出端電壓是否達到目標電壓值進行監測，如果是則輸出第一標志信號到電荷泵控制單元，否則輸出第二標志信號到電荷泵控制單元，當所述電荷泵控制單元接收到所述第一標志信號后，產生使設定電荷泵電路工作的使能信號，以控制所述設定電荷泵電路工作以維持所述目標電壓值，當所述電荷泵控制單元接收到所述第二標志信號后產生使所有電荷泵電路工作的使能信號，以控制所有電荷泵電路工作以共同快速地產生目標電壓；當電荷泵單元產生的電壓達到目標電壓后，通過電荷泵控制單元的控制，只允許一個或者幾個電荷泵電路工作，從而達到減小輸出電壓波動的目的。

附圖說明

圖1是現有技術中的一種電荷泵電路結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例一提供的一種電荷泵控制電路結構示意圖；

圖3是本實用新型實施例一提供的一個電荷泵電路工作和多個電荷泵電路同時工作時，輸出電壓波動的對比示意圖；

圖4是本實用新型實施例二提供的電壓檢測單元的結構示意圖；

圖5是本實用新型實施例二提供的一種電壓檢測單元的電路圖；

圖6是本實用新型實施例三提供的電荷泵控制單元的結構示意圖；

圖7是本實用新型實施例三提供的一種紋波消減電路和選擇電路的電路圖；

圖8是本實用新型實施例三提供的一種控制信號觸發電路的電路圖；

圖9是本實用新型實施例三提供的一種電荷泵使能信號發生電路圖；

圖10是本實用新型實施例三提供的各信號波形示意圖；

圖11是本實用新型實施例三提供的本實用新型的電荷泵控制電路和現有的電荷泵控制電路在同樣負載條件下的輸出電壓波動仿真波形對比示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本實用新型，而非對本實用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實用新型相關的部分而非全部結構。

實施例一

圖2為本實用新型實施例一提供的一種電荷泵控制電路結構示意圖，本實施例適用于為了滿足Flash芯片的讀出時間要求，多個電荷泵電路并聯工作的情況。如圖2所示，本實施例提供的一種電荷泵控制電路結構示意圖，包括：電荷泵單元210、電壓檢測單元220和電荷泵控制單元230。

電荷泵單元210包括至少兩個電荷泵電路，所述電荷泵電路相互并聯連接，用于產生電壓；電壓檢測單元220的輸入端與電荷泵單元210的輸出端相連，用于檢測電荷泵單元210的輸出端電壓是否達到目標電壓值，如果是則輸出第一標志信號到電荷泵控制單元230，否則輸出第二標志信號到電荷泵控制單元230；電荷泵控制單元230的輸入端與電壓檢測單元220的輸出端相連，在所述第一標志信號的控制下產生使設定電荷泵電路工作的使能信號，以控制所述設定電荷泵電路工作以維持所述目標電壓值，或者在所述第二標志信號的控制下產生使所有電荷泵電路工作的使能信號，以控制所有電荷泵電路工作以共同產生目標電壓。

為了滿足Flash芯片的讀出時間要求，需要多個電荷泵電路并聯工作，但是每個電荷泵電路輸出的電壓通常會帶有一定的電壓波動，當多個電荷泵電路并聯同時工作時，輸出電壓的波動范圍會更大，具體可以參見圖3所示的一個電荷泵電路工作和多個電荷泵電路同時工作時，輸出電壓波動對比圖，其中第一曲線310代表一個電荷泵電路工作時輸出的電壓波動，第二曲線320代表多個電荷泵電路同時工作時輸出的電壓波動。因此，本實用新型的技術方案通過在電荷泵單元的輸出端設置電壓檢測單元220，用于對電荷泵單元210的輸出電壓是否達到目標電壓值進行監測，電荷泵控制單元230根據電壓檢測單元220輸出的標志信號，控制電荷泵單元210中電荷泵電路工作的數量，當電荷泵單元210輸出的電壓值未達到目標電壓值時，啟動所有的電荷泵電路工作，以便快速輸出目標電壓值，當電荷泵單元輸出的電壓值達到目標電壓值后，只啟動某一個或者幾個電荷泵電路工作即可，在滿足Flash芯片的讀出時間要求的同時，最大限度地減小了輸出電壓的波動范圍。

本實施例的技術方案，通過將電壓檢測單元的輸入端與所述電荷泵單元的輸出端相連，對電荷泵單元的輸出端電壓是否達到目標電壓值進行監測，如果是則輸出第一標志信號到電荷泵控制單元，否則輸出第二標志信號到電荷泵控制單元，當所述電荷泵控制單元接收到所述第一標志信號后，產生使設定電荷泵電路工作的使能信號，以控制所述設定電荷泵電路工作以維持所述目標電壓值，當所述電荷泵控制單元接收到所述第二標志信號后產生使所有電荷泵電路工作的使能信號，以控制所有電荷泵電路工作以共同快速地產生目標電壓；當電荷泵單元產生的電壓達到目標電壓后，通過電荷泵控制單元的控制，只允許一個或者幾個電荷泵電路工作，從而達到在滿足Flash芯片的讀出時間要求的同時，減小輸出電壓波動的目的。

實施例二

圖4是本實用新型實施例二提供的電壓檢測單元的結構示意圖，在上述實施例的基礎上，本實施例對電壓檢測單元220進行了優化，參見圖4所示，電壓檢測單元220包括：分壓模塊221和標志信號產生模塊222，其中，分壓模塊221用于對電荷泵單元210的輸出端電壓進行分壓；標志信號產生模塊222用于根據電荷泵單元210的輸出端電壓產生第一標志信號或者第二標志信號。

優選的，作為電壓檢測單元220的一種實現方式，參見圖5所示，分壓模塊221包括：第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3，標志信號產生模塊222包括第一比較器COMP1和第二比較器COMP2，其中：

第一電阻R1的第一端與電荷泵單元210的輸出端相連，第二端與第二電阻R2的第一端相連，第二電阻R2的第二端與第三電阻R3的第一端相連，第三電阻R3的第二端接地；第一比較器COMP1的正相輸入端與第一電阻R1的第二端相連，反相輸入端與參考電壓相連，輸出端輸出第一標志信號；第二比較器COMP2的正相輸入端與第二電阻R2的第二端相連，反相輸入端與參考電壓相連，輸出端輸出第二標志信號。

其中，第三電阻R3的阻值可以根據設計需要選用不同的值，第一電阻R1和第二電阻R2的阻值根據電荷泵單元210的輸出目標電壓選取；第一比較器COMP1的正相輸入端的檢測目標電壓值大于第二比較器COMP2的正相輸入端的檢測目標電壓值，示例性的，第一比較器COMP1的正相輸入端的檢測目標電壓值可以根據需要進行設置，當第一比較器COMP1的正相輸入端的電壓大于目標電壓值時，第一比較器COMP1的輸出端為高電平，反之，為低電平；同樣的道理，第二比較器COMP2的正相輸入端的檢測目標電壓值可以根據具體情況進行設置，當第二比較器COMP2的正相輸入端的電壓大于目標電壓值時，第二比較器COMP2的輸出端為高電平，反之，為低電平。

本實施例的技術方案，將電壓檢測單元優化為分壓模塊和標志信號產生模塊，其中，分壓模塊用于對電荷泵單元的輸出端電壓進行分壓，標志信號產生模塊用于根據電荷泵單元的輸出端電壓產生第一標志信號或者第二標志信號，從而使得電荷泵控制單元可以根據所述第一標志信號或者第二標志信號產生控制電荷泵電路工作的控制信號。

實施例三

圖6是本實用新型實施例三提供的電荷泵控制單元的結構示意圖，在上述實施例的基礎上，本實施例對電荷泵控制單元230進行了優化，參見圖6所示，電荷泵控制單元230包括紋波消減電路231、選擇電路232、控制信號觸發電路233和電荷泵使能信號發生電路234；

其中，紋波消減電路231的第一輸入端與電壓檢測單元220的輸出端相連，第二輸入端與控制信號觸發電路233相連，用于產生控制選擇電路232工作模式的控制信號；選擇電路232的第一輸入端與電壓檢測單元220的輸出端相連，第二輸入端與控制信號觸發電路233相連，使能端與紋波消減電路231的輸出端相連，用于對第一輸入端信號和第二輸入端信號做出選擇；控制信號觸發電路233的數據端與選擇電路232的輸出端相連，用于產生控制紋波消減電路231、選擇電路232和電荷泵使能信號發生電路234的控制信號；電荷泵使能信號發生電路234的第一輸入端與電壓檢測單元220的輸出端相連，第二輸入端與控制信號觸發電路233相連，用于產生控制電荷泵工作的使能信號。

示例性的，參見圖7所示，紋波消減電路231包括第一反相器T1、第一與非門Y1、第二與非門Y2、第三與非門Y3、第一或非門H1和第二或非門H2，其中，第一反相器T1的輸入端與第一與非門Y1的第三輸入端相連，輸出端與第二與非門Y2的第二輸入端相連；第一與非門Y1的第一輸入端和第二輸入端與控制信號觸發電路233相連，輸出端與第三與非門Y3的第一輸入端相連；第二與非門Y2的第一輸入端與控制信號觸發電路233相連，輸出端與第三與非門Y3的第二輸入端相連；第三與非門Y3的輸出端與第一或非門H1的第一輸入端相連；第一或非門H1的第二輸入端與第二或非門H2的輸出端相連，第一或非門H1的輸出端與第二或非門H2的第一輸入端相連；第二或非門H2的第二輸入端與電壓檢測單元220的輸出端相連，輸出端與選擇電路232的使能端相連。參見圖7所示，當電荷泵單元210的輸出電壓VOUT達到目標電壓值后，如果TR_RIP為低電平，且Q<0>變為高電平，或者如果TR_RIP為高電平，且Q<1>、Q<0>都變為高電平，則LP_EN從低電平變為高電平。信號TR_RIP為輸入參數，可以在電荷泵單元210的輸出電壓VOUT達到目標電壓值后，通過信號TR_RIP可以設置同時工作的電荷泵電路的個數。

選擇電路232包括：第二反相器T2、第一與門D1、第二與門D2、第三或非門H3和第三反相器T3，其中，第二反相器T2的輸入端與第二或非門H2的輸出端以及第一與門D1的第二輸入端相連，輸出端與第二與門D2的第二輸入端相連；第一與門D1的第一輸入端與控制信號觸發電路233相連，輸出端與第三或非門H3的第一輸入端相連；第二與門D2的第一輸入端與電壓檢測單元220的輸出端相連，輸出端與第三或非門H3的第二輸入端相連；第三或非門H3的輸出端與第三反相器T3的輸入端相連；第三反相器T3的輸出端與控制信號觸發電路233的數據端相連。參見圖7所示，當LP_EN為低電平時，輸出端D0等于DISPMP2，當LP_EN為高電平時，輸出端D0等于Q<n>，其中n為大于等于0的整數。在電荷泵單元210的輸出電壓VOUT達到目標電壓值之前，其輸出端D0選擇DISPMP2，達到目標電壓值之后選擇控制信號觸發電路233的輸出Q<n>。

示例性的，參見圖8所示，控制信號觸發電路233包括至少兩個觸發器，所述至少兩個觸發器順次連接，所述至少兩個觸發器的控制端和復位端與電壓檢測單元220的輸出端(DISPMP和DISPMP2)相連，第一觸發器C0的數據端與選擇電路232的輸出端相連。在控制端CLK的上升沿(也可以是下降沿)鎖存輸入數據D到輸出Q，RSTB為復位信號，當RSTB為低電平時，輸出Q為低電平。除了第一個觸發器的數據D來自選擇電路232的輸出之外，后面其余的觸發器的輸入D均來自前面觸發器的輸出Q。

示例性地，參見圖9所示，電荷泵使能信號發生電路234包括：第四反相器T4、第四或非門H4、第五或非門H5和至少兩個第四與非門Y4，其中，第四反相器T4的輸入端與電壓檢測單元220的輸出端相連，輸出端與第五或非門H5的第二輸入端相連；第四或非門H4的第一輸入端與電壓檢測單元220的輸出端相連，第二輸入端與第五或非門H5的輸出端相連，輸出端與第五或非門H5的第一輸入端相連；所述至少兩個第四與非門Y4的第一輸入端與第五或非門H5的輸出端相連，第二輸入端與所述至少兩個觸發器的輸出端一一對應相連，輸出端與所述至少兩個電荷泵電路的使能控制端一一對應相連。電荷泵使能信號發生電路234用于產生多個電荷泵使能信號PMPEN<n:0>，即PMPEN<0>，PMPEN<1>……PMPEN<n>。參加圖10所示的波形示意圖，在電荷泵單元210的輸出電壓VOUT達到目標電壓值之前(即DISPMP首次變高即t2時刻之前)，所有的PMPEN<n:0>均為高，全部的電荷泵電路同時工作，在電荷泵單元210的輸出電壓VOUT達到目標電壓值之后，PMPEN<n:0>將分別等于Q<n:0>，使得各個電荷泵電路逐個循環工作，或者每兩個或更多個電荷泵循環工作，從而可以減小電荷泵單元210輸出電壓的波動范圍，提高輸出電壓的準確度，同時還能滿足Flash芯片的讀出時間要求，因為同時工作的電荷泵電路的數量少了，所以也可以減小電荷泵電路的輸入電源噪聲。具體可以參見圖11所示的本實用新型的電荷泵控制電路和現有的電荷泵控制電路在同樣負載條件下的輸出電壓波動仿真波形對比示意圖，其中1表示本實用新型的電荷泵單元210的輸出電壓波動，2表示現有技術中電荷泵單元的輸出電壓波動，可以看出本實用新型的技術方案可以明顯地減小電荷泵單元210的輸出電壓的波動范圍。

在上述各實施例的基礎上的，所述電荷泵控制電路還包括時鐘信號發生單元，所述時鐘信號發生單元與電荷泵單元相連，用于產生設定頻率的時鐘信號。

注意，上述僅為本實用新型的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本實用新型不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本實用新型的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本實用新型進行了較為詳細的說明，但是本實用新型不僅僅限于以上實施例，在不脫離本實用新型構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本實用新型的范圍由所附的權利要求范圍決定。