CN1893245B - 包括具不同放电时间常数的电荷泵型升压电路的电源设备 - Google Patents

包括具不同放电时间常数的电荷泵型升压电路的电源设备 Download PDF

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CN1893245B CN2006101031407A CN200610103140A CN1893245B CN 1893245 B CN1893245 B CN 1893245B CN 2006101031407 A CN2006101031407 A CN 2006101031407A CN 200610103140 A CN200610103140 A CN 200610103140A CN 1893245 B CN1893245 B CN 1893245B
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Abstract

在一种电源设备中，电荷泵型升压电路适于通过电源电压对升压电容器进行充电，使用电荷泵操作以对所述升压电容器的充电电压进行升压，并且使得升压电压对平滑电容器进行放电。调整器具有第一比较器，该比较器适于比较对应于所述升压电路的输出电压的电压与参考电压以产生比较输出信号，并且根据所述比较输出信号来跳跃时钟信号，以使得所述升压电路的输出电压接近于目标电压。当所述升压电路的输出电压处于所述目标电压和比所述目标电压小预定值的电压之间时，通过具有预定时间常数的电阻器装置来执行所述平滑电容器的放电。

Description

包括具不同放电时间常数的电荷泵型升压电路的电源设备
技术领域
本发明涉及包括电荷泵型升压电路和用于调整电荷泵型升压电路的输出电压的调整器的电源设备。
背景技术
适合在用于驱动诸如移动电话或个人数字助理(PDA)的液晶显示(LCD)面板那样的显示面板的驱动器中使用的典型电源包括电荷泵型升压电路和用于调整电荷泵型升压电路的输出电压的调整器。
现有技术中的电源设备是通过电荷泵型升压电路、调整器、比较器以及AND电路来构造的，其中所述电荷泵型升压电路具有单个放电(升压)时间常数的平滑电容器，所述调整器通过用于划分升压电路的输出电压以产生分压的分压器来形成，所述比较器用于比较分压与参考电压以产生比较输出信号，以及所述AND电路用于根据比较输出信号来向升压电路提供时钟信号(参见JP-2005-20971A)。其将稍后详细解释。
发明内容
然而，在上述的现有技术的电源设备中，当驱动负载相对的小并且比较器的响应特性相对高时，功率消耗将显著地增加。
为了减少功率消耗，减小比较器的响应特性或比较器是滞后型比较器，通过这样能够产生较大的过冲(overshoot)，这将损坏设备的元件。并且升压电路的输出的波动将增加。
根据本发明，提供一种电源设备，其包括：
电荷泵型升压电路，用于通过电源电压对升压电容器进行充电，使用电荷泵操作以对所述升压电容器的充电电压进行升压以生成升压电压，并且使得所述升压电压对平滑电容器进行放电；以及
调整器，具有第一比较器，该比较器用于比较对应于所述升压电路的输出电压的电压与参考电压以产生第一比较输出信号，并且根据所述第一比较输出信号来跳跃时钟信号，以使得所述升压电路的输出电压接近于目标电压，
当所述升压电路的输出电压处于所述目标电压和比所述目标电压小预定值的电压之间时，通过具有预定时间常数的电阻器装置来执行所述平滑电容器的放电。
根据本发明的另一方面，提供一种电源设备，其包括：
升压电容器；
平滑电容器，向该平滑电容器施加有使用所述升压电容器通过电荷泵操作从电源电压升压的升压电压；以及
可变电阻器，其被提供在从所述升压电容器到所述平滑电容器的所述升压电压的放电路径上。
根据本发明的另一方面，提供一种电源设备，其包括：
第一电源端子；
第二电源端子，其电压低于所述第一电源端子的电压；
输出端子；
升压电路，包括：具有第一和第二端的升压电容器；平滑电容器，具有分别连接到所述输出端子和所述第二电源端子的第三和第四端；连接在所述第一电源端子和所述升压电容器的第一端之间的第一充电开关元件；连接在所述升压电容器的第二端和所述第二电源端子之间的第二充电开关元件；连接在所述第一电源端子和所述升压电容器的第二端之间的第一放电开关元件；连接在所述升压电容器的第一端和所述平滑电容器的第三端之间的第二放电开关元件；以及与串联到其上的电阻器一起连接在所述升压电容器的第一端和所述平滑电容器的第三端之间的第三放电开关元件；以及
调整器，其连接到所述输出端子并且用于接收第一时钟信号，所述调整器包括：用于比较所述输出端子处的输出电压与目标电压以产生第一比较输出信号的第一比较器；用于比较在所述输出端子处的输出电压与比所述目标电压小的选定电压以产生第二比较输出信号的第二比较器；第一门电路，用于根据所述第一比较输出信号而传送所述第一时钟信号作为第二时钟信号；第二门电路，用于根据所述第二比较输出信号而传送所述第二时钟信号作为第三时钟信号，以及第三门电路，用于根据所述第二比较输出信号的反转信号而传送所述第二时钟信号作为第四时钟信号，
所述第二时钟信号被提供到所述第一和第二充电开关元件以及所述第一放电开关元件，所述第三时钟信号被提供到所述第二放电开关元件，所述第四时钟信号被提供到所述第三放电开关元件，
当所述第二时钟信号指示备用状态时，通过所述第一和第二充电开关元件在所述升压电容器上执行充电操作，
当所述第三时钟信号指示所述输出端子处的输出电压低于所述选定信号时，通过所述第一和第二放电开关元件来执行从所述升压电容器到所述平滑电容器的快速放电操作，
当所述第四时钟信号指示所述输出端子处的输出电压处于所述目标电压和所述选定信号之间时，通过所述第一放电开关元件和与所述电阻器一起的第三放电开关元件来执行从所述升压电容器到所述平滑电容器的缓慢放电操作。
附图说明
参考附图，以下与现有技术相比较而阐述的描述将使得本发明被更加清楚地理解，其中：
图1是说明现有技术的电源设备的电路图；
图2是用于解释图1的电源设备的第一操作的时序图；
图3是用于解释图1的电源设备的第二操作的时序图；
图4是用于解释图1的电源设备的第三操作的时序图；
图5是说明根据本发明的电源设备的实施例的电路图；
图6是图5的升压电路的实例的详细电路图；
图7是用于解释图5的电源设备的第一操作的时序图；
图8是用于解释图5的电源设备的第二操作的时序图；以及
图9是用于解释图5的电源设备的第三操作的时序图。
具体实施方式
在描述优选实施例之前，将参考图1、2、3和4来解释现有技术中的电源设备(参见JP-2005-20971A的图3、4和5)。
在图1中，现有技术中的电源设备通过升压电路10和调整器20来构造，其中所述升压电路10用于根据时钟信号CLK1的跳跃的时钟信号CLK2而将作为输入电压的电源电压VDD升压以产生升压电压，也就是输出电压Vout，所述调整器20用于将升压电路10的输出电压Vout调整到目标电压Vt。在该情况中，调整器20根据升压电路10的输出电压Vout而跳跃时钟信号CLK1以产生时钟信号CLK2并且将其传输到升压电路10。
电荷泵电路10通过四个开关SW1、SW2、SW3和SW4，升压电容器C1和平滑电容器C2来构造。在该情况中，作为充电开关元件的SW1和SW2开关组以及作为放电开关元件的SW3和SW4开关组通过时钟信号CLK2互补性地接通(ON)和断开(OFF)。也就是说，在CLK＝“0”(低电平)的备用状态中，开关SW1和SW2接通，同时开关SW3和SW4断开，以至于电源电压VDD对升压电容器C1充电。另一方面，在CLK＝“1”(高电平)的升压状态中，开关SW1和SW2断开，同时开关SW3和SW4接通，以至于电源电压VDD被叠加到升压电容器C1充电电压上。这样，交替重复备用状态和升压状态，以至于平滑电容器C2的电压变得比电源电压VDD更高。
如果备用状态和升压状态的持续周期长，以足以分别对升压电容器C1和平滑电容器C2进行充电，那么在它们的饱和状态上，升压电路10的输出电压Vout将变成2·VDD的电压。相反地，如果备用状态和升压状态的持续周期不足以分别对升压电容器C1和平滑电容器C2进行充电，那么在它们的非饱和状态上，升压电路10的输出电压Vout将变得小于2·VDD的电压。也就是，提供调整器20以使得升压电路10的输出电压Vout成为目标电压Vt，其符合：
Vt≤2·VDD
调整器20通过分压器21、参考电压源22、比较器23以及AND电路24来构造，其中分压器21用于产生升压电路10的输出电压Vout的分压Vd1，参考电压源22用于产生参考电压Vref，比较器23用于比较分压器21的分压Vd1与参考电压Vref以产生比较输出信号CPS1，以及AND电路24根据比较输出信号CPS1而使时钟信号CLK1通过其以成为时钟信号CLK2。也就是
CLK2＝CLK1·CPS1
并且，通过Vd1＝Vout·R2/(R1+R2)来表示分压Vd1。
从而，调整器20调整升压电路10的输出电压Vout，以使得输出电压Vout接近于通过Vt＝Vref·(R1+R2)≤2·VDD表示的目标电压Vt。
所以，通过调节参考电压Vref和电阻R1和R2中的一个或多个而能够设置目标电压Vt。
换句话说，比较器23实质上比较升压电路10的输出电压Vout与目标电压Vt以产生比较输出信号CPS1。也就是，如果Vout≤Vt，那么CPS1＝“1”(高电平)。另一方面，如果Vout＞Vt，那么CPS1＝“0”(低电平)。
接下来参考图2来解释图1的电源设备的第一操作，其中被施加输出电压Vout的负载L相对的大。
首先，在t1时刻，时钟信号CLK1低，以至于时钟信号CLK2也低。因此，升压电路10处于备用状态，在该状态中，开关SW1和SW2接通并且开关SW3和SW4断开。
接下来，在t2时刻，由于Vout＜Vt，所以比较器23的比较输出信号CPS1是“1”(高电平)，以至于CLK2＝CLK1。从而，当时钟信号CLK1从“0”(低电平)切换到“1”(高电平)时，以至于时钟信号CLK2(＝CLK1·CPS1)也从“0”(低电平)切换到“1”(高电平)，升压电路10进入升压状态，在该状态中，开关SW1和SW2断开并且开关SW3和SW4接通。结果，升压电路10的输出电压Vout接近目标电压Vt。然而在该情况中，由于负载L相对的大，因此甚至在t3时刻时，输出电压Vout也不会达到目标电压Vt，以至于比较器23的比较输出信号CPS1仍旧维持在“1”(高电平)。
接下来，在t3时刻，当时钟信号CLK1从“1”(高电平)切换到“0”(低电平)时，时钟信号CLK2也从“1”(高电平)切换到“0”(低电平)。因此，升压电路10进入另一个备用状态。
在t4时刻之后，交替重复与从t2时刻到t3时刻相似的升压状态以及与从t3时刻到t4时刻相似的备用状态。
因此，在图2所示的第一操作中不存在问题。
接下来参考图3来解释图1的电源设备的第二操作，其中被施加输出电压Vout的负载L相对的小并且比较器23的响应特性相对的高。
首先，在t1时刻，时钟信号CLK1低，以至于时钟信号CLK2也低。因此，升压电路10处于备用状态，在该状态中，开关SW1和SW2接通并且开关SW3和SW4断开。
接下来，在t2时刻，由于Vout＞Vt，所以比较器23的比较输出信号CPS1是“1”(高电平)，以至于CLK2＝CLK1。从而，当时钟信号CLK1从“0”(低电平)切换到“1”(高电平)时，以至于时钟信号CLK2(＝CLK1·CPS1)也从“0”(低电平)切换到“1”(高电平)，升压电路10进入升压状态，在该状态中，开关SW1和SW2断开并且开关SW3和SW4接通。结果，升压电路10的输出电压Vout接近目标电压Vt。然而在该情况中，由于负载L相对的小，因此在t21、t22…时刻，输出电压Vout能够很快达到目标电压Vt。另外，由于比较器23的响应特性相对的高，所以比较器23的比较输出信号CPS1将被很快地反转。因此，升压状态和备用状态交替快速地重复，一直到t3时刻，当时钟信号CLK1成为“0”(低电平)时。
接下来，在t3时刻，当时钟信号CLK1从“1”(高电平)切换到“0”(低电平)时，时钟信号CLK2也从“1”(高电平)切换到“0”(低电平)。因此，升压电路10进入另一个备用状态。
在t4时刻之后，交替重复与从t2时刻到t3时刻相似的升压/备用状态以及与从t3时刻到t4时刻相似的备用状态。
然而，在图3所示的第二操作中，由于当时钟信号CLK1是“1”(高电平)时，时钟信号CLK2非常频繁地重复“0”(低电平)和“1”(高电平)，因此功率消耗将显著地增加。
接下来参考图4来解释图1的电源设备的第三操作，其中被施加输出电压Vout的负载L相对的小并且比较器23的响应特性相对的低。
首先，在t1时刻，时钟信号CLK1低，以至于时钟信号CLK2也低。因此，升压电路10处于备用状态，在该状态中，开关SW1和SW2接通并且开关SW3和SW4断开。
接下来，在t2时刻，由于Vout＞Vt，所以比较器23的比较输出信号CPS1是“1”(高电平)，以至于CLK2＝CLK1。从而，当时钟信号CLK1从“0”(低电平)切换到“1”(高电平)时，以至于时钟信号CLK2(＝CLK1·CPS1)也从“0”(低电平)切换到“1”(高电平)，升压电路10进入升压状态，在该状态中，开关SW1和SW2断开并且开关SW3和SW4接通。结果，升压电路10的输出电压Vout接近目标电压Vt。然而在该情况中，由于负载L相对的小，因此在t31、t32…时刻，输出电压Vout能够迅速地达到目标电压Vt。另一方面，由于比较器23的响应特性相对的低，所以比较器23的比较输出信号CPS1将被缓慢地反转。因此，升压状态和备用状态交替缓慢地重复，直到t3时刻，当时钟信号CLK1成为“0”(低电平)时。
接下来，在t3时刻，当时钟信号CLK1从“1”(高电平)切换到“0”(低电平)时，时钟信号CLK2也从“1”(高电平)切换到“0”(低电平)。因此，升压电路10进入另一个备用状态。
在t4时刻之后，交替重复与从t2时刻到t3时刻相似的升压/备用状态以及与从t3时刻到t4时刻相似的备用状态。
在图4所示的第三操作中，比较器23可以是具有相对高的响应特性的滞后型比较器。
然而，在图4所示的第三操作中，从t31时刻到t32时刻等的时钟周期长，以足以产生大的过冲OS，这将显著地增加升压电路10的输出电压Vout。在最坏的情况下，当输出电压Vout超过额定值时，图1的电源设备内的元件将损坏。同时，输出电压Vout的波动将增加。
在说明根据本发明的电源设备的实施例的图5中，图1的升压电路10和调整器20分别变为升压电路10’和调整器20’。
在升压电路10’中，图1中的开关SW4被开关SW4a和开关SW4b所替代，开关SW4a作为一种受控于时钟信号CLK3的放电开关元件，而开关SW4b作为一种受控于时钟信号CLK4的且与电阻器R3相关联的放电开关元件。
在调整器20’中，图1中的分压器21被分压器21’、比较器25以及被添加到图5元件中的门电路26和27所替代。
在分压器21’中，
R1＝R1a+R1b
因此，除了分压Vd1之外，分压器21’还产生升压电路10’的输出电压Vout的分压Vd2。在该情况中，通过
Vd2＝Vout·(R2+R1b)/(R1+R2)＞Vd1
来表示分压Vd2。
比较器25比较分压Vd2与参考电压Vref以产生比较输出信号CPS2。在此，假设用于选择开关SW4a和SW4b的选定电压是Vs，其通过
Vs＝Vref·(R1+R2)/(R2+R1b)＜Vt
来表示。
然后，通过调整参考电压Vref和电阻R1a、R1b以及R2中的一个或多个而能够设置该选定电压Vs。
换句话说，比较器25实质上比较升压电路10’的输出电压Vout与选定电压Vs以产生比较输出信号CPS2。也就是，如果Vout≤Vs，那么CPS2＝“1”(高电平)。另一方面，如果Vout＞Vs，那么CPS2＝“0”(低电平)。
门电路26根据比较输出信号CPS2而使时钟信号CLK2经过于此以成为时钟信号CLK3。也就是
CLK3＝CLK2·CPS2。
门电路27根据比较输出信号/CPS2而使得时钟信号CLK2经过于此以成为时钟信号CLK4。也就是
CLK4＝CLK2·/CPS2。
在电荷泵电路10’中，通过时钟信号CLK2互补性地接通与断开SW1和SW2开关组以及SW3、SW4a和SW4b开关组。也就是，在CLK2＝“0”(低电平)的备用状态中，开关SW1和SW2接通而开关SW3、SW4a和SW4b断开，以至于电源电压VDD对升压电容器C1进行充电。另一方面，在CLK2＝“1”(高电平)、CLK3＝“1”(高电平)和CLK4＝“0”(低电平)的快速升压状态中，开关SW1、SW2以及SW4b断开而开关SW3和SW4a接通，以至于在由开关SW4a的接通电阻和平滑电容器C2的电容所确定的小时间常数上，电源电压VDD被叠加到升压电容器C1的充电电压。此外，在CLK2＝“1”(高电平)、CLK3＝“0”(低电平)和CLK4＝“1”(高电平)的缓慢升压状态中，开关SW1、SW2以及SW4a断开而开关SW3和SW4b接通，以至于在由开关SW4b的接通电阻、电阻器R3的电阻和平滑电容器C2的电容所确定的大时间常数上，电源电压VDD被叠加到升压电容器C1的充电电压。所以，备用状态、快速和缓慢升压状态交替重复，以至于平滑电容器C2的电压变得高于电源电压VDD。
在用于说明图5中升压电路10’的详细电路图的图6中，通过p沟道MOS晶体管形成开关SW1，该p沟道晶体管的栅极受控于时钟信号CLK2，通过n沟道MOS晶体管形成开关SW2，该n沟道晶体管的栅极受控于时钟信号CLK2的反向信号/CLK2，通过p沟道MOS晶体管形成开关SW3，该p沟道晶体管的栅极受控于信号/CLK2，通过p沟道MOS晶体管形成开关SW4a，该n沟道晶体管的栅极受控于时钟信号CLK3的反向信号/CLK3，以及通过p沟道MOS晶体管形成开关SW4b，该p沟道晶体管的栅极受控于时钟信号CLK4的反向信号/CLK4。
在图6中，电阻器R3可以是可变电阻器。例如，电阻器R3通过n沟道耗尽型MOS晶体管来构造，该晶体管的栅极接地。作为替换，电阻器R3可根据目标电压Vt和输出电压Vout之间的差值而变化。
接下来参考图7来解释图5的电源设备的第一操作，其中被施加输出电压Vout的负载L相对的大。
首先，在t1时刻，时钟信号CLK1低，以至于时钟信号CLK2也低。因此，升压电路10’处于备用状态，在该状态中，开关SW1和SW2接通并且开关SW3、SW4a和SW4b断开。
接下来，在t2时刻，由于Vout＜Vs＜Vt，所以比较器23和25a的比较输出信号CPS1和CPS2都是“1”(高电平)。从而，当时钟信号CLK1从“0”(低电平)切换到“1”(高电平)时，时钟信号CLK2(＝CLK1·CPS1)也从“0”(低电平)切换到“1”(高电平)。同样，时钟信号CLK3(＝CLK2·CPS2)从“0”(低电平)切换到“1”(高电平)，同时时钟信号CLK4(＝CLK2·/CPS2)保持在“0”(低电平)。因此升压电路10’进入快速升压状态，在该状态中，开关SW1、SW2和SW4b断开并且开关SW3和SW4a接通。结果，升压电路10’的输出电压Vout增加到选定电压Vs。
在t41时刻，当升压电路10’的输出电压Vout与选定电压Vs交叉时，比较器25的比较输出信号CPS2从“1”(高电平)切换到“0”(低电平)，以至于时钟信号CLK3(＝CLK2·CPS2)从“1”(高电平)切换到“0”(低电平)，同时时钟信号CLK4(＝CLK2·/CPS2)从“0”(低电平)切换到“1”(高电平)。因此，升压电路10’进入缓慢升压状态，在该状态中，开关SW1、SW2和SW4a断开，而开关SW3和SW4b接通。结果，升压电路10’的输出电压Vout接近目标电压Vt。另外，由于负载L相对的大，即使在t3时刻，输出电压Vout也不会达到目标电压Vt，以至于比较器23的比较输出信号CPS1仍旧保持在“1”(高电平)。
接下来，在t3时刻，当时钟信号CLK1从“1”(高电平)切换到“0”(低电平)时，时钟信号CLK2也从“1”(高电平)切换到“0”(低电平)。因此，升压电路10’进入另一个备用状态。
在t4时刻之后，交替重复与从t2时刻到t3时刻相似的快速和缓慢升压状态以及与从t3时刻到t4时刻相似的备用状态。
因此，在图7所示的第一操作中不存在问题。
接下来参考图8来解释图5的电源设备的第二操作，其中被施加输出电压Vout的负载L相对的小并且比较器23的响应特性相对的高。
首先，在t1时刻，时钟信号CLK1低，以至于时钟信号CLK2也低。因此，升压电路10’处于备用状态，在该状态中，开关SW1和SW2接通并且开关SW3、SW4a和SW4b断开。
接下来，在t2时刻，由于Vout＜Vs＜Vt，所以比较器23和25a的比较输出信号CPS 1和CPS2都是“1”(高电平)。从而，当时钟信号CLK1从“0”(低电平)切换到“1”(高电平)时，时钟信号CLK2(＝CLK1·CPS1)也从“0”(低电平)切换到“1”(高电平)。同样，时钟信号CLK3(＝CLK2·CPS2)从“0”(低电平)切换到“1”(高电平)，同时时钟信号CLK4(＝CLK2·/CPS2)保持在“0”(低电平)。因此升压电路10’进入快速升压状态，在该状态中，开关SW1、SW2和SW4b断开并且开关SW3和SW4a接通。结果，升压电路10’的输出电压Vout增加到选定电压Vs。
在t51时刻，当升压电路10’的输出电压Vout与选定电压Vs交叉时，比较器25的比较输出信号CPS2从“1”(高电平)切换到“0”(低电平)，以至于时钟信号CLK3(＝CLK2·CPS2)从“1”(高电平)切换到“0”(低电平)，同时时钟信号CLK4(＝CLK2·/CPS2)从“0”(低电平)切换到“1”(高电平)。因此，升压电路10’进入缓慢升压状态，在该状态中，开关SW1、SW2和SW4a断开，而开关SW3和SW4b接通。在该情况中，由于负载L相对的小，所以在t3时刻之前，在t52时刻，输出电压Vout将相对缓慢地达到目标电压Vt。在t52时刻到t3时刻之间，由于比较器23的响应特性相对的高，所以比较器23的比较输出信号CPS1将被快速地反转。因此，升压状态和备用状态交替快速地重复以具有小幅度的输出电压Vout，直到t3时刻，当时钟信号CLK1成为“0”(低电平)时。
接下来，在t3时刻，当时钟信号CLK1从“1”(高电平)切换到“0”(低电平)时，时钟信号CLK2也从“1”(高电平)切换到“0”(低电平)。因此，升压电路10’进入另一个备用状态。
在t4时刻之后，交替重复与从t2时刻到t3时刻相似的快速和缓慢的升压/备用状态以及与从t3时刻到t4时刻相似的备用状态。
在图8所示的第二操作中，由于当时钟信号CLK1是“1”(高电平)时，时钟信号CLK2相对缓慢地重复“0”(低电平)和“1”(高电平)，因此与图3所述的第二操作相比，功率消耗将显著地减少。
接下来参考图9来解释图5的电源设备的第三操作，其中被施加输出电压Vout的负载L相对的小并且比较器23的响应特性相对的低。
首先，在t1时刻，时钟信号CLK1低，以至于时钟信号CLK2也低。因此，升压电路10’处于备用状态，在该状态中，开关SW1和SW2接通并且开关SW3、SW4a和SW4b断开。
接下来，在t2时刻，由于Vout＜Vs＜Vt，所以比较器23和25a的比较输出信号CPS1和CPS2都是“1”(高电平)。从而，当时钟信号CLK1从“0”(低电平)切换到“1”(高电平)时，时钟信号CLK2(＝CLK1·CPS1)也从“0”(低电平)切换到“1”(高电平)。同样，时钟信号CLK3(＝CLK2·CPS2)从“0”(低电平)切换到“1”(高电平)，同时时钟信号CLK4(＝CLK2·/CPS2)保持在“0”(低电平)。因此升压电路10’进入快速升压状态，在该状态中，开关SW1、SW2和SW4b断开并且开关SW3和SW4a接通。结果，升压电路10’的输出电压Vout增加到选定电压Vs。
在t61时刻，当升压电路10’的输出电压Vout与选定电压Vs交叉时，比较器25的比较输出信号CPS2从“1”(高电平)切换到“0”(低电平)，以至于时钟信号CLK3(＝CLK2·CPS2)从“1”(高电平)切换到“0”(低电平)，同时时钟信号CLK4(＝CLK2·/CPS2)从“0”(低电平)切换到“1”(高电平)。因此，升压电路10’进入缓慢升压状态，在该状态中，开关SW1、SW2和SW4a断开，而开关SW3和SW4b接通。然而在该情况中，尽管比较器23的响应特性相对的低，但是由于负载L相对的小，所以升压电路10’的输出电压Vout接近目标电压Vt。所以，在t3时刻之前的t62时刻，输出电压Vout将相对缓慢地达到目标电压Vt。在t63时刻，升压电路10’进入到持续非常小时期的另一备用状态。比较器23的比较输出信号CPS1利用小时期的备用状态而被缓慢地反转。因此，快速和缓慢的升压状态以及备用状态交替缓慢地重复以具有小幅度的升压电路10’的输出电压Vout，直到t3时刻，当时钟信号CLK1成为“0”(低电平)时。
接下来，在t3时刻，当时钟信号CLK1从“1”(高电平)切换到“0”(低电平)时，时钟信号CLK2也从“1”(高电平)切换到“0”(低电平)。因此，升压电路10’进入另一个备用状态。
在t4时刻之后，交替重复与从t2时刻到t3时刻相似的快速和缓慢的升压/备用状态状态以及与从t3时刻到t4时刻相似的备用状态。
在图9所示的第三操作中，升压电路的输出电压Vout不是那样的小以至于产生小的过冲，这样能够显著地减小升压电路10的输出电压Vout。所以，由于输出电压Vout几乎不会超过额定值，所以图5中电源设备内的元件将不会损坏。同时，输出电压Vout的波动将减小。
并且，在图9所示的第三操作中，由于当时钟信号CLK1是“1”(高电平)时，时钟信号CLK2相对缓慢地重复“0”(低电平)和“1”(高电平)，因此与图3所示的第二操作相比，功率消耗能够减少。
此外，在图9所示的操作中，假设比较器23的延迟时间是1μ秒。在该情况下，过冲值是0.1V/μ秒。与此相反，在图4所示的现有技术的操作中，在比较器23的延迟时间是1μ秒的相同条件下，过冲值是0.5V/μ秒。所以，能够减小过冲值。
在图5中，比较器23和25可以是滞后型比较器。

Claims (9)

1.一种电源设备，其包括：
电荷泵型升压电路，用于通过电源电压对升压电容器进行充电，使用电荷泵操作以对所述升压电容器的充电电压进行升压以生成升压电压，并且使得所述升压电压对平滑电容器进行放电；以及
调整器，具有第一比较器，该比较器用于比较对应于所述升压电路的输出电压的电压与参考电压以产生第一比较输出信号，并且根据所述第一比较输出信号来跳跃时钟信号，以使得所述升压电路的输出电压接近于目标电压，
当所述升压电路的输出电压处于所述目标电压和比所述目标电压小预定值的电压之间时，通过具有预定时间常数的电阻器装置来执行所述平滑电容器的放电。
2.如权利要求1所述的电源设备，其中所述升压电路包括以并联方式连接在所述升压电容器的耦合到所述电源电压的端子和所述平滑电容器的耦合到所述输出电压的端子之间的、第一开关和与所述电阻器串联连接的第二开关，
当所述升压电路的输出电压低于比所述目标电压小所述预定值的电压时，所述第一开关接通以将所述升压电容器的电荷放电到所述平滑电容器，
当所述升压电路的输出电压处于所述目标电压和比所述目标电压小所述预定值的电压之间时，所述第二开关接通以将所述升压电容器的电荷放电到所述平滑电容器。
3.如权利要求2所述的电源设备，其中所述调整器包括第二比较器，该第二比较器用于检测比所述目标电压低所述预定值的电压，以通过所述第二比较器的第二比较输出信号来控制所述第一和第二开关。
4.一种电源设备，其包括：
升压电容器；
平滑电容器，向该平滑电容器施加有使用所述升压电容器通过电荷泵操作从电源电压升压的升压电压；以及
可变电阻器，其被提供在从所述升压电容器到所述平滑电容器的所述升压电压的放电路径上。
5.如权利要求4所述的电源设备，其中所述可变电阻器可以根据所述设备的输出电压与目标电压之间的差值而变化。
6.一种电源设备，其包括：
第一电源端子；
第二电源端子，其电压低于所述第一电源端子的电压；
输出端子；
升压电路，包括：具有第一和第二端的升压电容器；平滑电容器，具有分别连接到所述输出端子和所述第二电源端子的第三和第四端；连接在所述第一电源端子和所述升压电容器的第一端之间的第一充电开关元件；连接在所述升压电容器的第二端和所述第二电源端子之间的第二充电开关元件；连接在所述第一电源端子和所述升压电容器的第二端之间的第一放电开关元件；连接在所述升压电容器的第一端和所述平滑电容器的第三端之间的第二放电开关元件；以及与串联到其上的电阻器一起连接在所述升压电容器的第一端和所述平滑电容器的第三端之间的第三放电开关元件；以及
调整器，其连接到所述输出端子并且用于接收第一时钟信号，所述调整器包括：用于比较所述输出端子处的输出电压与目标电压以产生第一比较输出信号的第一比较器；用于比较在所述输出端子处的输出电压与比所述目标电压小的选定电压以产生第二比较输出信号的第二比较器；第一门电路，用于根据所述第一比较输出信号而传送所述第一时钟信号作为第二时钟信号；第二门电路，用于根据所述第二比较输出信号而传送所述第二时钟信号作为第三时钟信号，以及第三门电路，用于根据所述第二比较输出信号的反转信号而传送所述第二时钟信号作为第四时钟信号，
所述第二时钟信号被提供到所述第一和第二充电开关元件以及所述第一放电开关元件，所述第三时钟信号被提供到所述第二放电开关元件，所述第四时钟信号被提供到所述第三放电开关元件，
当所述第二时钟信号指示备用状态时，通过所述第一和第二充电开关元件在所述升压电容器上执行充电操作，
当所述第三时钟信号指示所述输出端子处的输出电压低于所述选定信号时，通过所述第一和第二放电开关元件来执行从所述升压电容器到所述平滑电容器的快速放电操作，
当所述第四时钟信号指示所述输出端子处的输出电压处于所述目标电压和所述选定信号之间时，通过所述第一放电开关元件和与所述电阻器一起的第三放电开关元件来执行从所述升压电容器到所述平滑电容器的缓慢放电操作。
7.如权利要求6所述的电源设备，其中，所述调整器进一步包括分压器，该分压器用于产生在所述输出端子处的输出电压与所述第二电源端子处的电压之间的第一和第二分压，所述第一分压低于所述第二分压，
所述第一比较器通过比较所述第一分压与参考电压来比较所述输出端子处的输出电压与所述目标电压，
所述第二比较器通过比较所述第二分压与所述参考电压来比较所述输出端子处的输出电压与所述选定电压。
8.如权利要求6所述的电源设备，其中所述电阻器包括可变电阻器。
9.如权利要求8所述的电源设备，其中所述可变电阻器具有根据所述目标电压与所述输出端子处的输出电压之间的差值而变化的可变电阻。
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