近期,本课题组张敏老师林和生同学分别以通讯作者和以第一作者的身份,在 Journal of Low Power Electronics 上发表了题为 “Leakage current improvement for a voltage doubler charge pump” 的研究成果。
本次工作主要改善voltage doubler电荷泵的反向漏电现象。一般地,相位Phi1为充电相位,电容C1被充电至电源电压Vout2;相位Phi2为放电相位,开关M21和M22一起导通,自举电容C1,输出端Vout被充电至2Vout2 。在外置电容方案中,开关M21和M22导通瞬间,节点C1P电压值无法实现瞬间跳变(大的RC时间常数),所以其电压值反而会比Vout低,会造成瞬间的反向漏电,节点C1P连接的ESD电路,level shifter等漏电路径都可能造成功率效率的下降。本设计提出一种新的时钟控制策略,如图(a)(b)所示,相位Phi2下,我们先打开开关M21,节点C1P很快被预充电(对寄生电容充电),再打开开关M22时,节点C1P已经明显比Vout高,反向漏电不明显。
仿真结果显示:本设计在空载下,系统的的功耗降低约17%;在满载下,最大驱动电流提高约2%-10%,功率效率提高约3%。