專利名稱：充放電裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電路裝置，尤其是涉及ー種可對負載進行充電和放電的電路裝置。
背景技術：
充放電裝置主要由充電電路和放電電路所組成，例如，充電泵(charge pump)電路，因其架構簡單，而被廣泛的使用于各種應用中。舉例而言，充電泵電路可搭配相位檢測器(phase detector)、回路濾波器(loop filter)和電壓控制振蕩器(voltage-controlledoscillator)等元件,而應用于鎖相回路(phase-locked loop)的設計中。在鎖相回路中，充電泵電路可設置為輸出相同的充電電流和放電電流。當充電時 間較放電時間長時，充電泵電路對回路濾波器充電，回路濾波器的輸出電壓升高，而使電壓控制振蕩器的輸出信號頻率升高，因而升高鎖相回路的輸出信號頻率。反之，當充電時間較放電時間短吋，充電泵電路對回路濾波器進行放電，回路濾波器的輸出電壓降低，而使電壓控制振蕩器的輸出信號頻率降低，因而降低鎖相回路的輸出信號頻率。因此，當欲固定鎖相回路的輸出信號頻率時，可將充電泵電路的充電時間和放電時間設置為相同，以固定回路濾波器的輸出電壓、電壓控制振蕩器的輸出信號頻率和鎖相回路的輸出信號頻率。然而，即使充電泵電路的充電時間和放電時間設置為相同，但因電路設計或制程偏移等因素，充電泵電路有時仍無法產(chǎn)生相同的充電電流和放電電流，而造成回路濾波器的輸出具有抖動信號(jitter)，因而使電壓控制振蕩器的輸出信號頻率和鎖相回路的輸出信號頻率具有雜訊而影響效能。此外，實際電路中常會使用多組的充電泵電路，使充電電流和放電電流間的差異更為擴大，而使抖動信號所造成影響更為嚴重。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，如何降低充放電裝置的充電電流和放電電流之間的差異，以降低抖動信號對效能的影響，實為業(yè)界有待解決的問題。為了解決上述問題，本說明書提供了ー種充放電裝置的實施例，包含有一電流產(chǎn)生電路，包含有一第一晶體管和一第二晶體管，用于產(chǎn)生一參考電流；一充電電路，包含有耦接至該第一晶體管的一第三晶體管，依據(jù)該參考電流產(chǎn)生一充電電流，用于對ー負載進行充電；一放電電路，包含有耦接至該第二晶體管的一第四晶體管，依據(jù)該參考電流產(chǎn)生ー放電電流，用于對該負載進行放電；以及一信號處理電路，包含有耦接于該第一晶體管和該第二晶體管的一第一輸入端、用于耦接至該負載的一第二輸入端、以及耦接至該第一晶體管和該第三晶體管的ー輸出端，用于放大該第一輸入端和該第二輸入端的一信號差值以于該輸出端產(chǎn)生ー控制信號，并利用該控制信號調(diào)整該充電電路的該充電電流及/或該放電電路的該放電電流。本說明書另提供了ー種充放電裝置的實施例，包含有一電流產(chǎn)生電路，包含有一第一晶體管和一第二晶體管，用于產(chǎn)生一參考電流；一充電電路，包含有耦接至該第一晶體管的一第三晶體管，依據(jù)該參考電流產(chǎn)生一充電電流，用于對ー負載進行充電；一放電電路，包含有耦接至該第二晶體管的一第四晶體管，依據(jù)該參考電流產(chǎn)生ー放電電流，用于對該負載進行放電；以及一信號處理電路，包含有耦接于該第一晶體管和該第二晶體管的一第一輸入端、用于耦接至該負載的一第二輸入端、以及耦接至該第二晶體管和該第四晶體管的ー輸出端，用于放大該第一輸入端和該第二輸入端的一信號差值以于該輸出端產(chǎn)生ー控制信號，以調(diào)整該充電電路的該充電電流及/或該放電電路的該放電電流。本說明書另提供了ー種充放電裝置的實施例，包含有一電流產(chǎn)生電路，包含有一第一晶體管和一第二晶體管，用于產(chǎn)生一參考電流；一充電電路，包含有耦接至該第一晶體管的一第三晶體管，依據(jù)該參考電流產(chǎn)生一充電電流，用于對ー負載進行充電；一放電電路，包含有耦接至該第二晶體管的一第四晶體管，依據(jù)該參考電流產(chǎn)生ー放電電流，用于對該負載進行放電；一電壓調(diào)整電路，包含有用于耦接于該負載的ー第一端點，以及ー第二端點，耦接至該第一及該第二晶體管的至少其中之一與該第三及該第四晶體管的至少其中之一，用于降低該第一端點與該第二端點之間的電壓差值；以及ー偏壓電路，用于輸出ー控制信號至該第一及該第二晶體管的至少其中之一與該第三及該第四晶體管的至少其中之一，使該第一、該第二、該第三、及/或該第三晶體管呈現(xiàn)導通狀態(tài)。 本說明書另提供了ー種充放電裝置的實施例，包含有一電流產(chǎn)生電路，包含有一第一晶體管和一第二晶體管，用于產(chǎn)生一參考電流；一充電電路，包含有耦接至該第一晶體管的一第三晶體管，依據(jù)該參考電流產(chǎn)生一充電電流，用于對ー負載進行充電；一放電電路，包含有耦接至該第二晶體管的一第四晶體管，依據(jù)該參考電流產(chǎn)生ー放電電流，用于對該負載進行放電；以及一信號處理電路，包含有耦接至該充電電路及/或該放電電路的一第一端、耦接至該電流產(chǎn)生電路的ー第二端、以及耦接至該第三晶體管及/或該第四晶體管的一第三端，用于依據(jù)該第一端的一信號值于該第二端產(chǎn)生ー第一控制信號，以調(diào)整該電流產(chǎn)生電路的該參考電流，并依據(jù)該參考電流于該第三端產(chǎn)生ー第二控制信號，以調(diào)整該充電電路的該充電電流及/或該放電電路的該放電電流。上述實施例的優(yōu)點之一在于能降低充放電裝置的充電電流和放電電流間的差異。上述實施例的另ー優(yōu)點在于電路架構簡單，而能精簡硬件設計。


圖I為本發(fā)明充放電系統(tǒng)的ー實施例簡化后的示意圖。圖2為本發(fā)明充放電系統(tǒng)的另一實施例簡化后的示意圖。圖3為本發(fā)明充放電系統(tǒng)的另一實施例簡化后的示意圖。圖4為圖3中電流源和偏壓電路的另ー實施例簡化后的示意圖。
具體實施例方式以下將配合相關圖式來說明本發(fā)明的實施例。在這些圖式中，相同的標號表示相同或類似的元件或流程步驟。在說明書及權利要求中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，可能會有不同的名詞用于稱呼同樣的元件。本說明書及權利要求的范圍并不以名稱的差異作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異作為區(qū)分的基準。在通篇說明書及權利要求中所提及的「包含...」為開放式的用語，應解釋為「包含但不限定干...」。另外，「耦接」ー詞包含任何直接及間接的連接手段。因此，若文中描述第一裝置耦接于第二裝置，則代表第一裝置可直接連接(包含通過電性連接、有線/無線傳輸、或光學傳輸?shù)刃盘栠B接方式)于第二裝置，或通過其他裝置或連接手段間接的電性或信號連接
至第二裝置。圖I為本發(fā)明一實施例的充放電系統(tǒng)100簡化后的示意圖，充放電系統(tǒng)100包含有參考電流產(chǎn)生電路110、充電泵電路130和信號處理電路150，以對負載170進行充電和放電。參考電流產(chǎn)生電路110包含有電流源112以及晶體管114、116和118，充電泵電路130包含有晶體管132和134以及開關136和138，信號處理電路150包含有放大器152。在參考電流產(chǎn)生電路110中，電流源112的一端耦接至第一電位Vl，另一端耦接至晶體管114，以提供參考電流Iref，電流源112可采用現(xiàn)有的電流源電路架構或者采用適當?shù)闹鲃蛹?或被動元件組合而成。在本實施例中，當?shù)谝浑娢籚l的電壓及/或電流源112 與晶體管114耦接處的電壓變動時，電流源112所輸出的參考電流Iref仍然固定或僅有細微的變化。在另ー實施例中，當?shù)谝浑娢籚l的電壓及/或電流源112與晶體管114耦接處的電壓變化時，參考電流產(chǎn)生電路110中采用其他電路補償參考電流Iref的變化值，使參考電流產(chǎn)生電路110仍能產(chǎn)生ー個固定的參考電流。在另ー實施例中，參考電流產(chǎn)生電路110中不采用其他電路補償參考電流Iref因上述的電壓變化所產(chǎn)生的差異。在另ー實施例中，電流源112會輸出變動的參考電流Iref，并且對應的調(diào)整參考電流產(chǎn)生電路110、充電泵電路130及/或信號處理電路150的電路架構。在本實施例中，晶體管114和118采用N通道場效晶體管(field-effecttransistor,FET),而晶體管116采用P通道FET,以便于說明。在另一實施例中，晶體管114、116和118可以分別采用合適的晶體管架構、或者采用適當?shù)闹鲃踊虮粍釉M合成的電路，例如，雙極型晶體管、場效晶體管、迭接式晶體管、或晶體管與電阻所組成的電路等方式實施。晶體管114的源極(source)耦接至第二電位V2，晶體管114的漏極(drain)和柵極(gate)耦接至電流源112。晶體管116的源極耦接至第三電位V3，晶體管116的柵極耦接至信號處理電路150的輸出端155，而晶體管116的漏極耦接至晶體管118的漏扱。晶體管118的源極耦接至第四電位V4，而晶體管118的柵極耦接至晶體管114的柵極。在本實施例的充電泵電路130中，晶體管132采用P通道FET，而晶體管134采用N通道FET，以便于說明。在另ー實施例中，晶體管132和134也可以分別或者配合晶體管114、116和118，而采用合適的晶體管架構、或者采用適當?shù)闹鲃踊虮粍釉M合成的電路。晶體管132的源極耦接至第五電位V5，晶體管132的柵極耦接至信號處理電路150的輸出端155，而晶體管132的漏極耦接至開關136。晶體管134的源極耦接至第六電位V6，晶體管134的柵極耦接至晶體管114和118的柵極，而晶體管134的漏極耦接至開關138。開關136和138分別耦接至負載170，并且開關136和138可以采用適當?shù)闹鲃蛹?或被動元件所組合成的電路。當開關136短路而開關138開路時，充電泵電路130經(jīng)由晶體管132和開關136而對負載170進行充電。當開關136開路而開關138短路吋，充電泵電路130將負載170經(jīng)由開關138和晶體管134而進行放電。因此，充電泵電路130的上半部設置為充電電路，而下半部設置為放電電路。信號處理電路150可依據(jù)參考電流產(chǎn)生電路110和充電泵電路130的信號值(例如電流11-16、晶體管116的漏極電壓值、及/或耦接至負載170處的電壓值Vc等)產(chǎn)生控制信號，以調(diào)整晶體管116的漏極所輸出的電流II、晶體管118的漏極所輸入的電流12、晶體管132的漏極所輸出的電流14、及/或晶體管118的漏極所輸入的電流15，以降低充電電流Ic和放電電流Id之間的差距。在另ー實施例中，信號處理電路150可依據(jù)充電泵電路130的信號值產(chǎn)生控制信號，以調(diào)整晶體管116的漏極所輸出的電流Il及/或晶體管118的漏極所輸入的電流12。信號處理電路150依據(jù)電流Il或12產(chǎn)生控制信號，以調(diào)整晶體管132的漏極所輸出的電流14及/或晶體管134的漏極所輸入的電流15，并藉此降低充電電流Ic和放電電流Id之 間的差距。在本實施例的信號處理電路150中，放大器152米用電壓輸入和電壓輸出的放大器。輸入端151耦接至晶體管116和118的漏極，輸入153耦接至負載170，而輸出端155耦接至晶體管116的柵極和晶體管132的柵極。放大器152依據(jù)輸入端151和輸入端153的電壓差值,于輸出端155輸出放大后的電壓差值作為控制信號，用于調(diào)整晶體管116和晶體管132的柵極電壓和漏極所輸出的電流Il及14，并且藉此降低輸入端151和輸入端153間的電壓差值，在理想狀態(tài)下，使輸入端151和輸入端153間的電壓差值趨近于O。在另ー實施例中,放大器152依據(jù)輸入端151和輸入端153的電壓差值，產(chǎn)生多個控制信號以分別調(diào)整晶體管116和晶體管132的柵極電壓和漏極所輸出的電流Il及14，并且藉此降低輸入端151和輸入端153間的電壓差值。在一實施例中，耦接至晶體管116和118的漏極的輸入端151系放大器152的正端，而耦接至負載170的輸入153系放大器152的負端，放大器152系一高倍率的放大器(例如，運算放大器)。于此時，放大器152、晶體管132和開關136形成一負反饋回路。運作于此狀態(tài)下的放大器152將會迫使其正負端的電壓趨近于相等，即所謂的虛擬短路(virtual short)。此時,將可確保晶體管132、116的漏極電壓趨近于相等。此外,放大器152亦利用其高倍率的放大能力將其正負端的極微小的電壓差異放大后提供作為晶體管132的柵極控制電壓，以穩(wěn)定該負反饋回路。請注意到，通過該負反饋機制，放大器152自動調(diào)整出一最佳電壓以作為晶體管132的柵極控制電壓。而晶體管132的柵極控制電壓，亦得作為晶體管116的柵極控制電壓。如此ー來，可以確保晶體管116、132的各極電壓均相等(或趨近于相等)，則其電流(11、14)亦會相等。進而確保充電電流Ic等于放電電流Id0放大器150通常運作于一定范圍的輸入電壓，因此，在圖I的實施例中，當放大器150的輸入端151及/或和輸入端153的電壓位于預設的范圍時，輸入端151和輸入端153的電壓差值可降低至趨近于0，當放大器150的輸入端151及/或和輸入端153的電壓未位于預設的范圍時，輸入端151和輸入端153間可能仍舊具有電壓差值。在另ー實施例中，信號處理電路150可以米用電流輸入和電流輸出的放大器、電流輸入和電壓輸出的放大器、電壓輸入和電流輸出的放大器、或依需求選用電流或電壓輸入/電流或電壓輸出的放大器等方式，并配合其他電路，以調(diào)整晶體管116和晶體管132的柵極電壓和漏極所輸出的電流Il及14。在本實施例中，將晶體管114、116、118、132和134的尺寸設置為匹配，以產(chǎn)生實質上相同的充電電流和放電電流。例如，將晶體管114、116、118、132和134設置為具有實質上相同的氧化物厚度和實質上相同的通道寬度與通道長度比等參數(shù)。在另ー實施例中，可適當?shù)姆謩e設置晶體管114、116、118、132和134的通道寬度與通道長度比和氧化物厚度等參數(shù)，使充放電系統(tǒng)100能產(chǎn)生實質上相同的充電電流和放電電流。例如，將晶體管116、118、132和134的通道長度設置為相同，并將分別晶體管116、118、132及/或134的通道寬度設置為晶體管114的通道寬度的倍數(shù)或部分比例，以將晶體管116的漏極所輸出的電流
II、晶體管118的漏極所輸入的電流12、晶體管132的漏極所輸出的電流13、及/或晶體管134的漏極所輸入的電流14設置為參考電流Iref的倍數(shù)或參考電流Iref的部分比例。

在本實施例中，將第一電位VI、第三電位V3和第五電位V5設置為相同的電壓值(例如，耦接至VDD = 3V)，并將第二電位V2、第四電位V4、第六電位V6和第七電位V7設置為另ー相同的電壓值(例如，耦接至地=0V)。在另ー實施例中，可配合參考電流產(chǎn)生電路110、充電泵電路130及/或信號處理電路150的架構或者配合其他電路，而分別將第一至第七電位設置為相同或不同的適當電壓值。在本實施例中，參考電流產(chǎn)生電路110中的晶體管118的漏極所輸入的電流12等于參考電流Iref。在理想狀態(tài)下，流入放大器152的輸入端151的電流13等于0，或者電流13的電流值很小，因此晶體管116的漏極所輸出的電流Il實質上等于晶體管118的漏極所輸入的電流12。當開關136為短路而開關138為開路吋，充放電系統(tǒng)100通過晶體管132和開關136以充電電流Ic對負載170進行充電。當理想狀態(tài)下，流入放大器152的輸入端153的電流16等于0，或者電流16的電流值很小，因此，充電泵電路130對負載170所輸出的充電電流Ic實質上等于晶體管132的漏極所輸出的電流14。當開關136為開路而開關138為短路吋，充放電系統(tǒng)100通過晶體管134和開關138以放電電流Id對負載170進行放電。當理想狀態(tài)下，流入放大器152的輸入端153的電流16等于0，或者電流16的電流值很小，因此，充電泵電路130由負載170所輸入的充電電流Id實質上等于晶體管134的漏極所輸入的電流15。當充放電系統(tǒng)100對負載170進行充電時，由于晶體管116和晶體管132的源極所耦接的第三電位V3和第五電位V5相等，晶體管116和晶體管132的柵極皆偏壓于相同的電壓值，并且晶體管116的漏極所耦接的輸入端151的電壓值和晶體管132的漏極所耦接的輸入端153的電壓值實質上相等。因此，晶體管132的漏極所輸出的電流14實質上等于晶體管116的漏極所輸出的電流II。亦即，充電泵電路130對負載170所輸出的充電電流Ic實質上等于晶體管132的漏極所輸出的電流14，并且實質上等于晶體管116的漏極所輸出的電流II。當充放電系統(tǒng)100對負載170進行放電時，由于晶體管118的源極耦接的第四電位V4和晶體管134的源極耦接的第六電位V6相等，晶體管118和晶體管134的柵極皆偏壓于相同的電壓值，并且晶體管118的漏極所耦接的輸入端151的電壓值和晶體管134的漏極所耦接的輸入端153的電壓值實質上相等。因此，晶體管134的漏極所輸入的電流15實質上等于晶體管118的漏極所輸入的電流12。亦即，充電泵電路130由負載170所輸入的放電電流Id實質上等于晶體管134的漏極所輸入的電流15，并且實質上等于晶體管118的漏極所輸入的電流12。因此，充電泵電路130充電時對負載170所輸出的充電電流Ic實質上等于晶體管116的漏極所輸出的電流11，而充電泵電路130放電時由負載170所輸入的充電電流Id實質上等于晶體管118的漏極所輸入的電流12，并且晶體管116的漏極所輸出的電流Il實質上等于晶體管118的漏極所輸入的電流12。因此，充放電系統(tǒng)100可以具有實質上相同的充電電流Ic和放電電流Id。簡言之，本實施利中利用參考電流產(chǎn)生電路110的電流源112所產(chǎn)生的參考電流Iref作為電流參考基準，并通過電流鏡的機制使得流經(jīng)晶體管118的電流12等于或趨近于參考電流Iref，又電流13趨近于零，故電流Il等于12，并且等于參考電流Iref。于放電時，晶體管118、134的各極電壓均相等，電流15等于12，則放電電流Id(即，流經(jīng)晶體管134的電流15)等于參考電流Iref。而于充電時，晶體管116、132的各極電壓均相等，電流14等于II，則充電電流Ic ( S卩，流經(jīng)晶體管132的電流14)亦等于參考電流Iref。故可確 保充放電系統(tǒng)100的充放電電流均相等。若負載170的電壓Vc改變時，輸入端151和153的電壓值短時間內(nèi)可能會不相等。此時，當充放電系統(tǒng)100對負載170進行充電時，放大器152會放大輸入端151和153的電壓差值以產(chǎn)生控制信號，并輸出至晶體管116和132的柵極，以調(diào)整晶體管116和132的漏極所輸出的電流Il和14。當充放電系統(tǒng)100對負載170進行放電時，放大器152放大輸入端151和153的電壓差值以產(chǎn)生控制信號，并輸出至晶體管116的柵極，以調(diào)整晶體管116的漏極所輸出的電流II，亦即調(diào)整晶體管118和134的漏極所輸入的電流12和15。因此，能夠降低晶體管132漏極所輸出的電流14和晶體管134的漏極所輸入的電流15間的差異，亦即降低充電電流Ic和放電電流Id間的差異。在另一實施例中，信號處理電路150中可米用電流輸入形式的放大器152,此時由于流入放大器輸入端151和153的電流不為0，可以適當?shù)男薷木w管116、118、132和134的通道寬度與通道長度比，或者配合使用其他的電路和上述架構ー并使用，使充放電系統(tǒng)100能降低充電電流Ic和放電電流Id間的差異。在另ー實施例中，放大器152的輸出端155改為耦接至晶體管118和134的柵極，并可搭配使用其他的電路和上述架構ー并使用，使充放電系統(tǒng)100能降低充電電流Ic和放電電流Id間的差異。在另ー實施例中,放大器152將輸入端151和輸入端153的電壓差值放大后再與一預設的電壓值相結合后，用于調(diào)整晶體管116和晶體管132的柵極電壓和漏極所輸出的電流Il及14，及/或用于調(diào)整晶體管118和晶體管134的柵極電壓和漏極所輸入的電流12 及 15。在另ー實施例中，放大器152的放大倍率設置為2倍以上。在較佳的實施例中，放大器152的放大倍率設置為10倍以上。此外，在另ー實施例中，放大器152使用多個放大器組合而成。在另ー實施例中,放大器152的輸入端153和負載170間另設置電壓緩沖器或電流緩沖器等電路，使系統(tǒng)更為穩(wěn)定。電壓緩沖器或電流緩沖器可以采用適當?shù)闹鲃蛹?或被動元件所組成，例如，使用放大器組成的電壓跟隨器或電流跟隨器等元件。
在上述實施例中，放大器152的輸出端155耦接于參考電流產(chǎn)生電路110及/或充電泵電路130中晶體管的控制端(例如，F(xiàn)ET的柵極或雙極型晶體管的基極)，以調(diào)整充電泵電路130的充電電流Ic和放電電流Id。在另ー實施例中，可以配合適當?shù)碾娐吩O計，將放大器152的輸出端155耦接至參考電流產(chǎn)生電路110及/或充電泵電路130中晶體管的漏極、源極及/或柵極，用于調(diào)整充電泵電路130的充電電流Ic和放電電流Id。在另ー實施例中，充放電系統(tǒng)100包含有多個電流產(chǎn)生電路，以分別對充電泵電路130的充電電路部分和放電電路部分提供參考電流，并且信號處理電路150中可使用一個或多個的放大器，以依據(jù)各個放大器兩端的電壓差值產(chǎn)生放大信號后，分別調(diào)整充電泵電路130的充電電路部分和放電電路部分的電流，而能使充放電系統(tǒng)100達到降低充電電流Ic和放電電流Id間差異的功能。參考電流產(chǎn)生電路、充電泵電路和信號處理電路可以分別的或搭配的采用合適的架構，例如，在參考電流產(chǎn)生電路及/或充電泵電路中采用威爾森電流鏡(Wilson currentmirror)、增益型(gain boosted)或迭接(cascode)的電流鏡架構等。
圖2為本發(fā)明另ー實施例的充放電系統(tǒng)200簡化后的示意圖，充放電系統(tǒng)200包含有參考電流產(chǎn)生電路210、充電泵電路230和信號處理電路250，以對負載270進行充電和放電。參考電流產(chǎn)生電路210包含有電流源211以及晶體管212-224，充電泵電路230包含有晶體管231-234以及開關236和238，信號處理電路250包含有放大器252，放大器252具有輸入端251和253、以及輸出端255。充放電系統(tǒng)200的運作方式與圖I中的充放電系統(tǒng)100相似，參考電流產(chǎn)生電路210用于提供參考電流，充電泵電路230用于對負載270提供充電電流Ic和放電電流Id，信號處理電路250將輸入端251和253的信號差值放大后，用于調(diào)整參考電流產(chǎn)生電路210和充電泵電路230中晶體管的柵極電壓，以調(diào)整充電泵電路230的充電電流Ic和放電電流Id,而能降低充電電流Ic和放電電流Id間差異。在本實施例中，充放電系統(tǒng)200采用額外的電路架構設計以提供穩(wěn)定的電流輸出。例如，參考電流產(chǎn)生電路210和充放電電路230采用了迭接的電流鏡架構，以降低通道長度調(diào)變效應(channel length modulation)的影響,而能提供穩(wěn)定的電流輸出，使充放電系統(tǒng)200能進ー步達到降低充電電流Ic和放電電流Id間差異的功能。此外，可將電位Vl至V13分別設置為相同或不同的適當電壓值、調(diào)整各個晶體管的通道寬度與通道長度比等方式、及/或將充放電系統(tǒng)200與上述各實施例進行搭配，以達到降低充電電流Ic和放電電流Id間差異的功能。圖3為本發(fā)明另ー實施例的充放電系統(tǒng)300簡化后的示意圖，充放電系統(tǒng)300包含有參考電流產(chǎn)生電路310、充電泵電路330和信號處理電路350，以對負載370進行充電和放電。參考電流產(chǎn)生電路310包含有電流源312以及晶體管314、316和318，充電泵電路330包含有晶體管332和334以及開關336和338。本實施例中，參考電流產(chǎn)生電路310和充電泵電路330與圖I的實施例采用相同的架構以簡化說明，其運作方式可參考以上的說明而不再贅述。信號處理電路350包含有電壓調(diào)整電路351和偏壓電路355。電壓調(diào)整電路351可以直接耦接、采用電壓緩沖器或者適當?shù)闹鲃蛹?或被動元件所組成的電壓調(diào)整電路以耦接于端點352和353之間，使電壓調(diào)整電路351的兩端點352和353的電壓能夠實質上相等，或者使端點352和353之間的電壓差值能夠降低，而且阻隔端點352及353之間的電流流通，亦即，使電流13、16趨近于零。偏壓電路355可采用主動及/或被動元件所組成電路，以產(chǎn)生固定或可變動的電壓值，使晶體管316及/或332能運作于導通狀態(tài)(例如，運作于飽和區(qū)及/或線性區(qū))。在一實施例中，偏壓電路355可依據(jù)負載370的電壓Vc而改變輸出電壓，以調(diào)整晶體管316和晶體管332的柵極電壓和漏極所輸出的電流Il及14，而能降低充電電流Ic和放電電流Id間差異。偏壓電路355亦可與參考電流產(chǎn)生電路310相結合，以調(diào)整晶體管316和晶體管332的柵極電壓和漏極所輸出的電流Il及14，而能降低充電電流Ic和放電電流Id間差異。例如，圖4為圖3中電流源312和偏壓電路355的另ー實施例簡化后的示意圖。偏壓電路355包含有晶體管410，晶體管410的源極耦接至電流源312，晶體管410的柵極和漏極耦接 至圖3中晶體管316和332的柵極，并且圖3中晶體管314的漏極改為耦接至晶體管410的漏扱。在本實施例中，通過將晶體管316和晶體管332的源極所耦接的第三電位V3和第五電位V5設置為實質上相等(例如，皆設置為Vdd)、將晶體管318的源極耦接的第四電位V4和晶體管334的源極耦接的第六電位V6設置為實質上相等(例如，皆設置為接地)、將電壓調(diào)整電路351的兩端點352和353之間的電壓差值降低、以及將晶體管410、314、316、318、332和334的柵極電壓設置為實質上相等，而能夠降低充電電流Ic和放電電流Id間差
巳升。在說明書及圖示中，各個元件的數(shù)量、位置和連接關系等僅為示意性的敘述與繪制，并且圖示中省略了其他的電路、元件和連接關系，以簡化說明。所屬領域中具有通常知識者應可理解，說明書中各個元件能以ー個或多個的元件實施，或者說明書中多個元件的功能也可由同一元件實施，而皆屬本發(fā)明的涵蓋范圍。在說明書和圖示中，某些信號、元件、電路、流程或操作方法等僅以電壓或者電流的方式描述，但所屬領域中具有通常知識者應可理解，以電壓型式和電流形式的實施方式，皆能夠通過適當?shù)霓D換而達成本發(fā)明的功效。此外，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化、修飾與組合，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權利要求
1.ー種充放電裝置，其特征在于，包含有 一電流產(chǎn)生電路，包含有一第一晶體管和一第二晶體管，用于產(chǎn)生一參考電流； 一充電電路，包含有耦接至該第一晶體管的一第三晶體管，依據(jù)該參考電流產(chǎn)生一充電電流，用于對ー負載進行充電； 一放電電路，包含有耦接至該第二晶體管的一第四晶體管，依據(jù)該參考電流產(chǎn)生ー放電電流，用于對該負載進行放電；以及 一信號處理電路，包含有耦接于該第一晶體管和該第二晶體管的一第一輸入端、用于耦接至該負載的一第二輸入端、以及耦接至該第一晶體管和該第三晶體管的ー輸出端，用于放大該第一輸入端和該第二輸入端的一信號差值以于該輸出端產(chǎn)生ー控制信號，并利用該控制信號調(diào)整該充電電路的該充電電流及/或該放電電路的該放電電流。
2.如權利要求I所述的充放電裝置，其特征在于，該信號處理電路將該控制信號與一預設的電壓值或電流值結合，以調(diào)整該充電電路的該充電電流及/或該放電電路的該放電電流。
3.如權利要求I所述的充放電裝置，其特征在于，該信號處理電路利用該控制信號調(diào)整該第一晶體管及/或該第三晶體管的輸入電流或輸出電流，以調(diào)整該充電電路的該充電電流及/或該放電電路的該放電電流。
4.如權利要求I所述的充放電裝置，其特征在于，該信號處理電路利用該控制信號調(diào)整該第一、該第二和該第四晶體管的輸入電流或輸出電流，以調(diào)整該充電電路的該充電電流及/或該放電電路的該放電電流。
5.如權利要求I所述的充放電裝置，其特征在干，該控制信號為該信號差值的2倍以上。
6.如權利要求I至5中任一項所述的充放電裝置，其特征在于，另包含有 ー電壓緩沖器或ー電流緩沖器，設置于該信號處理電路的該第二端與該負載之間。
7.ー種充放電裝置，其特征在于，包含有 一電流產(chǎn)生電路，包含有一第一晶體管和一第二晶體管，用于產(chǎn)生一參考電流； 一充電電路，包含有耦接至該第一晶體管的一第三晶體管，依據(jù)該參考電流產(chǎn)生一充電電流，用于對ー負載進行充電； 一放電電路，包含有耦接至該第二晶體管的一第四晶體管，依據(jù)該參考電流產(chǎn)生ー放電電流，用于對該負載進行放電；以及 一信號處理電路，包含有耦接于該第一晶體管和該第二晶體管的一第一輸入端、用于耦接至該負載的一第二輸入端、以及耦接至該第二晶體管和該第四晶體管的ー輸出端，用于放大該第一輸入端和該第二輸入端的一信號差值以于該輸出端產(chǎn)生ー控制信號，以調(diào)整該充電電路的該充電電流及/或該放電電路的該放電電流。
8.如權利要求7所述的充放電裝置，其特征在于，該信號處理電路將該控制信號與一預設的電壓值或電流值結合，以調(diào)整該充電電路的該充電電流及/或該放電電路的該放電電流。
9.如權利要求7所述的充放電裝置，其特征在于，該信號處理電路利用該控制信號調(diào) 整該第二晶體管及/或該第四晶體管的輸入電流或輸出電流，以調(diào)整該充電電路的該充電電流及/或該放電電路的該放電電流。
10.如權利要求7所述的充放電裝置，其特征在于，該信號處理電路利用該控制信號調(diào)整該第一、該第二和該第三晶體管的輸入電流或輸出電流，以調(diào)整該充電電路的該充電電流及/或該放電電路的該放電電流。
11.如權利要求7所述的充放電裝置，其特征在于，該控制信號為該信號差值的2倍以上。
12.如權利要求7至11中任一項所述的充放電裝置，其特征在于，另包含有 ー電壓緩沖器或ー電流緩沖器，設置于該信號處理電路的該第二端與該負載之間。
13.ー種充放電裝置，其特征在于，包含有 一電流產(chǎn)生電路，包含有一第一晶體管和一第二晶體管，用于產(chǎn)生一參考電流； 一充電電路，包含有耦接至該第一晶體管的一第三晶體管，依據(jù)該參考電流產(chǎn)生一充電電流，用于對ー負載進行充電； 一放電電路，包含有耦接至該第二晶體管的一第四晶體管，依據(jù)該參考電流產(chǎn)生ー放電電流，用于對該負載進行放電； 一電壓調(diào)整電路，包含有用于耦接于該負載的ー第一端點，以及ー第二端點，耦接至該第一及該第二晶體管的至少其中之一與該第三及該第四晶體管的至少其中之一，用于降低該第一端點與該第二端點之間的電壓差值；以及 一偏壓電路，用于輸出ー控制信號至該第一及該第二晶體管的至少其中之一與該第三及該第四晶體管的至少其中之一，使該第一、該第二、該第三、及/或該第三晶體管呈現(xiàn)導通狀態(tài)。
14.如權利要求13所述的充放電裝置，其特征在于，該偏壓電路利用該控制信號調(diào)整該第一晶體管及/或該第三晶體管的輸入電流或輸出電流，以調(diào)整該充電電路的該充電電流及/或該放電電路的該放電電流。
15.如權利要求13所述的充放電裝置，其特征在于，該偏壓電路利用該控制信號調(diào)整該第二及/或該第四晶體管的輸入電流或輸出電流，以調(diào)整該充電電路的該充電電流及/或該放電電路的該放電電流。
16.如權利要求14或15所述的充放電裝置，其特征在于，該偏壓電路將該控制信號與ー預設的電壓值或電流值結合，以調(diào)整該充電電路的該充電電流及/或該放電電路的該放電電流。
17.如權利要求13所述的充放電裝置，其特征在于，該偏壓電路依據(jù)該負載的ー電壓值以產(chǎn)生該控制信號。
18.ー種充放電裝置，其特征在于，包含有 一電流產(chǎn)生電路，包含有一第一晶體管和一第二晶體管，用于產(chǎn)生一參考電流； 一充電電路，包含有耦接至該第一晶體管的一第三晶體管，依據(jù)該參考電流產(chǎn)生一充電電流，用于對ー負載進行充電； 一放電電路，包含有耦接至該第二晶體管的一第四晶體管，依據(jù)該參考電流產(chǎn)生ー放電電流，用于對該負載進行放電；以及 一信號處理電路，包含有耦接至該充電電路及/或該放電電路的一第一端、耦接至該電流產(chǎn)生電路的一第二端、以及耦接至該第三晶體管及/或該第四晶體管的一第三端，用于依據(jù)該第一端的一信號值于該第二端產(chǎn)生ー第一控制信號，以調(diào)整該電流產(chǎn)生電路的該參考電流，并依據(jù)該參考電流于該第三端產(chǎn)生ー第二控制信號，以調(diào)整該充電電路的該充電電流及/或該放電電路的該放電電流。
19.如權利要求18所述的充放電裝置，其特征在于，該信號處理電路將該ニ控制信號與ー預設的電壓值或電流值結合，以調(diào)整該充電電路的該充電電流及/或該放電電路的該放電電流。
20.如權利要求18所述的充放電裝置，其特征在于，該信號處理電路利用該第一控制信號調(diào)整該第一晶體管及/或該第二晶體管的輸入電流或輸出電流，以調(diào)整該充電電路的該充電電流及/或該放電電路的該放電電流。
21.如權利要求18所述的充放電裝置，其特征在于，該信號處理電路利用該第二控制信號調(diào)整該第三晶體管及/或該第四晶體管的輸入電流或輸出電流，以調(diào)整該充電電路的該充電電流及/或該放電電路的該放電電流。
22.如權利要求18所述的充放電裝置，其特征在于，該控制信號為該信號差值的2倍以上。
23.如權利要求18至22中任一項所述的充放電裝置，其特征在于，另包含有 ー電壓緩沖器或ー電流緩沖器，設置于該信號處理電路的該第二端與該負載之間。
全文摘要
本發(fā)明提出的充放電裝置之一，包含電流產(chǎn)生電路，包含第一和第二晶體管，用于產(chǎn)生參考電流；充電電路，包含耦接至第一晶體管的第三晶體管，依據(jù)參考電流產(chǎn)生充電電流以對負載充電；放電電路，包含耦接至第二晶體管的第四晶體管，依據(jù)參考電流產(chǎn)生放電電流以對負載放電；以及信號處理電路，包含耦接于第一和第二晶體管的第一輸入端、用于耦接至負載的第二輸入端以及耦接至第一和第三晶體管的輸出端，用于放大第一輸入端和第二輸入端的信號差值以調(diào)整充電電路的充電電流及/或放電電路的放電電流。
文檔編號H02J7/00GK102790409SQ20111012658
公開日2012年11月21日 申請日期2011年5月16日 優(yōu)先權日2011年5月16日
發(fā)明者洪碩鈞 申請人:慧榮科技股份有限公司