适宜在用于驱动显示板例如移动电话或个人数字助理(PDA)的 液晶显示器(LCD)板中使用的典型的电源装置，包括电荷泵 (charge-pump)型升压(step-up)电路和校准器(regulator)，用于校 准电荷泵型升压电路的输出电压。
通过电荷泵型升压电路和校准器、比较器以及AND电路构成现有 技术电源装置，由分压器形成该校准器，用于分配升压电路的输出电 压以生成分配的电压，该比较器用于比较分配的电压和对应于输出电 压的目标电压的基准电压，以生成比较输出电压，以及该AND电路用 于根据比较输出信号向升压电路提供时钟信号(见：JP-2005-20971A)。 下面将详细说明。

在上述现有技术电源装置中，当驱动负载相对大时，没有问题。 然而，当驱动负载相对小时，将从电荷泵型升压电路的切换中生成在 不确定的频率上的高频噪声，导致电源装置的相邻逻辑电路的错误操 作。在这种情况下，如果负载很小以至于负载电流几乎为零，将生成 更多的噪声。同样，如果比较器的响应特性相对低，输出电压的波动 将增加，以及其频率是不确定的。
根据本发明，在包括电荷泵型升压电路的电源装置中，由时钟信 号和在时钟信号和电荷泵型升压电路的输出电压的负反馈控制信号之 间的AND逻辑信号来控制升压操作，该电荷泵型升压电路适于执行待 用(stand-by)操作以将升压电容器充电一电源电压，并执行升压操作 以升压该升压电容器的被充电电压，并放电该升压电容器的被升压的 充电电压到平滑电容器。负反馈控制信号是脉冲宽度调制(PWM)信 号，使得AND逻辑信号的频率总是与时钟信号的相同。
因此，由时钟信号的频率控制电荷泵型升压电路的开关，其不会 生成在不确定频率上的高频噪声。同样，将减小输出电压的波动，并 且其频率是确定的。
应注意，JP-11-18419A公开了削波型电源装置，其中使用没有死 区(dead time)控制(DTC)的PWM控制。

与现有技术相比，从下述参照附图的说明，本发明将更清楚，在 附图中：
图1是说明现有技术电源装置的电路图；
图2和3是用于解释图1的电源装置的操作的时序图；
图4是说明根据本发明的电源装置的第一实施例的电路图；
图5和6是用于解释图4的电源装置的时序图；
图7是说明根据本发明的电源装置的第二实施例的电路图；以及
图8和9是用于解释图7的电源装置的操作的时序图。

在说明优选实施例之前，将参照图1和2说明现有技术电源装置 (见：JP-2005-20971A的图3、4和5)。
在图1中，现有技术电源装置由升压电路10和校准器20构成， 该升压电路10用于根据时钟信号CLK1的跳跃时钟信号CLK2升压电 源电压VDD作为输入电压，以生成升压的电压，即输出电压Vout，以及 校准器20用于将升压电路10的输出电压Vout校准为目标电压Vt。在 这种情况下，校准器20根据升压电路10的输出电压Vout跳过时钟信 号CLK1，以生成时钟信号CLK2并将其发送到升压电路10。
电荷泵电路10由四个开关SW1、SW2、SW3和SW4、升压电容 器C1和平滑电容器C2构成。在这种情况下，由时钟信号CLK2互补 地打开和关闭作为充电开关单元的开关SW1和SW2的组以及作为放 电开关单元的开关SW3和SW4的组。即，在其中CLK2＝“0”(低电 平)的待用状态下，打开开关SW1和SW2，同时关闭开关SW3和SW4， 使得将升压电容器C1充电一电源电压VDD。另一方面，在其中CLK2＝ “1”(高电平)的升压状态下，关闭开关SW1和SW2同时打开开关 SW3和SW4，使得将电源电压VDD叠加到升压电容器C1的充电的电 压上。因此，交替地重复待用状态和升压状态，使得在平滑电容器C2 上的电压，即输出电压Vout变得比电源电压VDD更高。
如果待用状态和升压状态的持续周期足够长来分别充电升压电容 器C1和平滑电容器C2，在它们的饱和状态下，升压电路10的输出电 压VDD将变为2·VDD。相反地，如果待用状态和升压状态的持续周期不 足以分别充电升压电容器C1和平滑电容器C2，在它们的非饱和状态 下，升压电路10的输出电压Vout将变得小于2·VDD。即，提供校准器 20来使得升压电路10的输出电压Vout变为目标电压Vt，满足下面的关 系：
Vt≤2·VDD
校准器20由分压器21、基准电压源22、比较器23以及AND电 路24构成，其中该分压器21用于生成升压电路10的输出电压Vout的 分压Vd1，该基准电压源22由带隙校准器等形成，用于生成对应于目 标电压Vt的基准电压Vref1，该比较器23用于比较分压器21的分压Vd1 和基准电压Vref1，来生成比较输出信号CPS1，以及该AND电路24用 于根据比较输出信号CPS1，通过其通过时钟信号CLK1作为时钟信号 CLK2。即：
CLK2＝CLK1·CPS1
并且，分压Vd1表示为：
Vd1＝Vout·R2/(R1+R2)
其中R1和R2分别表示电阻器R1和R2的阻抗值。
因此，校准器20校准升压电路10的输出电压Vout，使得输出电 压Vout与目标电压Vt相近，表达为：
Vt＝Vref1·(R1+R2)/R2≤2·VDD
因此，可以通过调整基准电压Vref1和电阻器R1和R2的一个或多 个来设置目标电压Vt。
换句话说，比较器23实质性地比较升压电路10的输出电压Vout 和目标电压Vt，以生成比较输出信号CPS1。即，如果Vout≤Vt，CPS1＝ “1”(高电平)。另一方面，如果Vout＞Vt，CPS1＝“0”(低电平)。
接下来参照图2解释图1的电源装置的第一操作，其中向其施加 输出电压Vout的负载L相对小，并且比较器23的响应特性相对大。
首先，在时间t1，时钟信号CLK1是低的，使得时钟信号CLK2 也是低的。因此，升压电路10处于待用状态，其中开启开关SW1和 SW2并且关闭开关SW3和SW4。
接下来，在时间t2，由于Vout＜Vt，比较器23的比较输出信号CPS1 为“1”(高电平)，使得CLK2＝CLK1。因此，当时钟信号CLK1从 “0”  (低电平)切换到“1”  (高电平)时，使得时钟信号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，其中关闭SW1和SW2并且开启开关SW3 和SW4。结果，升压电路10的输出电压Vout接近目标电压Vt。然而， 在这种情况下，由于负载L相对小，输出电压Vout将在时间t21、t22... 快速地达到目标电压Vt。此外，由于比较器23的响应特性相对大，比 较器23的比较输出信号CPS1将快速翻转。因此，交替地并快速地重 复升压状态和待用状态，直到时间t3，在该t3时钟信号CLK1变为“0” (低电平)。
接下来，在时间t3，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进入另一待用状态。
在时间t4之后，交替地重复与从时间t2到时间t3相似的升压/待 用状态以及与从时间t3到时间t4相似的待用状态。
然而，在如图2所示的第一操作中，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)，用于操作开关SW1、SW2、SW3和SW4的时钟信号CLK2 的频率高于时钟信号CLK1的，使得从开关SW1、SW2、SW3和SW4 生成在不确定频率上的高频噪声，导致电源装置的相邻逻辑电路的错 误操作。同样，输出信号Vout的波动将增加。在该情况下，如果L很 小以使得负载电流IL几乎为零，时钟信号CLK2的频率远高于时钟信 号CLK1的，这将生成更多噪声。
接下来参照图3解释图1的电源装置的第二操作，其中输出电压 Vout所施加到的负载L相对小，并且比较器23的响应特征相对小。
首先，在时间t1，时钟信号CLK1是低的，使得时钟信号CLK2 也是低的。因此，升压电路10处于待用状态，其中开启开关SW1和 SW2并且关闭开关SW3和SW4。
接下来，在时间t2，由于Vout＜Vt，比较器23的比较输出信号CPS1 为“1”(高电平)，使得CLK2＝CLK1。因此，当时钟信号CLK1从 “0”  (低电平)切换到“1”(高电平)时，使得时钟信号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，其中关闭SW1和SW2并且开启开关SW3 和SW4。结果，升压电路10的输出电压Vout接近目标电压Vt。然而， 在这种情况下，由于负载L相对小，输出电压Vout将在时间t31、t32... 快速地达到目标电压Vt。另一方面，由于比较器23的响应特性相对小， 比较器23的比较输出信号CPS1将缓慢翻转。因此，交替地并缓慢地 重复升压状态和待用状态，以具有大幅度的输出电压，直到时间t3， 在该t3时钟信号CLK1变为“0”(低电平)。
接下来，在时间t3，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进入另一待用状态。
在时间t4之后，交替地重复与从时间t2到时间t3相似的升压/待 用状态以及与从时间t3到时间t4相似的待用状态。
然而，在如图3所示的第二操作中，从时间t31到时间t32的时间 周期等足够大以生成大的过冲(overshoot)OS，其将显著地增加升压 电路10的输出电压Vout。最坏的情况是，当输出电压Vout超过估计值 时，图1的电源装置内的单元将恶化。同时地，与图2的方式相同， 用于操作开关SW1、SW2、SW3和SW4的时钟信号CLK2的频率大于 时钟信号CLK1的，使得从开关SW1、SW2、SW3和SW4生成在不确 定频率上的高频噪声，导致电源装置的相邻逻辑电路的错误操作。同 样，输出信号Vout的波动将增加。即使在该情况下，如果L很小以使 得负载电流IL几乎为零，时钟信号CLK2的频率远高于时钟信号CLK1 的，这将生成更多噪声。
在如图2和3所示的操作中，在不确定的频率上生成输出信号Vout 的波动。例如，如果图1的电源装置施加到具有一频带以减小电源电 压除去率(SVRR)的串联校准器，输出信号Vout的波动的某些不确定 频率将落在上述频带内。因此，优选地输出信号Vout的波动的频率应 当是确定的。
在说明了根据本发明的电源装置的第一实施例的图4中，图1的 升压电路10改变为升压电路30。同样，提供用于生成PWM信号SPWM 的脉冲宽度调制(PWM)控制电路40和用于通过使用时钟信号CLK 和PWM信号SPWM控制升压电路30的升压控制电路50，取代图1的 校准器20。
除了图1的升压电路10的单元之外，升压电路30包括开关SW5 和SW6。开关SW5串联连接连接到开关SW1，以及开关SW6串联连 接连接到开关SW4。
PWM控制电路40由分压器41、由带隙校准器等构成的基准电压 源42、误差放大器43、相位补偿电路44、死区控制(DTC)电压生成 电路45、锯齿波形信号生成电路46、比较器47和48以及OR电路49 构成。
分压器41由电阻器R3和R4构成，以生成升压电路30的输出电 压Vout的分压Vd2，由下式表示：
Vd2＝Vout·R3/(R3+R4)
其中R3和R4分别表示电阻器R3和R4的阻抗值。分压电压Vd2 施加到误差放大器43的翻转输入。
从基准电压源42生成的基准电压Vref2施加到误差放大器43的非 翻转输入。同样，由阻抗R5和电容器C3的联级形成的相位补偿电路 44连接在误差放大器43的翻转输入和输出之间，以控制输出电压Vout 的负反馈的增益，因此避免了振荡并获得相位余量。结果，误差放大 器43放大分压Vd2和基准电压Vref2之间的差异，以生成误差电压Ve， 其施加到比较器47的非翻转。应注意，基准电压Vref2对应于输出电压 Vout的目标电压Vt。
DTC电压生成电路45生成DTC电压Vdtc，用于限定PWM信号 SPWM的最小脉冲宽度(最小开启运行持续时间(minimum ON-duty duration))。DTC电压Vdtc施加到比较器48的非翻转输入。
锯齿波形信号生成电路46接收时钟信号CLK1来生成具有半周期 时钟信号CLK的锯齿波形信号T0。锯齿波形信号T0施加到比较器47 和48的翻转输入。
比较器47比较误差电压Ve和锯齿波形信号T0，以生成比较输出 信号CPS2。当Ve＞T0时，比较输出信号CPS2是“1”(高电平)。 另一方面，当Ve≤T0时，比较输出信号CPS2是“0”  (低电平)。
比较器48比较DTC电压Vdtc和锯齿波形信号T0，以生成比较输 出信号CPS3。当Vdtc＞T0时，比较输出信号CPS3是“1”(高电平)。 另一方面，当Vdtc≤T0时，比较输出信号CPS3是“0”(低电平)。
由OR电路49输出比较器47和48的比较输出信号CPS2和CPS3 作为PWM信号SPWM。
因此，通过PWM控制电路40的比较器47和48和OR电路49， 锯齿波形信号T0与误差电压Ve和DTC电压VDTC的较大者Vh相比较。 结果，当T0＜Vh时，PWM信号SPWM是“1”(高电平)。另一方面， 当T0≥Vh时，PWM信号SPWM是“0”(低电平)。因此，当Ve＞VDTC 时，PWM信号SPWM的脉冲宽度取决于输出信号Vout。另一方面，当 Ve≤VDTC时，PWM信号SPWM的脉冲宽度是最小开启运行持续时间。
由倒相器51、AND电路52和53以及延迟缓冲器54和55构成升 压控制电路50。
将时钟信号CLK作为控制信号S3施加到升压电路30的开关 SW3，同时由倒相器51的时钟信号CLK的翻转信号施加到升压电路 30的开关SW2作为控制信号S2。
将由AND电路52的时钟信号CLK和PWM信号SPWM的AND逻 辑信号施加到升压电路30的开关SW4作为控制信号。同样，将由延 迟缓冲器54的控制信号S4的延迟的信号施加到升压电路30的开关 SW6作为控制信号S6。
由倒相器51的时钟信号CLK的翻转的信号与AND电路53的 PWM信号SPWM的逻辑信号施加到升压电路30的开关SW1作为控制 信号S1。同样，将由延迟缓冲器55的控制信号S1的延迟的信号施加 到升压电路30的开关SW5作为控制信号S5。
延迟缓冲器54和55的延迟时间D设置为预设时间周期，使得当 PWM信号SPWM是最小开启运行持续时间时，控制信号S4在控制信号 S3上不重叠，并且控制信号在控制信号S5上不重叠。例如，上述延迟 时间D是对应于最小开启运行持续时间的时间周期。
接下来将参照图5说明图4的电源装置的第一操作，其中负载L 相对小。
首先，在从时间t1到t2的时间周期期间，输出电压Vout大于目标 电压Vt，使得误差电压Ve小于锯齿波形信号T0。结果，比较器47的 比较输出信号CPS2是低的，并且比较器48的比较输出信号CPS3随 着由DTC电压Vdtc所确定的最小开启运行持续时间而变化。因此，PWM 信号SPWM也随着最小开启运行持续时间变化，并且，开关SW1和SW5 以及开关SW4和SW6随着最小开启运行持续时间变化。在这种情况 下，开关SW1和SW5没有被同时地开启，因此没有执行用于充电电 容器C1的待用操作。相似地，开关SW4和SW6没有被同时地开启， 因此没有执行用于放电电容器C1的升压操作。因此，输出电压Vout 没有增加。
接下来，在从时间t2到t3的时间周期期间，输出电压Vout小于目 标电压Vt，因此误差电压Ve大于锯齿波形信号T0一特定长的时间周 期。结果，比较器47的比较输出信号CPS2是高的一特定时间周期。 另一方面，比较器48的比较输出信号CPS3随着由DTC电压Vdtc所确 定的最小开启运行持续时间而变化。因此，PWM信号SPWM比最小开 启运行持续时间要长一时间周期Δt1，其中同时地开启开关SW2、SW1 和SW5来执行用于充电电容器C1的待用操作。
接下来，在从时间t3到t4的时间周期期间，输出电压Vout暂时仍 然是小的，因此误差电压Ve仍然大于锯齿波形信号T0一特定长的时 间周期。结果，比较器47的比较输出信号CPS2是高的一特定时间周 期。另一方面，比较器48的比较输出信号CPS3随着由DTC电压Vdtc 所确定的最小开启运行持续时间而变化。因此，PWM信号SPWM的持 续时间比最小开启运行持续时间要长一时间周期Δt2，其中同时地开启 开关SW3、SW4和SW6来执行用于放电电容器C1的升压操作。因此， 输出电压Vout增加。
在如图4所示的操作中，由时钟信号CLK的频率控制开关SW2、 SW1、SW5、SW3、SW4和SW6，其将在不确定的频率产生高频噪声。
下面将参照图6说明图4的电源装置第二操作，其中负载L非常 小，使得负载电流IL基本为零。
首先，在从时间t1到t2的时间周期期间，输出电压Vout大于目标 电压Vt，使得误差电压Ve小于锯齿波形信号T0。结果，比较器47的 比较输出信号CPS2是低的，并且比较器48的比较输出信号CPS3随 着由DTC电压Vdtc所确定的最小开启运行持续时间而变化。因此，PWM 信号SPWM也随着最小开启运行持续时间变化，并且，开关SW1和SW5 以及开关SW4和SW6随着最小开启运行持续时间变化。在这种情况 下，开关SW1和SW5没有被同时地开启，因此没有执行用于充电电 容器C1的待用操作。相似地，开关SW4和SW6没有被同时地开启， 因此没有执行用于放电电容器C1的升压操作。因此，输出电压Vout 没有增加。
接下来，在从时间t2到t3的时间周期期间，输出电压Vout仍然大 于目标电压Vt，但是，误差电压Ve大于锯齿波形信号T0一特定长的 时间周期。结果，比较器47的比较输出信号CPS2是高的一特定时间 周期。另一方面，比较器48的比较输出信号CPS3随着由DTC电压 Vdtc所确定的最小开启运行持续时间而变化。因此，PWM信号SPWM 随着最小开启运行持续时间变化。结果，没有同时开启开关SW2、SW1 和SW5，因此没有执行用于充电电容器C1的待用操作。
接下来，在从时间t3到t4的时间周期期间，输出电压Vout达到目 标电压Vt，但是误差电压Ve仍然大于锯齿波形信号T0一特定长的时 间周期。结果，比较器47的比较输出信号CPS2是高的一特定时间周 期。另一方面，比较器48的比较输出信号CPS3随着由DTC电压Vdtc 所确定的最小开启运行持续时间而变化。因此，PWM信号SPWM的持 续时间比最小开启运行持续时间要长一时间周期Δt，其中同时地开启 开关SW3、SW4和SW6来执行用于放电电容器C1的升压操作。因此， 输出电压Vout增加。
同样，在如图5所示的操作中，由时钟信号CLK的频率控制开关 SW2、SW1、SW5、SW3、SW4和SW6，其将在不确定的频率不产生 高频噪声。
在图4和5中，输出电压Vout的波动取决于时钟信号CLK的每个 高周期的一个升压状态。因此，输出电压Vout的波动频率是不确定的。
在说明了根据本发明的电源单元的第二实施例的图7中，从升压 电路30除去了图4的开关SW5，并且从升压控制电路50除去了图4 的AND电路53和延迟电路55，因此由时钟信号CLK的翻转信号共同 地控制开关SW1和SW2。因此，待用操作与图1的电源装置的相同。 即，即使在图1的电源装置中，由于开关SW1和SW2的充电操作没 有生成如图2和3所示的噪声，在噪声方面，图7的电源装置等同于 图4的电源装置，如分别对应于图5和6的图8和9所示。